То, что было когда-то просто интересным
разделом естествознания, превращается в
одну из кардинальных проблем современной биологии.
Куда улетают птицы!
Осенью птицы улетают, весной — прилетают. Это люди знали давно. Может быть, это заметил еще и наш очень отдаленный предок. Конечно, замечали это и позже — безусловно, обращали на это явление внимание и охотники и земледельцы. В Библии, из которой можно почерпнуть кое-какие практические сведения, написано, например, что аист и горлица, журавль и ласточка знают, когда им нужно возвратиться. (Обратим внимание не на то, что птицы якобы что-то «знают», а лишь на сам факт возвращения.) Но сведения, почерпнутые из Библии, не могут, конечно, служить началом сколько-нибудь серьезного разговора о перелетах птиц. Разговор можно начать лишь с Аристотеля. Именно он две с лишним тысячи лет назад не только четко отметил это явление, но и впервые задумался над тем, где же зимуют птицы.
Конечно, Аристотель не мог сколько-нибудь полно и точно ответить на этот вопрос. Мало того, он повторял существовавшие легенды о том, что некоторые птицы прячутся на зиму в воду и там, зарывшись в ил, переживают неблагоприятное время. Другие птицы, считал Аристотель, тоже скрываются на зиму. «Никто не сомневается, — писал он, — что горлица прячется. Отправляясь в укромные места, она очень жирна, теряет там перья, но не тощает».
Однако Аристотель недаром считался и считается одним из величайших умов человечества. Оставаясь сыном своего времени, он тем не менее обогнал его на много столетий. Это проявляется во всем, даже в таких вопросах, как вопрос зимовки птиц. Повторяя очевидные нелепости о зимовках птиц, бытовавшие тогда, он уже говорит и о том, к чему люди пришли через тысячелетия. «После осеннего равноденствия из Понта и более холодных стран прилетают птицы, желающие избежать приближающейся зимы. Часть из них откочевывает в соседние страны, другие же направляются в более отдаленные. После весеннего равноденствия птицы возвращаются обратно из боязни жары. Журавли, например, летят из скифских степей в болота, которые образует Нил выше Египта. Пеликаны тянут с реки Струмы на Дунай, где гнездятся. Одни птицы совершают перелеты раньше, другие — позже. Перелет перепелов предшествует перелету журавлей, но все птицы, летящие из болот холодных стран, жирнее, чем те, которые возвращаются из теплых».
Тут не только сообщения о перелетах как таковых, тут и сведения о местах зимовок, и указания на время перелетов. Однако много веков после Аристотеля птичьими перелетами никто не занимался, а если и говорили об этом, то повторяли, как правило, легенды, что ласточки проводят зиму в воде, а скворцы и другие птицы улетают на Луну. И это повторялось в течение многих веков! Лишь в XIII веке знакомый уже нам император-натуралист Фридрих II в своем трактате о птицах заявил, что зимуют они в жарких странах, а не под водой. Фридрих не только наблюдал перелеты, но и попытался их объяснить. Он считал, что улетают птицы в результате наступления холодов, он отмечал влияние погоды на перелеты, упоминал о линьке и скоплении птиц перед отлетом. Однако и много позже пытались «узаконить» существовавшие издавна легенды. Так, в 1703 году (это ведь уже XVIII век) некий ученый, епископ Герефорд, в своем «научном» трактате доказывал, что на зиму птицы улетают на Луну.
Но если этому тогда уже не очень верили, то о зимней спячке птиц писали многие, в том числе и такой выдающийся натуралист XVI века, как Геснер. Даже Карл Линней не избежал этой ошибки, хотя именно он в 1750 году первый предложил регистрировать сроки прилета и отлета птиц с помощью наблюдателей и явился, по сути дела, основателем современных фенологических исследований, родоначальником орнитофенологии.
Легенда о зимовках ласточек под водой не раз подвергалась сомнениям и даже проверкам. Так, немецкий ученый Леонард Фриш осенью 1740 года выловил ласточек, обмотал им ножки цветными нитками и выпустил, а весной снова выловил вернувшихся на прежние гнезда птиц и исследовал эти нитки. Такую же работу проделал через десять лет, в 1750 году, знаменитый итальянский ученый Ладзаро Спалланцани. Оба ученых искали на нитках какие-нибудь признаки (остатки ила, водорослей, изменение цвета ниток и т. д.), которые могли бы подтвердить, что ласточки зимовали в воде. Но ничего подобного ученые не находили, и вывод напрашивался сам собой: зиму ласточки провели не в воде. Но где? Неужели ласточки улетают в далекие края и возвращаются обратно?
В те времена уже многие европейские натуралисты побывали в различных странах Азии и Африки, видели там скопления птиц, явно не живших в тех краях постоянно.
В то же время многие ученые наблюдали пролеты птиц у себя на родине, в странах Западной и Южной Европы, отмечали появление некоторых видов птиц зимой и отлет их весной. Но «вещественных доказательств», документальных подтверждений того, что птицы летают на зимовку, не было. Впервые такое документальное подтверждение, как считают, появилось 21 мая 1822 года, когда в немецком городе Мекленбурге поймали аиста, шея которого была пронзена стрелой. (Видимо, стрела задела лишь мягкие ткани и не причинила птице особого вреда.) Специалисты изучили стрелу и определили: изготовлена она в Африке. Так в руках ученых появился очень важный «документ», не только свидетельствующий, что птицы совершают длительные и многокилометровые перелеты, но и указывающий, куда и откуда они летят. В данном случае аист летел из Африки.
В литературе часто упоминается именно этот эпизод, хотя известен и другой: в 1710 году — более чем за сто лет до поимки аиста — тоже в Германии была поймана серая цапля с кольцом на шее, надетом в Турции.
Но так или иначе, прошло еще не одно десятилетие, пока люди получили возможность узнавать, куда и откуда летят птицы, не от случая к случаю, а систематически и точно.
Правда, и до этого орнитологи уже не сидели сложа руки: уверовав в то, что птицы путешествуют, ученые разными способами пытались эти перелеты изучить. Так, например, еще в 1828 году голландский ученый Шлегель занялся обработкой наблюдений различных путешественников. Несмотря на далеко не полные, а нередко и случайные данные, Шлегель пришел к верному выводу: многие из европейских перелетных птиц (а может быть, и большинство их) зимуют в Африке или Юго-Восточной Азии.
А в это же время в небольшой немецкой деревне Ренендорф пастор Христиан Врем (отец знаменитого автора «Жизни животных») все свободное от пасторских занятий время проводил в лесу или в поле. В его доме имелась прекрасная библиотека по орнитологии, большая даже по сегодняшним представлениям коллекция чучел и шкурок птиц. Христиана Брема хорошо знали в округе как честного и справедливого человека, а в ученых кругах многих стран Европы — как крупного орнитолога.
На основании личных наблюдений и наблюдений других натуралистов Христиан Брем составил списки птиц, летящих днем, ночью, в любое другое время суток. То есть, по сути дела, он дал полную (возможную по тому времени) сводку перелетных птиц. Само по себе это уже было значительным явлением в орнитологии. Но Христиан Брем пошел дальше: он попытался с экологической точки зрения обосновать причины перелетов птиц. Его труд, который так и называется «Перелеты птиц», сыграл огромную роль в истории орнитологии и до сих пор не утратил своего значения.
Безусловно, имелись и другие работы подобного рода, в частности работа русского академика А. Ф. Миддендорфа и очень ценный труд русского ученого К. Ф. Кесслера. Однако все это было лишь преддверием настоящего изучения птичьих перелетов.
Сейчас о кольцевании птиц знают, наверное, все. А в 1890 году, когда датский учитель X. Мартенсен придумал способ метить птиц — надевать им на ножки легкие колечки с выбитым на них адресом, это было великим открытием в орнитологии. Попытки метить птиц делались и раньше. Например, за десять лет до изобретения кольцевания, в 1880 году, некий немецкий почтмейстер Датте поймал в заводях реки Варры четырех молодых аистов и надел им на ноги металлические кольца. Через четыре дня после вылета из гнезда один из аистов был убит за 1200 километров от родины.
Через два года, в 1882 году, было получено новое доказательство дальности перелета птиц. Владелец поместья Аскания-Нова на Украине, большой знаток и любитель природы Ф. Фальц-Фейн надел на шею журавля серебряное кольцо. Через некоторое время эта птица была обнаружена в Судане. Делались и другие попытки метить птиц. Но все это были попытки единичные, фактически ничего существенного орнитологии не давшие.
Правда, и после того как Мартенсен окольцевал своих первых сто девять птиц, дело двинулось не сразу. Кое-кто принял эту идею в штыки: они считали, что кольцевание губит птиц. И даже в 1901 году, когда за дело взялся Иоганн Тинеманн, кольцевание птиц подвергали нападкам и газеты, и различные общества защиты животных.
Тем не менее именно Тинеманн начал массовое кольцевание птиц в Европе.
И. Тинеманн окончил миссионерскую школу, но интересы его лежали далеко от миссионерства. Он не поехал в Африку или Азию обращать аборигенов в христианскую веру — услышав, что на Куршской косе (неподалеку от нынешнего Калининграда) осенью и весной пролетает множество птиц, пастор-миссионер, которого больше всего интересовала орнитология, отправился в те места. Он должен был спасать души куршей — представителей племени, живших на этой косе. Но Тинеманн занялся птицами. Он тогда, конечно, не мог знать, что именно в тех местах — это стало известно лишь сейчас, когда орнитология набрала силу, — самый плотный в мире пролет птиц. Но видимо, понял, что место для своей научной работы выбрал удачное. В 1901 году Тинеманн организовал орнитологическую станцию (она существует и теперь и является одной из крупнейших в мире), и несмотря на постоянные нападки, несмотря на многих любителей природы, ополчившихся против «сумасшедшего профессора», он занимался своим делом. Тинеманн не только сам кольцевал птиц — он был страстным пропагандистом этого метода. И вскоре благодаря Тинеманну кольцевание заняло первое место в ряду методов и способов изучения перелетов птиц. Учреждения, занимающиеся кольцеванием птиц, стали создаваться в разных странах Европы, затем Америки. Сейчас уже окольцовано несколько десятков миллионов птиц (в нашей стране кольцевание началось с 1924 года, и сейчас окольцовано примерно 4 миллиона птиц) и наука уже располагает многими очень важными, интересными и неопровержимыми фактами относительно того, куда летят птицы.
На конкретный вопрос «куда летят птицы?» большинство людей отвечает: на юг. Так уж принято считать — в преддверии холодов птицы улетают туда, где всегда тепло, или, во всяком случае, тепло в зимнее время, или просто теплее, чем у них на родине. Ну, а где все это может быть? Конечно, на юге, потому что юг всегда ассоциируется с теплом. Что ж, действительно, многие птицы летят на юг. Но еще больше птиц летит на юго-восток или юго-запад, просто на восток или просто на запад и даже… на север. Ведь дело не только в том, куда летят птицы, но и в том, откуда они отправляются в путешествие.
Вот несколько примеров. Некоторые виды уток, куликов, чаек, скворцы, живущие в Северной или Восточной Европе, зимуют в Западной Европе, где благодаря теплому течению, проходящему недалеко от берегов, климат достаточно мягкий и вполне подходит для зимовки. Но чтобы попасть в Западную Европу из Северной или Восточной, лететь на юг ни к чему. Надо лететь на юго-запад. Птицы, гнездящиеся в Западной Сибири и зимующие на юге Европы, в Африке или в юго-западных частях Азии, тоже не могут лететь на юг — они попадут тогда совсем в иные места. Поэтому, чтобы попасть на свои места зимовок, они летят на юго-запад.
А вот птицы, обитающие в тундре на севере Европы и частично Азии, даже на юго-запад лететь не могут — иначе они тоже прилетят совсем не туда, куда нужно. Поэтому их путь лежит прямо на запад.
Hy, а куда лететь птицам, живущим в Восточной Сибири? Ведь зимуют они в Юго-Восточной Азии. Если птицы отправятся на юг или на запад, то им придется облететь чуть ли не весь земной шар, прежде чем попадут они в Индию, например. Поэтому птицы летят кратчайшим путем, держа курс на восток. Впрочем, говорить о кратчайшем пути можно лишь в значительной мере условно: одни летят по дуге, другие держат путь на запад, затем круто сворачивают на юг, и так далее. Но даже если птицам и не надо было бы сворачивать — прямой путь короче и кажется легче, они все равно часто меняют направление: ведь на пути пернатых путешественников нередко имеются серьезные преграды и облететь их, видимо, легче, чем преодолеть. Так, например, на пути птиц, летящих из Сибири в Индию, встречаются огромные пустыни Центральной Азии и высокие Гималайские горы. Преодолеть их многим птицам просто не под силу. Вот и приходится менять направление. Правда, некоторые пролетают и над пустынями и над горами. Например, маленькие птички славки, живущие на севере Европы, отправляются зимовать в Южную Африку. Летят они сначала на юго-восток, перелетают Средиземное море и Сахару — 60 часов беспосадочного перелета! — и только тогда добираются до места зимовки. Как видим, препятствия они преодолевают, но летят тоже не по прямой.
Но если многие птицы, в какую бы сторону света они ни летели, все-таки стремятся в теплые страны (что условно можно назвать «теплым югом»), то другие вовсе не стремятся туда. Ведь дело-то в конечном итоге не столько в холоде, сколько в голоде. Поэтому для многих важно не то, что страны, куда они улетают, теплые, а то, что там достаточно пищи. А это может быть и не только в жарких странах. Например, кайры, живущие на берегах Баренцева моря, зимуют в тех же широтах, где гнездятся, — в северной Атлантике, перемещаясь лишь на запад. А жаворонки из Подмосковья улетают в Центральную Азию и зимуют в нагорьях, где зимой даже значительно холоднее, чем на их родине. Но в нагорных степях мало снега и корм на земле всегда есть, в то время как под Москвой его из-под глубокого снега не достанешь.
Вот почему неправильно говорить, что зимой птицы улетают на юг. Даже сказать «в теплые страны» тоже не точно. Не такая уж теплая страна Австрия. А только в Вене зимуют чуть ли не полмиллиона наших скворцов. Но можно сказать иначе. «Абсолютное большинство птиц Северного полушария зимует в более южных широтах или, по крайней мере, в областях с более теплым и мягким климатом, чем в местах гнездовий», — пишет профессор А. В. Михеев. Однако все-таки большинство, но не все!
Конечно, это стало известно благодаря кольцеванию птиц. Это и многое другое. Например, благодаря изучению перелетов с помощью кольцевания была опровергнута теория финского ученого И. А. Пальмена, существовавшая почти сто лет.
В 1876 году Пальмен выдвинул теорию, утверждающую, что птицы летят по своим собственным вечным путям, эдаким «улицам», проложенным в небе. Многое подтверждало эту теорию, многие факты, в частности скопление птиц в определенных местах, свидетельствовали, что у птиц действительно имеются «воздушные дороги».
Теория Пальмена жила очень долго и держалась прочно, несмотря на то, что еще в 1866 году К. Ф. Кесслер весьма обоснованно утверждал: птицы летят широким фронтом, а не узкими «дорогами». Новейшие исследования подтвердили правоту Кесслера: лишь очень немногие птицы, такие, как серый журавль, аисты, сорокопуты-жуланы и некоторые другие, действительно летят узким фронтом. Остальные же, особенно птицы европейские, не придерживаются никаких «улиц» — их вообще не существует, — а летят широким фронтом. Конечно, это не значит, что летят они как попало. Мы уже говорили, что часто путь птицы довольно извилистый или дугообразный, а то и меняется чуть ли не под прямым углом. Иногда птицы таким образом облетают препятствия в виде гор или пустынь. В пути птицы встречают удобные места для отдыха и защиты от врагов, где можно покормиться. Они называются защитными и кормовыми биотопами. Для лесных птиц это лесные массивы и древеснокустарниковые насаждения, для водоплавающих это, естественно, водоемы. Именно по ним пролегают «экологические русла». Но они, эти русла, очень условны и намечены как бы пунктирно (кстати, некоторые орнитологи предлагают ввести даже такой термин «экологические пунктиры») и никак не могут соответствовать «воздушным дорогам» или «воздушным улицам». Тем более что, как теперь известно, и пути-то у птиц не постоянные.
До недавнего времени считалось: птицы из года в год, из десятилетия, столетия, а может быть, и из тысячелетия в тысячелетие летят в одном и том же направлении и прилетают в одни и те же места. Это не вызывало сомнения. Ведь ученые были уверены, что пролетные пути птиц отражают историю расселения видов. По этим путям якобы можно было даже установить, где когда-то было море или горы (путь вдруг безо всяких, казалось бы, видимых причин круто поворачивает, — значит, облет препятствия!). «Знание» пролетных путей птицами считалось наследственным, и значит, ничто не может заставить их изменить этот путь. И вдруг выяснилось: не только дороги, но и места зимовок могут меняться, хотя, конечно, достаточно сильная привязанность к определенным местам зимовок у птиц есть. Раньше связывали историю пролетных путей с формированием ландшафтов, теперь объясняют не историческим прошлым нашей планеты, а современными экологическими условиями. (Мы уже говорили о биотопах.) И изменение этих путей связано именно с изменением физико-географического ландшафта на пути перелетов. Приблизительно это выглядит так: на пути перелетов человек ли, стихия ли коренным образом изменили ландшафт. Птицы уже не находят нужных условий для отдыха, еды, спасения от врагов. И птицы будут вынуждены изменить маршрут, следуя иным «пунктирам». И может оказаться, что районы, куда попадут птицы, изменив маршрут, тоже вполне пригодны для зимовки. И, будто рассудив своим «птичьим умом», что от добра добра не ищут, птицы остаются на новых местах.
Может быть и другое — меняются к худшему условия на исконных местах зимовок, и птицы вынуждены искать другие. Или, наконец, появляются условия для благополучной зимовки в других, лежащих ближе районах. Примером такого «непостоянства» в выборе мест зимовки может служить краснозобая казарка — небольшой, ярко окрашенный гусь.
Краснозобая казарка гнездится в тундровых районах азиатской части нашей страны, а места ее постоянной зимовки — южная часть Каспия. Считалось, что так было всегда, испокон веков. И вдруг археологи, производя раскопки одной из пирамид в Египте, обнаружили на ней фрески с изображением четырех птиц. (Кстати, очень хорошая копия этой фрески имеется в Москве в Музее изобразительных искусств имени А. С. Пушкина.) Орнитологи легко установили, что две птицы, изображенные на фреске, — белолобые гуси, а вторая пара — краснозобые казарки. Это-то установить было легко. А вот почему они оказались на фреске — понять гораздо труднее. Дело в том, что в Египте эти птицы не бывают. Откуда же сорок шесть веков тому назад (а именно таков возраст пирамиды, на которой обнаружена фреска) краснозобая казарка была известна египетскому художнику?
Предположение о каких-то торговых или иных контактах между древними египтянами и народами, населяющими теперешнюю Сибирь, сразу отпали — никаких контактов не было. Да если бы и были, кто стал бы везти из Сибири на берега Нила эту птицу? Нет, казарок не привозили в Египет — они прилетали сами. Такой вывод сделали ученые. Видимо, когда-то краснозобая казарка отправлялась зимовать из Сибири на берега Нила. Но прошли века, сильно изменился ландшафт нашей планеты, и казарки тоже изменили свой маршрут. То ли на их пролетном пути исчезли какие-то необходимые им «экологические пунктиры» (например, водоемы, где по пути они кормились, отдыхали), то ли посуровел климат в каких-то районах их пролета, и это неблагоприятно отразилось на птицах, а может быть, изменился режим Каспия, и гуси, обнаружив во время промежуточной остановки, что тут вполне можно зимовать, сократили свой многовековой путь. (Конечно, это произошло не сразу — длилось такое изменение, может быть, много веков, сменилось множество поколений птиц, пока был зафиксирован новый маршрут и новое место зимовки.)
Итак, Каспий стал «законным» местом зимовки краснозобой казарки. И вдруг (то есть, конечно, не вдруг, это только нам так кажется) птицы опять меняют место зимовки. На этот раз они удлиняют маршрут — пролетают мимо Каспия и стремятся в дельту Дуная. Может быть, режим Каспия изменился в неблагоприятную для них сторону, а может быть, дельта Дуная стала более привлекательной из-за обилия корма — это еще предстоит выяснить.
Но если места зимовок могут меняться, то привязанность большинства птиц к родине неизменна: где бы ни зимовали птицы — на старых ли местах, на новых ли, весной они обязательно возвращаются в места своих гнездовий. И тут выяснена еще одна любопытная особенность: нередко птицы возвращаются не тем путем, которым улетали на зимовку. Долгое время ученые не могли понять причины этого, мешало убеждение, что птицы летят по исконным, проложенным тысячелетия назад маршрутам. Сейчас, когда стало ясно, что основную роль играют экологические особенности, стали понятны и причины так называемых петлеобразных маршрутов: ведь в разное время года в разных местах могут быть и различные условия — то, что подходит птицам осенью, может оказаться совершенно неподходящим весной, и наоборот. Картина перелетов птиц (правда, самая общая, поверхностная, как подчеркивал профессор Н. А. Гладков) несколько прояснилась, и ученые начинают разбираться в этой проблеме более детально. Выяснено, например, что птицы одного и того же вида, гнездящиеся близко друг к другу или даже совсем рядом, часто на зимовку летят в разных направлениях. Так, чайки, живущие в Подмосковье, на озере Киёво, зимуют в северной Италии, на Балканах, в дельте Нила. А серых цапель, окольцованных на Рыбинском водохранилище, можно встретить и на Черноморском побережье и в Алжире, во Франции и ГДР, в ФРГ и в Австрии. Конечно, тут нет никакого «произвола» — птицы каждой колонии разбиваются на стайки, и во время перелета каждая стайка находит иное «экологическое русло», о котором мы уже говорили, что и приводит птиц в разные места зимовок. Особенно молодых птиц.
Все сказанное относится не только к птицам Северного полушария, хотя обычно принято думать, что длительные перелеты птицы совершают лишь в умеренных и холодных зонах нашей планеты. Действительно, в Северном полушарии перелеты выражены более интенсивно и они более заметны. Тем не менее существуют они и в Южном полушарии. Например, белобрюхий аист, постоянно живущий в Судане, в начале лета улетает в Анголу и Мозамбик, где в это время начинается сезон дождей. А аисту это важно: во время засушливого, жаркого лета у себя на родине он не сможет найти пищу. Африканский козодой, наоборот, в то же время летит из Анголы в Судан: его пища — летающие термиты, для которых это время в Судане очень благоприятное, а в Анголе — нет.
Немало птиц к началу засушливого времени перелетает с острова Мадагаскар на Африканский континент. Всего же в Южной Африке таких птиц известно пока более двадцати видов. (Известны, видимо, далеко не все, так как изучение перелетов в Африке только начинается.) Немало птиц, совершающих регулярные перелеты с одного побережья континента на другой, в Австралии. Есть перелетные птицы и в Южной Америке.
Все это мы знаем благодаря кольцеванию.
Сам метод кольцевания очень прост и очень удобен. На ножку пойманной птицы надевают колечко из алюминия (сейчас используют и другие материалы) и выпускают птицу на свободу. На кольце выбиты серия, номер и город, где находится центр кольцевания этой страны и куда следует отсылать кольцо. Например, в СССР надевают кольца с надписью «Москва», хотя птица может быть окольцована в любом месте. Люди, к которым попадают такие кольца — снимут ли они их с пойманной или мертвой птички, — отсылают их в тот город, название которого выбито на кольце. Такое кольцо или данные, переписанные с него, называются «возвратом», и за все время применения кольцевания получено более миллиона таких «возвратов». В специальных учреждениях ведется строгий учет всех надетых колец — записывается, что за птица окольцована, когда это было сделано, где. Эти данные легко отыскать по номеру, выбитому на кольце. Как только приходит сообщение, что обнаружена окольцованная птица с таким-то номером на кольце, в картотеке быстро отыскивается карточка, и ученые сразу получают много информации. Во-первых, если птица была окольцована давно, то выясняется, сколько лет она живет, если недавно — куда успела добраться и за какое время долетела от того места, где была окольцована, до того, где была поймана или убита. И часто благодаря этому на карте появляется новая точка, которая помогает определить или уточнить пути перелета тех или иных птиц, определить среднюю скорость полета и так далее.
Сообщения об окольцованных птицах дают возможность достаточно точно установить, куда летят птицы, каковы сроки их отлетов и прилетов, маршруты, где у них места отдыха, и многое другое.
Однако кольцевание теперь уже не единственный способ, с помощью которого изучаются птичьи перелеты. Правда, и сейчас еще никто не собирается отказаться от кольцевания, хотя недостатки, конечно, у этого метода есть. Например, для того, чтобы получить кольцо, надо, по крайней мере, поймать птицу. Тут, безусловно, немало элементов случайности. Большинство колец пока снимают с мертвых птиц. И лишь недавно ученые нашли способ наблюдать за мечеными птицами даже на большом расстоянии. Так, например, американский профессор В. Слайден применил для мечения лебедей и гусей пластиковые ошейники. Яркий цвет ошейника (а сам ошейник легкий и совершенно не мешает птицам), крупные буквы и цифры на нем, хорошо различимые в бинокль, очень облегчили возможность следить за птицами. И если раньше удавалось получить сведения лишь об 1 проценте окольцованных птиц, то благодаря новому способу мечения, сведения поступают о 80 процентах. (Кстати, этот же метод для мечения лебедей-шипунов и белых гусей успешно применен и в нашей стране.)
Но не только новые материалы для изготовления колец или ошейники помогают сейчас тем, кто выясняет, куда летят птицы. Сейчас для наблюдения за летящими птицами применяются такие совершенные и сложные приборы, как радиолокаторы. И применяются настолько активно, что появился даже термин — «радарная орнитология».
Применению локаторов в орнитологии предшествовал такой довольно забавный случай. Локаторы были изобретены для слежения за самолетами, летящими ночью. Очень схематично принцип их действия сводится к следующему: приборы направляют в пространство радиоволны, которые, встретив на пути препятствие, возвращаются обратно, и на экранах появляются контуры предметов, от которых отразились эти волны. И вот когда локаторы стали довольно мощными, они, кроме самолетов, вдруг стали обнаруживать какие-то неопознанные летающие тела. Эти тела получили название «летающие ангелы», и некоторые люди всерьез побаивались их, а у службы контролирования воздушных пространств они вызывали серьезное беспокойство: может быть, это новый тип летательных аппаратов, изобретенных в какой-нибудь другой стране? Поговаривали даже, что это инопланетяне парят над Землей.
Но вот в 1957 году наконец было установлено, что неопознанные летающие объекты — не что иное, как летящие ночью птицы.
С тех пор в орнитологии стали применять локаторы довольно активно. Благодаря этому удается получать данные, которые невозможно было бы получить ни с помощью кольцевания, ни путем наблюдения за птицами в бинокли, подзорные трубы и даже телескопы. Кстати, телескопы использовались орнитологами уже более ста лет — и это был единственный, пожалуй, способ следить за птицами ночью. Телескоп наводился на лунный диск, и время от времени на светлом фоне этого диска появлялись темные силуэты птиц. Терпеливый наблюдатель мог иногда по характеру полета определить вид летящих птиц. Однако такие наблюдения были не только трудоемкими, но и не могли дать ясной картины ночных полетов: ведь даже полная луна занимает всего одну стотысячную небосвода (по дуге). А ведь многие птицы летят именно ночью, причем именно в это время образуют гигантские разреженные скопления, длиною в несколько километров.
До применения локаторов с земли удавалось зафиксировать лишь 15 процентов летящих птиц, сейчас благодаря локаторам можно проследить почти за всеми перелетными птицами (95 процентов). С помощью локаторов достаточно точно выясняют скорость полета птиц и высоту, на которой они летят (об этом подробнее мы будем говорить ниже), силу ветра и температуру — в общем, все то, что влияет на полет. Раньше эти данные были более или менее приблизительными.
Конечно, локаторы изобретены не для наблюдения за птицами. Но, как сейчас стало ясно, перелеты птиц настолько важны, что авиаторы охотно «одалживают» орнитологам эти сложные установки. Впрочем, сами авиаторы тоже очень заинтересованы в изучении птичьих перелетов.
До сравнительно недавнего времени птицы были единственными хозяевами воздушных пространств. Но вот в воздух поднялся человек, и положение изменилось: в огромном воздушном пространстве, где, казалось бы, нет никаких препятствий, никаких ограничений, птицам и людям стало тесно — начались «конфликты». Конечно, не сразу. На заре авиации летательные аппараты были и малочисленны, и низколетны, и не мешали птицам, а птицы не мешали авиаторам. (Хотя первое столкновение самолета с птицей зафиксировано еще в 1910 году в США. Но это был частный случай.) Трудно сказать точно, когда птицы и люди начали по-настоящему «соперничать» в небе. В нашей стране первое сообщение о начинающемся «конфликте» появилось, кажется, в 1936 году. Летом этого года чкаловский экипаж на самолете АНТ-25 возвращался из своего знаменитого перелета на остров Удд, и над Барабинскими степями экипаж почувствовал, что о самолет что-то ударилось. Это оказалась пролетная дикая утка.
Почти за полвека, прошедшего с того времени, количество уток и других крупных птиц значительно уменьшилось, но зато очень увеличилось количество самолетов, колоссально возросли скорости. Это привело к тому, что участились столкновения самолетов с птицами (сейчас регистрируется более двух тысяч столкновений в год), причем из-за огромных скоростей столкновение даже с небольшими птицами может привести к серьезным неприятностям. Во многих странах тратятся огромные суммы на ремонт самолетов, пострадавших от столкновения с птицами. А ведь это не самое главное — самое главное в опасности для жизни людей. И естественно, что авиаторы и орнитологи заинтересованы найти способы обезопасить полеты самолетов. Мы еще будем говорить об этом, а сейчас отметим лишь то, что связано непосредственно с перелетами. Знание птичьих маршрутов, основных «экологических пунктиров», безусловно, очень важно для авиаторов — это дает возможность как-то «координировать» действия. Некоторые птицы во время перелетов задерживаются вблизи аэродромов — их привлекают большие открытые пространства (не только сами летные поля, но и пространства вокруг, которые, как правило, открытые). Стало быть, необходимо как-то изменить экологическую обстановку, тогда будет гораздо меньше птиц, постоянно живущих там, и не станут задерживаться пролетные, а значит, и столкновения с самолетами в самых, кстати, опасных ситуациях — при взлете и посадке — прекратятся или их количество сведется до минимума.
Перелеты птиц интересуют и медиков. Сейчас предполагают, что птицы переносят возбудителей, по крайней мере, шестидесяти опасных заболеваний людей и животных. Особенно это касается птиц, зимующих в Африке. В частности, некоторые ученые считают, что с птицами связаны и эпидемии гриппа. Если это будет доказано, то, зная сроки перелетов и маршруты, можно заранее подготовиться, принять профилактические меры.
Для сельского хозяйства, как мы уже знаем, птицы могут играть и положительную роль и отрицательную. Так, например, трудно переоценить пользу грачей, уничтожающих весной на полях огромное количество живущих в земле насекомых и их личинки, но в то же время способных уничтожить посадки кукурузы, выдергивая молодые, только что появившиеся ростки. Не требует доказательств польза розовых скворцов, особенно при массовом размножении саранчи. Но в то же время эти птицы могут осенью уничтожить чуть ли не треть урожая винограда. Зная сроки прилета скворцов, можно вовремя поставить отпугивающие устройства, когда это надо, и убрать их, когда требуется помощь птиц.
Еще один любопытный вопрос решают сейчас ученые: с помощью птиц они пытаются выяснить состояние окружающей среды, точнее, неблагополучное состояние. Например, если перелетные водоплавающие птицы начинают игнорировать какой-то водоем, значит, он уже загрязнен.
Есть и другие вопросы, так или иначе связанные с перелетами птиц, с их маршрутами и зимовками. Одни вопросы уже решены, другие в стадии разработки. Но кто знает, какие еще могут возникнуть вопросы и проблемы в связи с птичьими перелетами. Да ведь и сами перелеты, хоть и известно уже немало в этой области, продолжают оставаться во многом таинственными. А ведь это только небольшая часть проблемы.
Есть еще множество вопросов. И один из них, например, такой: зачем одни улетают и почему другие остаются?
ЗАЧЕМ ОДНИ УЛЕТАЮТ И ПОЧЕМУ ДРУГИЕ ОСТАЮТСЯ!
Итак, птицы улетают. Но улетают не все. Это, очевидно, тоже замечено давным-давно. Однако лишь в 1828 году голландец Шлегель, о котором мы уже упоминали, дал общепринятую теперь биологическую группировку птиц, разделив их на оседлых, кочующих и перелетных. Уже сами названия этих групп говорят о том, какой образ жизни ведут птицы. Тем не менее мы все-таки уточним.
Оседлые — те, которые никогда никуда не улетают из района гнездования или размножения. Орнитологи еще подразделяют этих птиц на строго оседлых и полуоседлых. Строго оседлые — воробьи, голуби, — как правило, живут вблизи человека. (У них поэтому есть еще название — синантропные.) Еды там достаточно, поэтому они держатся в одном месте. Полуоседлые — рябчики, глухари, сороки, вороны — могут никуда не улетать, но могут, если надо, перебраться чуть в сторону от постоянного места жительства и жить там оседло. Они совершают микрокочевки, но лишь в пределах одного района обитания.
Кочующие птицы ведут себя иначе. В поисках пищи они могут удаляться от мест гнездовья на сотни километров. Но перелетами такие кочевки назвать нельзя, ведь перелеты, как мы теперь знаем, имеют и определенное направление, и определенные конечные пункты, где птицы остаются на более или менее продолжительное время. А у кочующих нет определенного направления — свой путь они могут изменить в любое время, хотя продвигаются эти птицы, как правило, в направлении более теплых краев.
Например, был прослежен путь больших синиц, которые, кочуя, добрались из Верхневолжья до Чехословакии. Известно, что свиристели, постепенно откочевывая, добираются из лесотундры до Украины, Кавказа и даже юга Средней Азии. Кочующие птицы, как правило, подолгу не задерживаются в каких-то местах, лишь некоторые виды растительноядных птиц остаются на месте до тех пор, пока есть достаточно пищи. Из птиц средней полосы кочуют дятлы и чижи, синицы и снегири, поползни и клесты, щеглы и свиристели.
Кочевки, как уже говорилось, могут быть и дальними, могут быть и совсем недалекими. Поэтому кочующие птицы, если и являются своего рода промежуточной категорией между оседлыми и перелетными, то стоят все-таки ближе к оседлым. Во всяком случае, все трудности, которые приходятся на долю оседлых, они испытывают, трудности же перелетных птиц им знакомы в меньшей степени.
О перелетных мы уже говорили. Надо лишь подчеркнуть: перелетность или оседлость — не видовое свойство. Птицы одного и того же вида могут быть в каких-то местах оседлыми, в каких-то кочующими или перелетными. Вот несколько примеров.
Серая куропатка в большей части нашей страны — птица оседлая, а в Заволжье она — перелетная. Белая куропатка, гнездящаяся в лесной зоне, — птица кочующая, а гнездящаяся в тундре — перелетная. Кряква почти всюду — перелетная, а в Англии и Японии — оседлая. Можно привести еще множество подобных примеров, но остановимся еще лишь на двух, очень уж любопытных. Наверное, немногие знают, что воробей, тот самый, который живет рядом с нами бок о бок круглый год и считается строго оседлой птицей, может быть и великим путешественником? Тем не менее это так: гнездящиеся в Якутии и Туруханске домовые воробьи — настоящие перелетные птицы!
И вряд ли кто-нибудь из непосвященных зачислит галку, которую мы привыкли видеть круглый год, в перелетные птицы. Да, живущие в европейской части СССР галки никуда не улетают на зиму. А жительницы Западной Сибири совершают ежегодные перелеты.
Так почему же одни остаются или кочуют, а другие отправляются в путешествия?
Одно время казалось, что на этот вопрос ответ уже был найден: ученые считали, что птицами движет «инстинкт перелета», зародившийся в очень далекие времена и отработанный в течение многих тысячелетий. Об этом мы поговорим немного позже. А сейчас лишь скажем, что эта теория отвергнута. Вот что пишет профессор А. В. Михеев: «Территориальные перемещения у птиц — основной способ, чтобы избежать неблагоприятные воздействия сезонных изменений факторов среды».
Ну, а это значит, во-первых, — избежать голода, а уж во-вторых, холода. Но почему же все-таки одни улетают, а другие остаются, ведь кормовая база ухудшается для всех? И холод никого не щадит. Тем не менее если обитатели полей, водоемов, болот улетают все, то из жителей леса остается зимовать почти половина.
Очевидно, главная причина отлета одних и оседлости других — выработавшаяся или не выработавшаяся на протяжении многих веков способность переживать суровые зимние условия (так называемые приспособления). Чем совершеннее приспособления, тем более стойки птицы к бескормице или к изменению корма, тем более стойки они к холодам.
Ну, а что это значит? Ведь если еды нет (откуда, например, зимой насекомые), так уж нет. И не только насекомые исчезают. Весной, летом, осенью птицы едят зеленые части растений, ягоды или плоды однолетних или многолетних низкорослых трав и кустарников. Зимой все это скрыто под снегом. Некоторые птицы питаются земноводными, пресмыкающимися, рыбами. Зимой их тоже не найти. Остаются почки и хвоя, семена, ягоды на высоких деревьях вроде рябины да некоторое количество насекомых, куколок, личинок, скрытых в щелях и под корой деревьев. Переход в зимнее время на эту достаточно скудную пищу — так называемая сезонная смена кормов — и есть одно из важнейших приспособлений к суровым зимним условиям… Как это выглядит, легко понять из следующих примеров.
Синицы — типичные насекомоядные птицы и своим поведением опровергают бытующее еще мнение, что улетают все насекомоядные птицы (зимой насекомых нет), а остаются зимовать лишь зерноядные, которые способны найти себе кое-какое пропитание. Однако синицы остаются зимовать (или кочуют) в наших широтах, переносят снежные зимы и морозы, потому что способны частично переключаться на растительные корма.
Поползень — тоже типичная насекомоядная птица: весной и летом кормится исключительно насекомыми. Осенью и зимой он добывает насекомых, куколки, личинки из-под коры деревьев, но этого явно недостаточно для того, чтобы выжить. Поэтому зимой поползень переходит на желуди, орехи, семена хвойных и лиственных деревьев. Это же можно сказать и о дятле, который весной и в первую половину лета кормится исключительно насекомыми, а во второй половине лета уже переходит на растительную пищу: семена хвойных деревьев, орехи, желуди.
У растительноядных птиц кормовая база более устойчива, смена кормов по сезонам не так значительна, и, казалось бы, эти птицы могли бы и не мигрировать. Тем не менее немало птиц, питающихся растительным кормом, тоже улетают на зиму. Тут, оказывается, тоже дело в конкретной приспособленности. Ведь многие специализируются не только на том, что едят, но и где находят эту еду. Так, некоторые птицы могут отыскивать себе корм и на низкорослых кустарниках и на высоких, на деревьях и на земле. Другие собирают только опавшие семена или семена с низкорослых растений, то есть практически кормятся на земле. Вот эти-то птицы и вынуждены улетать, так как из-под снега доставать еду не могут, а на деревьях находить ее не приспособлены.
Это же относится и к птицам, собирающим насекомых и других беспозвоночных на земле, охотящимся за грызунами, которые составляют основную их пищу. Под глубоким снеговым покровом мышей могут доставать лишь немногие хищные птицы (они-то и остаются зимовать), а такие, как канюки, луни, коршуны, улетают.
Однако сезонная смена кормов — хоть и очень важный фактор, позволяющий оставаться птицам на зиму в родных краях, все-таки не единственный. Немалое значение имеют зимние запасы. Делают их не все, но для тех, кто запасы делает, они являются дополнительным фактором, позволяющим птицам пережить суровое время. Так, например, поползень закладывает в щели и трещины коры семена кленов, буковые орешки и прочий корм, который ему очень пригодится в трудные дни. Делают запасы и синицы. Гаички и московки собирают семена и засовывают их в щели деревьев или под отставшую кору, но всегда так, чтоб достать их можно было снизу — на случай, если снег покроет ветви. Причем активно готовятся к зиме не только в октябре-ноябре, когда уже чувствуется ее дыхание, но и в мае, когда, казалось бы, птицам и думать о еде не приходится. Да они и не «думают» о зиме — так «велит» им инстинкт. Хохлатая синица запасает на зиму не только растительный корм, но и различных личинок, куколки, которых засовывает по одной в разные места, но всегда прячет так, чтобы можно было в любое время достать их из «кладовки».
О запасливости кедровки и сойки известно давно, эти птицы запасают орехи, желуди, причем кедровка, как было проверено в Прибайкалье, прячет ежегодно 2–3 тысячи орехов на одном гектаре безлесной площади, а сойка может спрятать только в одной «кладовой» до 4 килограммов желудей и некоторых ягод.
Существует мнение, что птицы, делая запасы, потом не могут их отыскать. Действительно, отыскивают они свои кладовые не всегда. И происходит это по разным причинам. Тем не менее и кедровки и сойки часто даже из-под снега достают свои запасы, и это играет важную роль в их жизни. Но дело не только в этом — запасы птиц как бы «общественны»: если не находит их хозяйка, отыскать кладовую могут другие птицы этого вида, а хозяйка «ограбленного» склада без зазрения совести пользуется чужими запасами.
Однако все это — «борьба» с голодом. А холод? И приспособления, дающие возможность переносить низкие температуры, также необходимы. У оседлых и кочующих такие приспособления есть. (Вернее, именно потому, что они есть, птицы остаются оседлыми, а не становятся перелетными.) Одно из таких приспособлений — накопление энергетических запасов, то есть подкожного жира. Осенью, когда еды еще достаточно, птицы едят гораздо больше, чем им нужно, чтобы просто насытиться: они словно понимают, что близится трудное время и подкожный жир может зимой спасти их жизнь. И действительно, зимой подкожный жир подкармливает птиц и даже частично согревает. Но жир — «шуба» ненадежная, через какое-то время он истощается. Куда надежнее перья — зимой их становится гораздо больше (иногда в полтора раза), сами перья делаются длиннее и плотнее.
Есть и еще целый ряд приспособлений, помогающих или, точнее, дающих возможность оседлым и кочующим птицам пережить суровое время. В частности, это различные убежища. Без них многие птицы, пожалуй, и не выжили бы: ведь ночью гораздо холоднее, значит, увеличивается теплообмен, а это в свою очередь значит, что нужно больше еды. Но как раз ночью-то птицы и не едят. А это, особенно в сильные морозы, явная гибель для птиц. Однако приспособляемость, выработанная в течение тысячелетий, как будто бы предусмотрела и этот момент. Например, глухари, тетерева, рябчики, белые куропатки на ночь зарываются в снег. Известно, что снег не только хороший теплоизолятор и под снегом или в снегу температура гораздо выше, чем на воздухе, но и перепады ее не такие значительные. Поэтому многие птицы не только ночи проводят в снегу, но и в наиболее холодные дни остаются там же, вылетая лишь на короткое время покормиться.
Ночуют в снегу в основном птицы, живущие на земле. А птицам-дуплогнездникам свойственно забираться на ночь в дупла. Так проводят холодные ночи синицы, поползни, дятлы. Некоторые мелкие птицы, у которых теплообмен особенно интенсивен, не только забираются в теплые убежища, но и организуют групповой ночлег, причем собирается по двадцать-тридцать и более особей. Так ночуют (правда, не всегда, но довольно часто) пищухи, синицы, корольки. Что же касается ворон, галок, ночующих открыто, то они в холодные ночи собираются в большие стаи и садятся на ветки, плотно прижавшись друг к другу. Они как бы облепляют дерево, причем стараются выбирать деревья с густо растущими ветвями, чтобы, сидя на этих ветвях, быть ближе друг к другу. А если птиц очень много и ночуют они на нескольких деревьях, то стараются выбрать такие, которые растут близко одно от другого. Иногда образуются большие скопления птиц, и в таких скоплениях изменяется микроклимат, снижается теплоотдача.
И наконец еще одно условие, необходимое для того, чтобы выжить в суровые зимы, — способность быстро находить пищу. Если летом птица может кормиться 12–15 часов — световой день достаточно длинный, — то зимой она должна уложиться в 3–5 часов.
Итак, есть птицы, которые хорошо приспособлены к сезонному изменению кормов, к перенесению холодов, к короткому световому дню. Поэтому они остаются зимовать и никуда не улетают. Есть птицы, которые ко всему этому не приспособлены. И вынуждены улетать, чтоб в более благоприятных условиях провести суровое время, которое наступает на их родине. Это, конечно, не значит, что перелетные птицы устроены более примитивно. У них нет одних приспособлений, но есть другие, не менее важные для их жизни. В частности, «пусковой механизм», толкающий птиц в полет и подсказывающий, когда настает пора отправляться в путь.
Однако действует такой «пусковой механизм» не сразу.
В конце весны, в первой половине лета все птицы — и оседлые, и кочующие, и перелетные — ведут себя одинаково. По крайней мере, такова внешняя линия их поведения. В это время их основная задача — построить новые гнезда или отремонтировать старые, отложить яйца, вывести и выкормить птенцов. Птицы во время выкармливания птенцов очень активны: по многу раз в день прилетают к гнезду, принося птенцам корм. При этом сами далеко не всегда успевают поесть досыта. Когда же птенцы вылетают из гнезда и начинают отыскивать пищу самостоятельно, родители, казалось бы, могут облегченно вздохнуть и немного подумать о себе. Но тут возникают новые обстоятельства. Во-первых, за время выкармливания птенцов район, где находится гнездо, значительно опустошается, во-вторых, начинает постепенно уменьшаться день. А потребность в усиленном питании у птиц в это время особенно сильна: они истощены после линьки, после выведения и выкармливания птенцов. Но этого мало: организм птиц требует не только пополнения энергетических запасов, но и накопления ресурсов для предстоящей зимовки или длительных перелетов. А еды поблизости уже нет или ее мало. И вот птицы-родители и птенцы, уже поднявшиеся на крыло, начинают «бродить» в поисках кормовых мест. Конечно, если выводок с родителями со своего гнездового участка перелетит на гнездовой участок соседей, это положения не изменит, ведь тот участок тоже достаточно истощен. Но во второй половине лета меняется не только количество, но и качество корма. Мы уже говорили, что почти все зерноядные или растительноядные птицы выкармливают своих птенцов насекомыми, да и сами в это время поедают немало шестиногих. Во второй половине лета и взрослые птицы и молодые переходят на свой основной корм. Именно в это время у растений уже закончился вегетационный период, уже нет молодых листочков, а огрубевшие листья и побеги в пищу не годятся. Но зато появляются семена и ягоды. И в места, где их много, откочевывают зерноядные птицы.
Смена сезонных кормов происходит и у насекомоядных птиц. Одни насекомые уже к концу лета заканчивают свой цикл развития и, отложив яички, погибают, другие под влиянием уже достаточно понижающейся ночью температуры становятся менее активными или их активность менее продолжительна в течение суток, третьи насекомые перебираются на более освещаемые и прогреваемые солнцем места. Поэтому и насекомоядные птицы частично переходят на растительные корма. (Кстати, в процессе эволюции птицы так приспособились к смене кормов, что это стало для них физиологической необходимостью.)
Естественно, что смена кормов заставляет птиц менять и места обитания. Если в период гнездования птицы, во всяком случае многие, стремятся найти относительно спокойный и безопасный участок, то после вылета птенцов уже не это главное: главное — участки с обилием (именно новой, сезонной!) пищи. А они, как правило, в смешанных или светлых разреженных лесах, на опушках, полянах, вдоль дорог и просек. А некоторые типично лесные птицы (например, овсянки, дрозды-дерябы, зеленушки, зяблики) даже вообще покидают лес, перемещаясь на луга и поля. Здесь, на открытых, более освещенных и более теплых местах, и насекомые еще гораздо активнее, их больше, и ягоды и семена вызревают быстрее, а значит, их тоже больше. Во второй половине лета, ближе к осени, в основном только в таких местах и можно встретить птиц. Причем это уже не одиночные птицы и даже не семейки — молодые с родителями, — это уже стайки и даже достаточно большие стаи: ведь нужные птицам в это время корма концентрируются на определенных и, в общем-то, достаточно ограниченных участках, и сюда слетается много птиц.
Казалось бы, такое скопление большого числа птиц в одном месте — явление не очень положительное, оно ведет к конкуренции. Однако это не так: скапливаются птицы разных видов, поэтому одни собирают корм на земле, так это делают зяблики, другие — на кустах, третьи, например, мухоловки, — на нижних ветвях деревьев, четвертые — на верхних. Так что конкуренции тут практически нет, тем более что пищи в это время еще достаточно. Мало того, выяснилось, что скопление многих птиц в одних местах играет для них даже положительную роль — стаей легче найти корм (найдут одни и оповестят об этом других), больше шансов избежать опасности. Разыскивающие корм птицы очень сосредоточены на этом занятии и часто теряют осторожность. Хищнику гораздо легче подобраться к своей жертве. В стае же кто-нибудь обязательно заметит опасность и предупредит остальных — подаст сигнал опасности. Наблюдения показали, что птицы, кормящиеся в стаях, гораздо упитаннее, чем те, которые по каким-то причинам оказывались в одиночестве или в минимальном количестве — они вынуждены были тратить гораздо больше времени на наблюдение за окружающей их обстановкой и меньше — на еду и отдых.
Скопление птиц имеет и еще одно очень важное значение — в это время начинается у них некоторое привыкание друг к другу. Первое время семейные инстинкты еще довлеют над стайными, и стайка может рассыпаться на отдельные выводки. Но постепенно семейные инстинкты притупляются и исчезают вовсе, а стайные, напротив, укрепляются, превращаются в устойчивую связь, очень важную для дальнейшей жизни птиц. Если поначалу (вскоре после того, как птицы покинули гнездовой участок) в скоплениях можно видеть птиц разных видов, то со временем образуются стаи из представителей одного вида: птицы (чаще всего по голосу или визуально) обнаруживают себе подобных и присоединяются к ним, будто понимают, что пища тут есть и собирать ее вместе безопаснее. Однако такое свойственно лишь перелетным птицам, а те, что зимуют или совершают небольшие кочевки, крупных стай, как правило, не образуют: в суровое время большой стае в одних и тех же местах не прокормиться.
Итак, большие стаи — своего рода приспособление, связанное с прочным рефлексом, выработанным в течение тысячелетий. Это приспособление есть у перелетных птиц и отсутствует у зимующих и кочующих на небольшие расстояния (галки и вороны собираются в большие стаи лишь на ночлег). Стаи, если можно так сказать, второе приспособление (первое — это послегнездовые кочевки в поисках пищи). Но если у кочующих птиц эти перемещения становятся основными, то у перелетных это как бы подготовка, своего рода «разбег». Однако эта подготовка вызвана не изменениями во внешней среде, а внутренними потребностями организма птицы: ее уже не удовлетворяют прежние условия существования (хотя объективно они могут быть вполне сносными) — ей необходима и другая пища, и иное количество этой пищи.
Ну, а дальше что происходит?
И вот мы подошли к главному сейчас для нас вопросу: что же заставляет перелетных птиц улетать?
Остаться они не могут — это ясно: у них нет тех приспособлений к выживанию, которые есть у остающихся птиц. Но как им становится известно, что надо улетать, как узнают они, что пришло время это сделать, и когда, в какой момент осознают они это?
Мы говорили уже о теории «перелетного инстинкта», образовавшегося якобы очень и очень давно. Известно, что до наступления оледенения климат в Европе был почти тропический, во всяком случае, как свидетельствуют геологи и палеонтологи, очень теплый. Птицы, естественно, жили тогда оседло (куда и зачем улетать, если условия почти идеальные?). Но вот климат стал меняться. Он становился все более суровым, и птицы вынуждены были искать более подходящие места для жизни. Когда ледники отступили и началось потепление, птицы стали ежегодно в более теплые сезоны продвигаться к северу, а затем с наступлением сурового периода возвращаться в теплые края. Потепление продолжалось в течение многих веков, и много веков птицы летом летели на север, проникая по мере отступления ледников все дальше, а затем улетали обратно. Так, по мнению многих ученых, возникли сезонные миграции птиц. И когда ледники исчезли, многовековой инстинкт, передаваемый из поколения в поколение, продолжал и продолжает руководить перелетными птицами.
Эта гипотеза происхождения перелетов (ее называют «ледниковой») держалась довольно долго. Но факты, полученные учеными в последние десятилетия, показали ее несостоятельность. Ну хотя бы потому, что перелетный инстинкт должен быть распространен (инстинкт передается генетически) на весь вид. А никакой разницы в генах у уток, живущих, допустим, в Англии, и у уток, живущих в Финляндии, не обнаружено. Тем не менее «английские» утки остаются зимовать на родине, «финские» же летят на запад Средиземного моря. Мало того, когда финский ученый Валикангас привез из Англии яйца уток и из них в Финляндии вывелись утята, они, став взрослыми, в отличие от английских родичей, улетали зимовать. И улетали в основном туда, где зимуют их приемные родители.
В той же Англии жаворонки, — овсянки, зяблики, зарянки, дрозды живут оседло, а из Восточной и Центральной Европы регулярно улетают на зимовки. Однако, помимо «инстинкта перелетов» и ледниковой гипотезы, были и другие теории. Еще в 1855 году академик А. Ф. Миддендорф утверждал, что в теле птицы есть особые электромагнитные токи, которые весной заставляют некоторых лететь к магнитному полюсу, находящемуся в Северной Азии, точнее, в районе полуострова Таймыр. Почему птицы улетают осенью с Таймыра, Миддендорф не объяснял, так же как ничего не говорил о других птицах. Теория Миддендорфа не нашла отклика среди ученых, тем не менее подобные и даже еще более фантастические предположения о причинах перелетов высказывались не раз. Объяснялись они даже влиянием луны и радиоволн. В 1913 году появилась теория «воздушного электричества»: якобы какие-то электрические волны достигают каких-то клеток в мозгу птиц, и это вызывает определенные волевые импульсы, заставляющие птиц отправляться в полет.
Пытались объяснить перелеты птиц и влиянием теплого сухого воздуха — фёна, дующего из Италии. «Фён дает птицам сигнал для отправления в путь из Италии и переносит их через гребни Альпийских гор», — утверждал немецкий орнитолог Геккер, не знавший тогда (это было установлено позже), что птицы вообще не летят через Альпы.
«Но во всех подобных гипотезах, — писал известный советский орнитолог А. Н. Промптов, — организм птицы уподоблялся автомату или управляемому по радио самолету, а многообразие биологических соотношений оставалось без внимания».
Сейчас большинство ученых считает, что «пусковой механизм» — сигнал к отлету у перелетных птиц — это влияние изменения окружающей среды. Но тут как будто бы на самой поверхности лежит противоречие. Ведь птицы улетают не тогда, когда наступает активная бескормица или приходят настоящие холода. А начинают они улетать тогда, когда все вокруг еще благополучно — и еды достаточно и температура относительно высокая. Но в том-то и дело, что для птиц сигналом (или сигналами) к отлету служат малейшие, даже совсем незаметные и незначительные, с нашей точки зрения, изменения окружающей среды. Мы еще далеко не все знаем об этой области, но сигналами к отлету служат, возможно, небольшие суточные колебания температуры, атмосферного давления, повышение влажности воздуха.
Правда, некоторые ученые, и в частности советский орнитолог В. Р. Дольник, считают, что сигнальный фактор для перелета птиц лишь один — сокращение светового дня. Фактор этот постоянный: сокращение светового дня происходит всегда в одно и то же время. Изменение температуры — фактор непостоянный: в один год осень долго держится теплой, в другой — могут рано наступить холода. Поэтому поскольку сокращение светового дня постоянно, из года в год, в процессе эволюции у птиц выработалась реакция именно на этот сигнал. Само по себе небольшое сокращение светового дня для птиц безразлично, но оно как бы указывает на приближающиеся изменения в окружающем их мире.
Однако сигнал (или сигналы, если согласиться с мнением тех ученых, которые говорят о существовании ряда других сигнальных факторов) действует лишь на подготовленную птицу. А подготовка — это физиологические изменения всего организма.
Вначале в организме происходят какие-то процессы, которые как бы готовят его реагировать на малейшее изменение окружающей среды. Затем начинается накопление жировых запасов. Это очень существенно, и часто именно жировые запасы определяют готовность птицы к полету. Любопытно отметить, что при всем своем колоссальном аппетите птица в другое время не жиреет — организм полностью перерабатывает все. В период подготовки к отлету в организме птицы происходит общее замедление обмена веществ. В результате этого у птиц «вырабатывается физическая необходимость покинуть данную местность, а не спонтанное стремление к перелету», — писал А. Н. Промптов.
Итак, реакция на малейшее изменение окружающей среды свойственна лишь птицам перелетным. Причем, видимо, у каждого вида или группы видов и сами сигналы и реакция на них специфичны. Этим если не полностью, то в немалой степени и объясняется, очевидно, срок отлетов разных птиц. В сочетании с физиологическими изменениями, наступающими в организме, реакция на изменение окружающей среды и является тем «пусковым механизмом», который заставляет птиц отправляться в полет. Итак, исходя из всего сказанного, причины отлета птиц можно сформулировать следующим образом: на основании многовековой эволюции, естественного отбора отлет птиц определяется не тем, что наступает время, когда на родине оставаться невозможно (когда это время наступит, улетать уже будет поздно), а теми факторами, которые предшествуют наступлению трудных времен.
Таково мнение ученых. Но не всех. Например, с этим не согласны ученые из западногерманского Института психологии поведения. Они пришли к выводу, что существовавшая до недавнего времени теория «инстинкта перелетов» верна. То есть они считают, что птицы отправляются в полет все-таки не под влиянием внешних раздражителей, а в результате заложенной от рождения наследственной информации. Более того, западногерманские ученые считают, что заложен в птицах от рождения не только инстинкт перелетов, но и вообще программа поведения, куда лететь, как лететь, когда улетать и возвращаться обратно. В теории западногерманских ученых много непроясненного, немало сомнительных моментов (которые могут, конечно, стать несомненными в дальнейшем, при новых тщательных исследованиях), но есть и очень любопытные наблюдения, очень интересные результаты опытов. Так, например, доктор Э. Гвиннер, стремясь доказать, что влияние окружающей среды не имеет значения для отлета, полностью изолировал птенцов от этой среды. Взяв из гнезда двухдневных птенцов (пока они еще ничему не могли научиться от своих родителей), Гвиннер поместил их в изолированную от внешних воздействий среду, кормил одинаковой пищей, не давал почувствовать сезонных изменений, установил постоянную, в течение нескольких месяцев, длину дня и ночи. Короче говоря, для птиц было создано постоянное лето, и время для них как будто остановилось. Тем не менее птицы в этом изолированном мире вели себя точно так же, как вели бы они себя и ведут себя их родственники на воле: в конце лета накопили уже достаточно жира, стали беспокойными, направление их движения в этом изолированном пространстве к осени стало совершенно определенным и соответствовало тому направлению, в котором улетают на зимовку птицы этого вида.
Конечно, нельзя отрицать, что все формы сезонных миграций в той или иной степени наследственны. Но все они, как считают большинство ученых, проявляются сейчас лишь под влиянием изменений внешней среды, то есть под влиянием внешних сигналов. Однако Гвиннер и его коллеги не согласны с этим.
Правы западногерманские ученые или нет — время покажет. Но их работа — еще одно подтверждение того, что и в этом, как и во многих других вопросах, связанных с перелетами птиц, еще нет полной ясности. Нет полной ясности с отлетом, нет ясности и с возвращением.
Действительно, допустим, птицы улетают в предчувствии неблагоприятных условий на родине в места более благоприятные. Но что их заставляет возвращаться? Ведь там, куда они улетают на зиму, условия для существования подходящие круглый год, даже к моменту отлета становятся еще лучше: в Северном полушарии, где зимуют птицы, к моменту их отлета на родину наступает уже весна. А многие птицы улетают. Летят на огромные расстояния, рискуют, часто гибнут в больших количествах. Почему? Зачем?
Ученые считают, что в данном случае «пусковым механизмом» является инстинкт размножения. В это время весь организм птицы перестраивается, как бы фокусируется на продолжении рода. На местах зимовок, конечно, не так уж и плохо, но при огромном скоплении птиц даже в благоприятных условиях мало шансов найти подходящие места для гнездовий и достаточно пищи, чтобы выкормить и вырастить птенцов. И птицы стремятся на родину, летят туда, где в это время наступили благоприятные климатические условия, где нет такой конкуренции и в поисках подходящих для гнезд мест, и в поисках пищи.
Одно из подтверждений тому, что птиц зовет в дорогу стремление к продолжению рода, — поведение птиц разных возрастов: взрослые все стремятся на родину, молодые же, которым не пришло еще время обзаводиться семьями, могут иногда и на местах зимовок остаться, и улететь в совершенно другие районы, где есть подходящие условия для жизни. Но там они будут «бродяжничать», не строя гнезд. Правда, большинство молодых все-таки возвращается на родину, и даже в те самые места, где появились на свет. Но тут, видимо, их увлекают за собой взрослые — срабатывает инстинкт стаи.
Впрочем, и в этом вопросе тоже еще нет полной ясности. Ведь известно же, что у некоторых видов молодые и старые улетают на зимовку и возвращаются на родину раздельно. Например, молодые зяблики, жаворонки, горихвостки летят раньше взрослых, а у кукушек, сорокопутов-жуланов и черноголовых славок первыми летят взрослые.
Физиологические изменения — это, так сказать, побудительный стимул, внутренний сигнал к отлету с зимовки на родину. Существуют и иные сигналы, связанные с изменением окружающей среды. Это опять-таки величина светового дня, изменение влажности воздуха, атмосферного давления и так далее. Некоторые ученые считают, что главное — изменения в организме, которые наступают в это время в результате годичного цикла развития. Другие придерживаются мнения, что внешние раздражители, то есть изменения в окружающей среде, влияют на организм птицы, и он начинает перестраиваться. Эта перестройка в свою очередь дает импульс к отлету. Однако так или иначе, сигналы, выработанные на протяжении многих тысячелетий в процессе естественного отбора, оказались скоординированы со сроками наступления благоприятных условий на родине птиц.
«Инстинкт размножения», увлекающий птиц на родину, — наиболее распространенная сейчас теория, объясняющая весенние перелеты. Но есть и другие гипотезы. В частности, гипотеза электромагнитных полей.
Сравнительно недавно были проведены многочисленные эксперименты, которые показали, что живой организм вообще, а молодой в особенности, очень болезненно реагирует на резкие колебания электромагнитных полей. И чем организм моложе, тем реакция сильнее. Эмбрион, развивающийся в яйце, если на него воздействуют сильно изменяющиеся электромагнитные поля, часто гибнет. Известно, что гроза — это бурный всплеск электромагнитных излучений. В местах зимовок птиц грозы происходят гораздо чаще, чем в средних широтах. Некоторые ученые считают, что грозы губительно действовали бы на продолжение птичьего рода, если бы птицы гнездились на местах своих зимовок. Поэтому птицы и улетают на родину, где будущее потомство не подвергается опасным воздействиям электромагнитных полей (или, во всяком случае, подвергается в гораздо меньшей степени).
Однако сразу же возникает вопрос: как же выживают птенцы или эмбрионы птиц, постоянно живущих в тропиках?
Исследования показали, что птицы, живущие в тропиках, в период гнездования все-таки стараются отыскивать места, где относительно меньше грозовая активность. Кроме того, несколько иначе протекают у них и физиологические процессы.
Однако и эта интересная гипотеза еще требует очень большой проверки. И вполне вероятно, что пока она будет проверяться или уточняться, пока будет накапливать факты и набирать силу, возникнет еще не одна новая гипотеза о том, почему птицы возвращаются с благодатных зимовок на родину. Предстоит еще выяснить, какие сигналы получают они для этого. И многое надо выяснить в связи с теорией «инстинкта размножения» и гипотезой «электромагнитных полей».
Ученые работают. Каждый год появляется много фактов, уточняющих, почему птицы улетают. И много фактов, показывающих, как они летят.
Как летят птицы!
Известный американский ученый, крупный знаток птичьих перелетов Д. Гриффин заметил как-то, что способности перелета птиц ограничены лишь пределами пространства на планете.
Конечно, выражение очень образное, и Гриффин хотел этим подчеркнуть огромные возможности птиц. Но он, конечно, знал, что возможности не только не безграничны, но и достаточно ограничены. Птица отнюдь не может лететь, куда хочет и когда хочет, — это мы уже знаем, не может улетать произвольно, «назначая» себе сроки, ее полет имеет определенную дальность, и скорость, и высоту. Наконец, у нее хоть и колоссальные, но все-таки имеющие пределы энергетические ресурсы.
В этой главке мы постараемся разобраться в вопросе, как летят птицы. Но именно разобраться, а не ответить на него — слишком много еще таинственного и неразгаданного в птичьих перелетах.
Начнем с того, что птицы улетают и прилетают на родину не одновременно.
Сейчас, благодаря многолетним наблюдениям, уже относительно точно установлены средние и крайние сроки прилета и отлета птиц, известно, что они летят волнами, или «эшелонами». Например, в средней полосе нашей страны таких волн семь.
Первая волна — грачи. Пожалуй, никто, кроме грачей, не рискует прилетать в такую рань. Это середина марта. Вторая волна приходится на конец марта — самое начало апреля. В это время прилетают скворцы (средний срок — 30 марта), жаворонки и зяблики (средний срок прилета соответственно 1–5 апреля).
Третья волна — от 10 до 20 апреля, когда прилетают зарянки, дрозды, хищные, водоплавающие и многие другие птицы.
Четвертая волна (примерно до 25 апреля). В это время прилетает большинство мелких птиц. В самых последних числах апреля — первых числах мая идет пятая волна: кукушки, вертишейки, ласточки. В начале мая — шестая волна: стрижи, соловьи, серые мухоловки. И, наконец, последняя, седьмая волна. Она приходится на конец мая, когда прилетают самые поздние птицы, такие, как иволга, сорокопуты-жуланы, чечевицы. Конечно, сроки, как мы уже говорили, могут быть сдвинуты — иногда птицы прилетают раньше обычного, иногда позже. Но никогда один эшелон не обгоняет другой — задерживается первый, соответственно отстает и второй, третий и остальные.
Существует еще одна любопытная закономерность, это заметил еще в 1855 году К. Ф. Кесслер: почти всегда рано прилетающие птицы улетают поздно осенью, а прилетающие поздно весной, улетают рано, одними из первых. Например, стрижи прилетают с четвертым птичьим эшелоном, а улетают одними из первых — в августе. Кстати, явление это долгое время было необъяснимо: стрижи ловят насекомых в воздухе, как и ласточки. Но ласточки прилетают раньше и улетают позже. Оказывается, все дело в зрении или, точнее, в устройстве глаз: ласточки могут видеть насекомых, летающих вокруг, и гоняться за ними. Стрижи же за насекомыми не гоняются — они их почти не видят. Летают открыв рот и как сачком захватывают попадающихся на пути. Тут большой процент случайности. И если насекомых много — процент этот достаточно велик, чтобы насытить и взрослых птиц, и находящихся в гнезде птенцов. А когда насекомых мало, то и процент уменьшается.
Пример стрижа достаточно убедительный. И количество пищи определяет сроки прилета и отлета птиц. Немецкий ученый А. Альтум еще в середине XIX века так определил эти фенологические связи: «Ни одна птица не возвращается раньше, чем появляется ее пища. Кукушка появляется не раньше, чем перезимовавшие гусеницы шелкопрядов достигнут половины своей величины и взберутся на деревья. Иволга возвращается не раньше, чем начнут летать майские жуки. Славки прилетают, лишь когда подрастут маленькие голые гусеницы различных листоверток и пядениц. Ласточки показываются не раньше, чем раздается жужжание, по крайней мере, некоторых мух, а мухоловки — лишь тогда, когда летающие насекомые появятся в больших количествах».
Связь сроков прилета с особенностями питания не вызывает сомнения. Но связаны сроки и с местами зимовок: птицы, зимующие не очень далеко, прилетают, как правило, раньше, а зимующие в отдаленных краях — значительно позже, хотя для них уже достаточно пищи имеется. Сроки отлетов и прилетов зависят еще и от географической области, в которой птицы живут.
Но если отлет связан с определенными изменениями во внешних условиях, с определенными сигналами, то прилет в определенное время оставался в значительной степени загадкой: ведь там, где птицы зимуют, они никак не чувствуют изменений, происходящих у них на родине. Конечно, годичный цикл изменения физиологического состояния тоже очень важен и, вероятно, определяет время начала отлета. Дальше было много неясного, пока не поняли люди: тут играет роль не только время отлета, но и сам перелет. А он зависит от многих дополнительных условий, в частности от метеорологических. Трудно, правда, сделать общий вывод для всех перелетных птиц — каждый вид по-разному реагирует на погодные условия. Тем не менее известно, например, что у птиц совсем иное представление о «нелетной» погоде, чем у нас. В нелетную, с нашей точки зрения, погоду птицы прекрасно летают, мало того — именно в тихую дождливую погоду они летят особенно энергично. Летят они, конечно, и в ясные теплые ночи.
Зато резкое понижение температуры, даже если погода ясная, «летная», — существенное препятствие для птиц: иногда они подолгу остаются на земле, ожидая потепления.
Большое значение имеет и ветер. Хотя бы потому, что он может либо сильно затруднить полет, либо, наоборот, облегчить его. Так, многие птицы уже прекращают полет при встречном ветре, скорость которого 5 метров в секунду. Однако другие виды могут лететь при встречном ветре, скорость которого достигает 20 метров в секунду.
При густом тумане птицы плохо ориентируются, часто теряют направление или вообще прекращают полет.
Погода — лишь один пример того, что птицы не так уж независимы в пространстве. Зависят они и друг от друга.
Мы уже говорили, что перед отлетом птицы собираются в стаи. (В одиночку летят лишь немногие птицы — например, удод, кукушка, зимородок, камышевки, зарянки, хищные, да и то не все.)
Стаи могут быть и большими и маленькими, причем у одного и того же вида величина их сильно колеблется. Например, утки могут лететь стаей в десяток птиц и в несколько сотен, у пеликанов стая может быть от 20–30 до 100–200, у зябликов стаи могут состоять из нескольких сотен птиц, а у скворцов — десятков тысяч.
Но какова бы ни была величина стаи, она имеет определенный строй, характерный для определенных видов. Так, например, журавли и гуси летят клином или углом, утки — либо косым рядом, либо углом, пеликаны и чибисы — широкой растянувшейся цепочкой. А бакланы могут лететь и цепочкой, и клином, и косым рядом, меняя строй в полете.
Другие птицы летят не строем, а замкнутыми стаями. Тут тоже есть свои отличия: одни стаи, например стаи скворцов, очень плотные, создают впечатление единой массы, особенно когда птицы маневрируют в воздухе, причем делают это очень четко, другие более рыхлые, третьи — еще более разреженные, наконец, некоторые хищные птицы летят как будто бы раздельно, на достаточно большом расстоянии друг от друга, но в то же время так, чтобы видеть друг друга.
Нередко стаи сохраняются и на зимовках. Видимо, это имеет какое-то биологическое значение. Но то, что стайность важна для многих птиц прежде всего во время самих перелетов, не вызывает сомнений. Например, клиновый строй гусей, журавлей, кроншнепов облегчает полет более слабым птицам: сильные особи летят в голове клина и берут на себя аэродинамические нагрузки. В целом такой строй сохраняет птицам до 20–23 процентов энергии. Некоторые ученые считают, что для птиц имеет значение даже сам вид стаи — он как бы служит дополнительным сигналом к полету.
Многие люди наблюдают перелеты птиц. Однако всех птиц во время перелетов удается наблюдать только специалистам-орнитологам, да и то это стало возможным лишь в последнее время, когда появились у них на вооружении локаторы, когда им стала помогать авиация. Ведь разные виды птиц летят в разное время суток — например, ласточки, стрижи, жаворонки, дрозды, фламинго, аисты, журавли, хищные птицы летят днем. Скворцов, куликов, чибисов тоже можно увидать днем, но чаще они, как и большинство птиц вообще, летят ночью. Связано это, конечно, с питанием и отдыхом во время пути. Если птицы утром или во время дневных остановок достаточно отдохнут и найдут достаточно еды, остальное светлое время суток они летят. Но большинство птиц тратит много времени на поиски корма и отдых во время перелетов. Поэтому все светлое время суток они проводят на земле, а к вечеру отправляются в полет. В этом есть свои преимущества — во всяком случае, они пролетают ночью больше, чем птицы, летящие днем. К тому же ночью во многих отношениях безопаснее.
Но увидать всех пролетающих птиц трудно или почти невозможно не только потому, что многие летят ночью и мы узнаем об их пролете лишь по голосам. А еще и потому, что летят они довольно высоко. Правда, не так высоко, как считалось раньше (предполагали, что обычная высота полета птиц во время миграции — 2000 метров, а у некоторых чуть ли не все 5 тысяч). Как удалось теперь установить с помощью наблюдений с самолетов, планеров, аэростатов и благодаря локаторам, отдельные виды действительно летят очень высоко, даже побивают рекорды, о которых человек и не подозревал. Так, утки и ржанки, оказывается, могут лететь на высоте 2000–2500 метров, грачи на высоте 3300 метров. А ведь на такой высоте содержание кислорода в воздухе очень небольшое. Но грачи, очевидно, легко переносят малую концентрацию кислорода. Еще удивительнее, что некоторые птицы, в том числе и мелкие (коньки, горихвостки), были обнаружены на высоте 6000 метров. Но настоящий рекорд поставили гуси — они поднялись до 8850 метров. Правда, летели на такой высоте не все время, а лишь пролетая Гималаи (хотя некоторые ученые считают, что они часто летят очень высоко). На такой высоте кислорода втрое-вчетверо меньше обычного. Это явление, то есть способность птиц хорошо чувствовать себя в такой обстановке, еще не изучено и не объяснено. Однако летят на такой высоте лишь очень немногие птицы (по данным Д. Гриффина — 1 процент на высоте более 3 тысяч метров и 10 процентов на высоте 1,5 тысячи метров). Обычная же высота, на которой летят птицы, — 450–750 метров. Конечно, и это не так уж мало, особенно для мелких птиц (правда, многие мелкие летят еще ниже), и рассмотреть птиц, особенно ночью, очень трудно или вообще невозможно. Отчасти именно поэтому трудно установить скорость полета птиц во время миграции. Да и что, собственно, следует подразумевать под скоростью? Быстрота полета или скорость перелета в целом, то есть за какой срок птица пролетит то или иное расстояние? И то и другое, конечно, очень интересно, но и то и другое установить очень трудно.
«Крейсерскую скорость» птицы установить трудно потому, что она часто зависит не от усилий самой птицы, а от того, где она летит — насколько плотен воздух, какой силы и какого направления ветер. Раньше считалось, что птицы летят только при небольшом встречном ветре — попутный якобы «ершит» перья, и это мешает полету. Сейчас известно, что птицы предпочитают лететь как раз при попутном ветре: он помогает в полете. Например, если птица летит со скоростью 15 метров в секунду, а встречный ветер имеет скорость 10 метров в секунду, то птица, естественно, будет продвигаться вперед со скоростью 5 метров в секунду. При попутном ветре такой же силы она будет лететь со скоростью 25 метров в секунду. Известны случаи, когда птицы, делающие обычно не более 70 километров в час, благодаря попутному ветру пролетали за час 150 километров. Поэтому для установления истинной скорости полета птицы необходимо знать силу и направление ветра именно в тот момент и именно на той высоте, на которой летит птица. На высоте нескольких метров и нескольких сот метров сила ветра очень разная. И все-таки современными методами исследования уже удалось установить среднюю скорость полета некоторых птиц. Утка-кряква делает 96 километров в час, с такой же примерно скоростью летят и стрижи, мелкие певчие птицы летят обычно со скоростью 30–60 километров в час, а вороны приблизительно 50–60. Скворцы делают 65–80 километров в час, соколы тоже примерно столько же, гуси от 70 до 100 километров в час, а ласточки 100–120.
Сейчас уже никто не удивляется тому, что, допустим, сокол, способный во время охоты развивать скорость до 200 километров в час, летит значительно медленнее: ясно, что спринтерская дистанция значительно отличается от стайерской. Несколько удивляет другое: стриж, способный лететь со скоростью 100–120 километров в час и имеющий, казалось бы, возможность за десять часов полета долететь до Одессы, если и проделывает этот путь, то не за несколько часов, а за несколько дней. И не только стриж. Любая птица, даже менее быстролетная, могла бы в гораздо более короткие сроки оказаться на местах зимовок. Например, скворцы, улетающие из Подмосковья зимовать в Австрию или Францию, при средней скорости их полета (70 километров в час) могли бы добраться до мест назначения за 30–40 часов. А летят они 50 дней! Так что же, во время перелетов их средняя скорость снижается? Нет, скорость не снижается, просто лететь с такой скоростью они могут не очень долго (за редкими исключениями, о которых мы будем говорить).
Мало того, пролетев один день или одну ночь, они затем несколько суток отдыхают, кормятся, набирают силы и пополняют энергетические запасы. К тому же на пути могут встретиться временные преграды в виде сильных дождей, сильного ветра или резкого понижения температуры воздуха. А это дополнительная задержка.
Известный ученый-фенолог профессор Д. И. Кайгородов с помощью большой сети своих корреспондентов-наблюдателей установил среднюю скорость продвижения некоторых птиц на родину и связал это с поступательным движением весны. По данным Кайгородова, грач, например, продвигается в среднем по 35 километров в сутки и заселяет свою область гнездования в европейской части СССР в течение 35 дней, аист движется со скоростью 60 километров в сутки, и область гнездования заселяется им в течение 17–20 дней, кукушки движутся со скоростью 80 километров, и срок их заселения европейской части СССР весной — 25–30 дней. Иными словами, в сутки птицы продвигаются на такое количество километров, какое они могли бы пролететь в один час. Можно сказать и иначе: многие птицы могли бы заселить всю свою гнездовую область за один день. Однако надо учесть, что они больше отдыхают и кормятся, чем летят. Это же относится и к уткам, продвигающимся в среднем со скоростью 50–60 километров в час, и к мелким воробьиным птицам, которые летят примерно с такой же скоростью (хотя зяблик летит медленнее — его средняя скорость во время перелетов — 17,5 километра в час). Со скоростью 10–20 километров в час передвигаются чайки (те самые, о которых часто говорят, что они «быстрокрылые»; в принципе это верно, но не на перелетах), Не удивительно поэтому, что они от подмосковного озера Киёво, например, до мест зимовки — берегов Черного и Средиземного морей добираются 40 дней. Ястреб тоже вполне справедливо считается отличным летуном. Однако во время перелетов его средняя скорость — чуть больше 12 километров в час.
Немецкий орнитолог И. Штейнбахер приводит такие данные: аист за два дня пролетел 610 километров, славка-черноголовка за 10 дней — 2200, лысуха за 7 дней — 1300 километров. Казалось бы, достаточно приличная скорость пролета — по 200–300 километров в день. Однако относится это лишь к птицам, летящим на сравнительно небольшие расстояния. Чем длиннее путь птицы, тем медленнее она летит. Была прослежена скорость полета горихвосток, зимующих в разных районах земного шара. Одна, зимовавшая ближе к своей гнездовой области, чем другие, пролетала ежедневно около 170 километров, другая — около 60, а летевшая дальше всех — лишь 42 километра в день.
Правда, все эти сроки и расчеты верны для осенних перелетов. Весной они происходят быстрее, причем у некоторых (аист, сорокопут-жулан) чуть ли не вдвое. И чем ближе к родным местам, тем быстрее летят птицы. Но сокращают они срок перелета не за счет увеличения скорости, а за счет времени отдыха и кормежки.
Однако неторопливость перелета — это правило, имеющее много исключений. Неторопливость могут себе позволить птицы, летящие над сушей, по определенным «экологическим желобам», где встречаются подходящие для отдыха и пополнения запасов места. А как быть тем, которым приходится лететь над морем? И пролететь не десяток, не сотню, а тысячи километров? Например, мелким соколам и золотистым щуркам, зимующим на побережье Южной Африки? Ведь их путь над морем — 3 тысячи километров! И ни отдохнуть, ни покормиться негде! Один из видов ржанок, гнездящихся на Чукотке и Аляске, зимует на Гавайских островах. Чтоб долететь до мест зимовки, этим птицам надо тоже пролететь над морем 3 тысячи километров. И они пролетают это расстояние без остановки, затрачивая на перелет 22 часа. Другой вид ржанок летит из Шотландии в Южную Америку. Расстояние — 3600 километров, и тоже без отдыха.
Американская древесная славка, гнездящаяся на Аляске, а зимующая в Южной Америке, во время своего пути садится на землю лишь один раз. Остальное время она в пути. 100 часов беспосадочного полета!
Гнездящийся в Японии бекас вообще поражает ученых — он без отдыха пролетает 5 тысяч километров! И это два раза в год!
Впрочем, немало птиц ежегодно пролетает путь, равный чуть ли не половине экватора. Например, перепела, улетающие из Воронежской области зимовать в Африку, ежегодно пролетают 10 тысяч километров; стрижи, горихвостки, ласточки, мухоловки-пеструшки, зимующие в тропической Африке, пролетают два раза в год по 15 тысяч километров. А вот полярные крачки — этот пример уже стал хрестоматийным, но никогда не перестает поражать воображение! — ежегодно летят от одного полюса Земли к другому и обратно. Причем не по прямой. Сначала они из Канады и Гренландии летят в Европу, затем вдоль побережья Франции и Португалии направляются в Африку. Тут одни круто сворачивают на запад и еще раз пересекают Атлантический океан. Достигнув Бразилии, они устремляются к Фолклендским (Мальвинским) островам и Огненной Земле.
Другие летят в Антарктику прямо через всю Африку. Путь крачек — около 20 тысяч километров. Туда и обратно — кругосветное путешествие по экватору!
Так что же помогает птицам преодолевать такие расстояния да и вообще совершать перелеты? Мы хоть и говорили, что птицы летят не торопясь, подолгу отдыхая, это все-таки не легкая прогулка. Туманы и холода нередко служат причиной гибели огромного количества птиц — они сбиваются с пути и попадают в неблагоприятные условия, у них кончаются энергетические запасы, и птицы гибнут от истощения, их губят бури и штормы. И тем не менее перелетные птицы дважды в год отправляются в путь.
До сих пор мы говорили о побудительных причинах, заставляющих птиц отправляться в путешествие. А сейчас немного о том, что именно помогает им совершать эти путешествия.
Ответ напрашивается сам собой — конечно же, крылья. Да, крылья. Без них не полетишь. Но ведь крылья есть и у оседлых птиц, которые не отправляются в путешествия. Тогда может быть такой ответ: одни птицы — хорошие летуны, а другие плохие. Но что значит — хороший и плохой летун? Перепела, кажется, не очень-то хорошие летуны. Тем не менее они отправляются в далекие путешествия и даже перелетают большие водные пространства без остановки. А синицы — птицы не перелетные. Тем не менее летать они способны достаточно хорошо. Например, было подсчитано, что ополовник — небольшая птичка из семейства толстоклювых синиц — за несколько дней строительства гнезда «налетала» более 1 000 километров, лазоревка, выкармливая птенцов, ежедневно пролетает не менее 100 километров. Так что дело не в умении летать и не в крыльях. Хотя крылья птиц — явление уникальное. Не случайно великий Леонардо да Винчи тридцать лет изучал полет птиц, и его заветной мечтой было создать летательный аппарат — птицелет.
И сейчас, когда созданы сверхзвуковые самолеты и межконтинентальные ракеты, когда человек уже стал покорять космос, он продолжает думать о крыльях птиц, об удивительной способности этих наших соседей по планете.
Иногда птиц сравнивают с самолетами, замечая при этом, что крылья у них одновременно и несущие плоскости и тянущий вперед мотор. Действительно, одна часть крыла — это пропеллер (концы маховых перьев как бы вращаются), а другая (расположенная ближе к туловищу) — несущая плоскость. Других птиц иногда сравнивают с вертолетами — у этих птиц работа крыльев действительно похожа на работу винта вертолета. Но птицы при всем том еще и махолеты. Именно о таких аппаратах мечтает человек и пока не может их создать. Ведь махолет может поднять груз в 10 раз больше, чем самолет, и в 30 раз больше, чем вертолет. Он может быстро лететь, как самолет, и не нуждается в разбеге, как вертолет. А это ведь тоже очень существенно: из-за необходимости строить большие аэродромы авиация играет в жизни людей меньшую роль, чем могла бы играть. И человек смотрит на птиц с надеждой: рано или поздно они откроют ему свою тайну, и тогда человек создаст удивительный летательный аппарат.
Однако построить махолет можно, лишь изучив закономерности птичьего полета и переложив его на инженерный язык. Слепое копирование птичьего полета ничего не даст. Было уже много попыток простого подражания, и все они кончались неудачами.
Но крылья крыльями, они, как мы уже говорили, есть почти у всех птиц, почти все или, во всяком случае, очень многие активно пользуются ими, но в дальние странствия отправляется лишь пятая часть всего крылатого населения Земли. Потому что, кроме крыльев, нужно еще и топливо для «мотора».
Мы уже говорили, что птицы, особенно мелкие, тратят очень много энергии. Часто говорят, что энергетический обмен птиц находится на пределе возможностей живого организма. Это в обычном состоянии, то есть когда птица кормится, чистится, прыгает по веткам, перелетает с дерева на дерево, спит. Американский орнитолог Кенди по этому поводу заметил, что если бы человеку пришлось тратить столько энергии (или он имел бы возможность ее тратить), то он мог бы в течение суток каждую секунду поднимать груз весом в 400 килограммов на высоту одного метра. Такова затрата энергии птиц в обычном состоянии, затраты же на перелеты в два — четыре раза больше. Энергия птицы — это жировые запасы, сгорающие во время пути, это тот «бензин», который необходим мотору.
Долгое время думали, что жир не нужен птице — он ей мешает. Сейчас известно, что жир не только не мешает — он необходим. Даже рассчитано, сколько топлива надо иметь, чтобы пролететь определенное расстояние. Конечно, золотистой ржанке, летящей с Алеутских островов на Гавайи и за 35 часов беспосадочного полета делающей 252 тысячи взмахов крыльями (огромное мышечное напряжение!), нужно одно количество топлива, другим птицам, хоть и совершающим длительные и длинные перелеты, нужно меньше: они пополняют запасы по пути. Но, в общем-то, горючее — одно из основных условий — не случайно часто половина веса готовящейся к путешествию птицы — это жир. (Правда, бывает и гораздо меньше — 10–20 процентов, но всегда столько, сколько ей нужно.) «Птицы никогда не запасают жир в чрезмерном количестве, — пишет В. Р. Дольник. — Обычно максимальный уровень жировых резервов перелетной птицы соответствует величине необходимых затрат на бросок через преграду на пути миграции». Однако западногерманские ученые считают, что есть у них и резервный, «неприкосновенный запас». На час полета, во время которого они преодолевают пятьдесят километров, считают эти ученые, нужно 0,25 грамма жира — «топлива». Птицы имеют гораздо больше, а летят часто меньше пятидесяти километров в день, к тому же постоянно пополняют жировые запасы в пути. Впрочем, вопрос этот спорный до сих пор. С одной стороны, лишние запасы — лишняя нагрузка, мешающая лететь, с другой стороны, могут быть и непредвиденные обстоятельства, когда потребуется больше энергии, чем запасено или «рассчитано». Со временем, конечно, этот вопрос, как и многие другие, будет решен. Будет, наконец, решен и такой вопрос: как, каким образом прилетают птицы.
Как прилетают птицы?
Вопрос, который мы будем обсуждать в этой главке, — один из самых главных в проблеме изучения птичьих перелетов. Он интересует людей давно и, пожалуй, наиболее активно изучается сегодня. Вместе с орнитологами работают над его решением физики и психологи, инженеры и медики, географы и биохимики. Накоплено множество фактов, существует много (больше существовало) теорий. И тем не менее вопрос, как прилетают птицы, то есть как они справляются с тремя сложнейшими задачами: а) определяют, где они находятся в данный момент и в каком направлении должны следовать дальше; б) сохраняют направление полета и в случае необходимости изменяют его; в) узнают место назначения и определяют его с максимальной точностью, — остается еще неразрешенным. Ведь даже сами термины «ориентация» и «навигация» до недавнего времени трактовались произвольно и не имели точных границ. Сейчас наиболее приемлемая формулировка такова: «ориентация — это выбор направления, навигация — умение определить положение исходного пункта по отношению к пункту назначения и прибыть в этот пункт». Так, по крайней мере, определил эти термины французский ученый Даржен. (Добавим при этом, что навигация предполагает отсутствие знакомых животному наземных ориентиров.)
Правда, английский ученый Р. Бертон считает иначе — он не выделяет ориентацию отдельно, а объединяет ее с навигацией, отводя ей место более примитивной части навигации. По Бертону, ориентация — определение направления, а вторая часть, собственно сама навигация, — определение местонахождения в начале пути.
Но если термины уточнить можно (и не это, конечно, главное), то суть их остается загадкой в течение тысячелетий. Да, именно так. Ведь мы уже говорили, что люди очень давно пользовались голубиной почтой, использовали способности ласточек возвращаться на родину. Правда, задумываться, как это им удается, люди стали гораздо позже. И пришли к выводу: птицам помогает находить дорогу их удивительная память. Они запоминают мельчайшие детали ландшафта и, ориентируясь по ним, прилетают туда, откуда их увезли или откуда они улетели. Прийти к такому выводу помогли людям голуби: издавна устраивались голубиные соревнования, в которых побеждал голубь, раньше всех вернувшийся в свою голубятню. Для этого птиц заранее знакомили с маршрутами соревнований. И было точно установлено: если голубь знает ориентиры, то быстрее находит дом, если гоночный маршрут ему незнаком, он проигрывает соревнование. Да, голуби частично помогли открыть тайну нахождения маршрута. Но они же и опровергли эту теорию — так называемую «теорию памяти».
Английский ученый Дж. Мэтьюз, много работавший с голубями, заметил, что если птицам предоставляется возможность выбрать незнакомый, но более короткий путь, они выбирают именно его. Большое количество экспериментов показало, что птицы руководствуются все-таки не зрительной памятью при выборе направления или пути к дому, а чем-то иным.
Голубей, как правило, увозят в закрытых коробках, корзинах или ящиках. И уже одно это как-то не вязалось с «теорией памяти». Но, может быть, птицы все-таки что-то запоминают и в таком положении? Чтобы «запутать» голубей, корзинки, в которых их везли, все время крутили на патефонных дисках. Однако и после этого голуби возвращались так же легко и быстро.
Возникла новая теория: ее сторонники утверждали, что голуби запоминают не только направление, в котором их увозят, но и все петли, изгибы, повороты на пути следования как бы отпечатываются у них в мозгу. А когда надо лететь обратно, эти петли и повороты как бы «раскручиваются» в обратную сторону. Теория получила название «кинетической» (или «кинетического чувства»). Чтобы подтвердить или опровергнуть ее, голубей стали усыплять перед дорогой и даже помещать на короткое время в сильные магнитные поля. Но голуби по-прежнему возвращались, несмотря на все ухищрения людей.
В разных странах проделывались подобные опыты и с другими птицами. Но результат был всегда одинаковый — птицы возвращались.
Таким образом, и «теория памяти» и «кинетическая» теория отпали. (Действительно, нельзя же помнить то, чего не знаешь, а птицы летели по явно незнакомому маршруту.) Множество других примеров убедительно доказали несостоятельность этих теорий. В частности, известно, что голуби прилетают домой из других, совершенно иных по ландшафту стран, где ориентиры, если таковые существуют, для голубей не только не знакомы, но и не привычны.
Например, в 1920 году, отступая из Крыма, белогвардейцы прихватили с собой голубей с севастопольской военной станции. Их завезли в Германию. Однако как только той или иной птице предоставлялась возможность, то есть как только ее выпускали из голубятни, она отправлялась на родину. Улетали голуби в разное время, летели поодиночке, преодолевая путь в 2500 километров.
Еще более показателен случай с одним польским голубеводом из Ченстохова. Принадлежащего ему голубя в закрытом ящике на самолете увезли в Токио. А через несколько недель этот голубь вновь оказался в своей родной голубятне. Прилетел обратно!
Другой, не менее удивительный, хотя и несколько иного плана, пример. Почтовый голубь, принадлежавший жителю австрийского города Клагенфурт в тринадцати километрах от города повредил крыло и не мог продолжать путь по воздуху. Тогда он отправился домой… пешком. Эти тринадцать километров измучили птицу до предела, но письмо она все-таки доставила. Голубь доказал свою верность долгу, а заодно подтвердил несостоятельность «теории памяти»: ведь даже если этот отрезок пути и был известен голубю, то знакомые ориентиры он видел бы только с воздуха. А с земли-то все кажется совершенно иным! И даже знакомое место в такой ситуации птице покажется совершенно незнакомым.
Кстати, любопытный опыт был проделан с гусями: им подрезали маховые перья на крыльях так, что птицы не могли подняться в воздух. Тогда они отправились в путь пешком, придерживаясь по возможности точно того направления, в котором должны были лететь.
Теория памяти «методом завоза» — так называется эксперимент, когда птиц увозят от гнезда и выясняют возможность и скорость их возвращения, — почти за сто лет своего существования (первые опыты были проведены в самом начале нашего века) проверялась и опровергалась не только на голубях. Примерно четыре десятка птиц — ласточки, крачки, горихвостки, скворцы, вороны, ястребы, сорокопуты, вертишейки и многие другие помогали ученым решать эти вопросы, но, по сути дела, ставили перед ними только новые загадки. Так, например, вертишейка, окольцованная в Берлине и увезенная в Салоники (Греция), через десять дней, пролетев 1600 километров, оказалась в родном гнезде.
Любопытный опыт был проделан с аистами. Птиц увезли с Украины и выпустили в Малой Азии, примерно в точке, которая находится на половине пути их осеннего перелета. Аисты немедленно отправились в обратный путь и через двенадцать дней уже были на родных гнездах. А через месяц они снова отправились в полет и пролетели над тем местом, где были сравнительно недавно выпущены, но теперь уже птицы летели не к гнезду, а от него на зимовку.
Стремление к дому, или, как это чувство называют ученые, хоминг, проверялось на многих птицах. И часто результаты были удивительными. Так, например, две морские птицы олуши были увезены за пять с половиной тысяч километров — из Уэльса в Северную Америку. Через двенадцать с половиной суток одна птица, перелетев Атлантический океан, вернулась к гнезду (вторая, вероятно, погибла в пути).
Два буревестника были также вывезены из Уэльса и выпущены в Венеции (Италия). От места гнездовья до места завоза, если считать по прямой, — 1 500 километров. Птицы без особого труда могли бы преодолеть это расстояние. Однако они выбрали маршрут в четыре раза длиннее — обогнули Италию, Португалию, двигались вдоль побережья, а уж потом полетели над океаном. Они летели 14 дней, покрыв за это время расстояние в 6000 километров.
Еще один пример: 18 морских птиц были отловлены на гнездах и завезены в отдаленные уголки Тихого океана. Через некоторое время птицы начали возвращаться к гнездам — всего из 18 вернулось 14 (четыре могли погибнуть в пути), причем одна из птиц, увезенная дальше всех, вернулась через 32 дня, пролетев 6590 километров.
Эти и многие другие опыты показали, что птицы не только стремятся к дому, находят его, выбирая если не самый короткий, то, очевидно, самый удобный для них путь, но и находят этот путь, казалось бы, самым непостижимым образом: увезенные на самолетах в закрытых коробках, да к тому же еще в такие места, где они никогда не бывали (и перелетные маршруты, и места зимовок находились вдалеке от тех мест, куда завозили птиц), они тем не менее находили дорогу. Тут уж ни о какой памяти говорить не приходится.
Однако следует задуматься еще над одним вопросом. Сейчас некоторые ученые считают, что каким бы образом птица ни выбирала путь, возможности ее очень ограничены — и путь и расстояние запрограммированы и птица не вольна менять их произвольно или следовать, куда ей захочется. Многочисленные опыты подтверждают это. Но другие опыты, о которых мы говорили выше, то есть перелет птиц из мест и по маршрутам, незнакомым ни им самим, ни их предкам, никак не укладываются в теорию «ограниченности» маршрутов — птицы способны лететь и по новым, неожиданным для них, не запрограммированным естественным отбором и эволюционно не закрепленным.
Итак, «теория памяти» и гипотезы, так или иначе связанные с этой теорией, отпали.
Но если не память, то что помогает птицам? Как иначе они находят дорогу? Может быть, «по спирали»? Такая теория тоже была. Она возникла после того, как стала известна скорость перелетов птиц. Сейчас мы знаем, от чего зависит эта скорость: птицы в пути отдыхают и кормятся, чистятся и пережидают неблагоприятную погоду. Конечно, это учитывалось и при появлении «теории спирали» — тогда уже кое-что было известно. Однако ученые не представляли себе, что птица, способная лететь со скоростью, допустим, 50 километров в час, преодолевает это расстояние за сутки, да и то летит не каждый день. Не могли представить себе люди, что птица, способная от места гнездовья до места зимовки (или наоборот) пролететь за несколько дней, летит несколько недель или даже месяцев. Решили, что дело тут в другом — в поисках направления, в поисках дороги. А сторонники «теории спирали» считали, что птицы ищут и находят дорогу таким образом: поднимаются высоко вверх и начинают кружить, внимательно разглядывая местность внизу. Если не находят знакомых примет, перемещаются несколько в сторону, снова поднимаются вверх и опять начинают спускаться по спирали, делая круги. (Другой принцип, о котором говорили ученые, — птицы начинают с маленьких кругов, постепенно расширяя их.) Вот почему так долго летят птицы, утверждали сторонники «спирали».
Однако если бы это было так, вряд ли птицы уложились бы в те сроки, в которые прилетают на места назначения, — по спирали они летели бы гораздо дольше.
Конечно, «теория спирали» возникла не умозрительно, не только из-за того, что стало известно о длительности перелетов. Наблюдатели обращали внимание и на такой факт: поднявшись в воздух, птицы действительно, прежде чем отправиться в путь, некоторое время кружат над одним и тем же местом, то перемещаясь в сторону, то увеличивая или сужая круги. В других случаях птицы, уже прилетев в нужный им район, начинают кружить над ним, постепенно сужая круги и снижаясь. Однако причины тут, как оказалось, иные. В первом случае птицы, очевидно, используют потоки восходящего воздуха, во втором, уже достигнув района назначения по своему птичьему «компасу», отыскивают конкретно тот участок, где находилось их гнездо. Здесь, возможно, им действительно помогает память и какие-то ориентиры. Или, может быть, помогает, а точнее, облегчает поиск. Но «теорию спирали» это тем не менее не подтверждает.
Несколько похожей на «теорию спирали» была и так называемая «молекулярная» теория. (Такое название она получила потому, что движение птиц сравнивалось с движением молекул газа.) По этой теории, выдвинутой Д. Гриффином, птицы выбирают наугад любое направление и летят по нему довольно долго. Потом поворачивают и снова летят произвольно, но уже в другом направлении. Затем снова поворачивают и опять летят наугад… И так до тех пор, пока не найдут территорию со знакомыми им ориентирами. Однако и эта теория не подтвердилась.
Ну что ж, если не «теория спирали» и не «молекулярная», то, может быть, «теория вожака»? Может быть, молодых, неопытных птиц, еще не совершавших перелеты, ведут за собой опытные, уже побывавшие в путешествиях птицы?
Сейчас известно, что многие птицы летят поодиночке, мы уже говорили об этом. Говорили и о том, что птицы нередко если и летят стаями, то раздельно: молодые — сами по себе, старики — сами по себе. Но это стало известно лишь сейчас. А когда было высказано предположение, что молодых ведут старики, этого еще никто не знал. Потом узнали, и «теория вожака» в принципе тоже отпала. Но кое-что осталось неясным. Например, стало известно, что у некоторых птиц, в частности у аистов, старики все-таки играют определенную роль в выборе направления полета.
Когда молодые и старые летят вместе, все как будто бы ясно. Но вот в экспериментальном порядке задержали несколько тысяч молодых аистов, а затем отпустили. И они полетели туда же, куда улетели взрослые, но маршрут их был не так точен. Тем не менее молодые аисты прибыли к месту назначения. Мало того, завезенные в места, находящиеся достаточно далеко от мест гнездовья, аисты на зимовку летели именно туда, куда улетели бы и из родных мест, хотя их сородичи, живущие там, куда были завезены птицы, улетают зимовать совершенно в иные места.
Но бывает иначе: вороны, летящие зимовать из Прибалтики в Северную Германию, были пойманы на пути и отвезены в Данию. Выпущенные на свободу, они улетели в… Швецию. То есть они взяли то же направление, что берут всегда при отлете, «отмерили» то же расстояние, которое должны были проделать от исходной точки. Но поскольку исходная точка была иной, то и место назначения (прибытия) оказалось совершенно иным. Это позволило сделать вывод, что чувство направления у птиц врожденное — птицы его получают по наследству. Поэтому вполне могут обойтись и без руководства.
Однако, изучая эту проблему, орнитологи столкнулись с очень любопытными вопросами, не очень-то укладывающимися в привычные схемы.
Если птицам «мешать», то можно обнаружить странную закономерность: молодые после вмешательства человека будут вести себя иначе, чем взрослые. Мы уже говорили о воронах, которым помешали следовать их обычным маршрутом, и в результате они оказались совершенно в другом месте. Очевидно, это были молодые птицы. То же самое произошло и с молодыми скворцами, живущими в Прибалтике и улетающими зимовать в Англию. Их отловили во время перелета на трассе в Голландии и перевезли в Швейцарию. Выпущенные там молодые птицы взяли немедленно прежнее направление, «отмерили» положенное число километров и очутились… в Южной Франции. Зато взрослые скворцы, с которыми проделали то же самое, сразу же сориентировались, взяли правильный курс (изменив соответственно угол полета) и в конечном итоге попали на свое обычное место зимовки.
Второй опыт был еще любопытнее и подтвердил разницу в «умении» молодых и взрослых ориентироваться в пространстве и на месте. В этом опыте птиц «избавили» вообще от необходимости лететь на зимовку: когда наступило время отлета, их отловили и отправили на зимовку на самолете. Молодые, оказавшись на зимовке, тут же снова отправились в полет. Они взяли за исходную точку (будто это их гнездовой район) место зимовки и «отмерили» положенное число километров — столько, сколько они должны были пролететь от гнезда до зимовки.
Взрослые же птицы, оказавшись на местах зимовок, остались там, куда их привезли.
Почему молодые в этих ситуациях путаются, а взрослые принимают правильное решение — еще не ясно.
Но такое происходит, лишь когда вмешивается человек. Если птицам не мешать, и молодые и взрослые выбирают самостоятельно правильные и нужные им пути, по которым их предки следуют из года в год в течение тысячелетий.
Но и тут есть исключения: птицы могут поддаться инстинкту стаи (так бывает у скворцов) и, завезенные в новые места, могут улететь на зимовку не туда, где зимуют их сородичи, а туда, где зимуют вновь обретенные соседи. Таким образом, врожденный, унаследованный инстинкт направления может оказаться слабее стайного инстинкта, а затем вновь приобретенный опыт может укрепиться и передаваться по наследству новым поколениям.
Любопытно тут еще одно: наследственный инстинкт у многих птиц закреплен и действует только в одном направлении. Обратно они возвращаются тем же путем, по которому улетали. Поэтому если яйца птиц перенести и птенцы появятся на свет в новых местах, именно эти места станут им родными и именно туда молодые птицы вернутся весной. Этим пользуются сейчас люди при расселении птиц во вновь посаженные леса и рощи.
Известно, что без птиц лесонасаждения существовать не могут. Но все попытки переселить взрослых птиц в новые места оказывались тщетными: отловленные птицы, едва их выпускали, улетали в места прежних гнездовий, молодые же оставались на новой родине. Сюда возвращались они весной. А уж о последующих поколениях и говорить не приходится.
Но это все — факты. А им надо найти обоснования, объяснения. Все упоминавшиеся теории оказались неспособными объяснить, как прилетают птицы в нужный район и как выбирают направление. Тогда вспомнили про магнитные волны.
О них, еще не очень точно даже представляя, что это такое, говорили давно. Мы уже упоминали академика Миддендорфа и его теорию магнитного поля Земли. Она была слабо обоснована тогда и не получила признания.
В нашем веке опять заговорили о магнитных и электрических волнах, якобы влияющих на перелеты птиц. Некоторые ученые доказывали (собственно, доказательств не было — были умозрительные теории), что солнце, перемещаясь с севера на юг, вызывает особые электрические и магнитные явления в атмосфере. Именно поэтому птицы хорошо себя чувствуют летом только в гнездовой области, а зимой только на зимовках. Если же их искусственно перемещать, то они будут стремиться туда, где хорошо себя чувствуют, руководствуясь при этом магнитными и электрическими явлениями, вызванными положением солнца. Предполагалось, что воспринимают эти магнитные и электрические волны перья птиц. (Впрочем, эти свойства приписывались и костям птиц, и даже воздушным мешкам, которые у них имеются.) А вот, мол, если посадить птиц в медные или железные клетки, то птицы будут ограждены от действия электромагнитных волн и не проявят никакого «перелетного беспокойства», даже когда им по срокам надо будет улетать.
Однако и эта гипотеза была отвергнута. Тогда стали говорить, что птицы обладают высокоразвитым магнитным чувством, а орган этого чувства находится во внутреннем ухе.
И это не подтвердилось. И вдруг сравнительно недавно американский физик Иегли заявил, что он наконец разгадал тайну птичьей ориентации — открыл «магнитный орган» у птиц. Этот орган, — утверждал Иегли, — вееровидное образование вокруг глаз птиц. Для доказательства своей теории Иегли прикреплял к крыльям голубей магниты, и птицы теряли способность ориентироваться.
Сообщение Иегли было сенсацией, его утверждение стали проверять и перепроверять многие ученые в разных странах. Птицам прикрепляли магнитные пластинки, облучали радиоволнами, помещали в магнитные поля, укрепляли на головах разные антенны. И все для того, чтоб «испортить» птичий магнитный компас, который, по утверждению американского физика, у них имеется. И компас действительно в одних случаях «портился», но в других, несмотря ни на что, «работал» по-прежнему безукоризненно.
В конце концов выяснилось, что голуби теряют ориентацию не потому, что на них начинают действовать магнитные поля, а потому, что прикрепленные к крыльям магнитные пластинки оказывались слишком тяжелыми и просто-напросто мешали голубям летать.
И опять магнитная теория (в который раз!) была отвергнута. Впрочем, недавно украинские ученые снова занялись этим вопросом и обнаружили, что птицы хорошо чувствуют слабые магнитные поля, а на сильные не реагируют вовсе. Эти ученые считают, что слабые магнитные поля в некоторой степени и каким-то образом влияют на ориентацию птиц.
К таким же примерно выводам недавно пришли и американские орнитологи. Но пока все это находится в стадии проверки, и фактов еще мало, чтобы делать какие-либо серьезные выводы.
Но если не магнитные поля, то что же ведет птиц? Может быть, силы Кориолиса? Эти силы действуют на тело, движущееся по поверхности Земли или летящее над ее поверхностью, и связаны с вращением Земли. Нам нет нужды здесь разбирать это сложное физическое явление, отметим лишь, что силы Кориолиса отклоняют в Южном полушарии всякое движущееся тело влево, в Северном — вправо. Пример тому — реки: в Северном полушарии больше размываются правые берега, в Южном — левые. Считалось, что у птиц есть какой-то орган, на который эти силы отклонения действуют и помогают им выбирать направление. Решили, что орган этот — полукружные каналы внутреннего уха. Каналы эти наполнены жидкостью, и силы Кориолиса действуют на эту жидкость подобно тому, как действуют на воду в реках — отклоняют ее в ту или иную сторону. Жидкость же в свою очередь давит на чувствительные реснички, находящиеся в стенках канала. А так как в разных местах земного шара и в зависимости от того, куда летит птица, давление будет меняться, то и птица может выбирать правильный курс. (Программа такого выбора заложена по наследству.) Однако и эта очень любопытная и заманчивая теория не подтвердилась: действительно, есть и полукружные каналы, есть и очень чувствительные «приемники». Нет лишь одного — достаточной силы воздействия на эти «приемники».
Были выдвинуты еще некоторые более или менее правдоподобные теории, но и они быстро сходили с повестки дня. Ученые зашли в тупик. И тут начал свои опыты немецкий ученый Густав Крамер.
«Перелетное беспокойство», то есть возбуждение птиц в клетках в то время, когда их вольные сородичи улетают, замечено давно и объяснялось по-разному. Мы уже говорили о нем в связи с вопросами о «пусковом механизме». Крамер посмотрел на это поведение птиц несколько иначе. Он обратил внимание на то, что птицы, проявляя беспокойство, прыгают по клеткам не беспорядочно, не панически, как обычно во время какого-то возбуждения ведут себя животные, а беспокойство это, так сказать, целенаправленно: они постоянно стремятся как раз в ту сторону, куда в это время улетают их сородичи, — и прыгают на жердочки, укрепленные именно с той стороны клетки, и бьются о прутья именно с той стороны.
Крамеру пришла мысль проверить давнишнее высказывание немецкого биолога Шнейдера о том, что птицы, в частности голуби, ориентируются по солнцу. В 1906 году, когда Шнейдер высказал это предположение, оно казалось таким невероятным, что на него никто не обратил внимания.
Первым к этому вопросу серьезно подошел английский исследователь Дж. Мэтьюз, о котором мы уже упоминали. Он экспериментировал с голубями, завозя их в самые разные районы и выпуская их с самых разных расстояний от голубятни. Мэтьюз заметил, что голуби легко находят дорогу при ясном небе, хуже — при облачном и плохо в том случае, если небо сплошь затянуто облаками или тучами.
Эти опыты, а также опыты, проведенные Мэтьюзом с буревестниками, показали и необоснованность «теории спирали» и «молекулярной» теории и навели на мысль о роли солнца в ориентации птиц.
Г. Крамер решил вести опыты в лабораторных условиях. Он соорудил круглую клетку, в которой одна жердочка находилась посередине и несколько вдоль стенок. Пол в клетке был прозрачный, и наблюдатель, лежа на спине, сквозь этот прозрачный пол мог наблюдать за поведением птиц.
Вскоре установили первый существенный факт: если небо (а его видно было из клетки) затянуто тучами, птицы ведут себя произвольно, то есть прыгают в любом направлении. Если же появилось солнце, поведение птиц сразу менялось: все их движения были устремлены в одну сторону — на северо-запад.
Клетка была совершенно симметрична, к тому же она могла вращаться. Но сколько ее ни поворачивали, как бы ни менялось положение боковых жердочек по отношению к центральной, птица выбирала всегда северо-западное направление, которое соответствовало направлению их осенних перелетов.
Крамер решил проверить, что же собственно, подсказывает птицам (особенно часто подопытным был один совсем ручной скворец) направление. Ученый окружил клетку непроницаемой ширмой, исключив ориентацию по каким-либо предметам, находящимся вне клетки, но оставил птице возможность видеть небо. Однако поведение птицы не изменилось: в пасмурную погоду она вела себя спокойно, в солнечную прыгала целенаправленно — с центральной жердочки на ту, которая находилась на северо-западной стороне клетки.
Тогда Крамер сделал вывод, что птица ориентируется по солнцу. Он многократно проверял этот вывод и в конце концов убедился, что это именно так.
Следующий опыт был такой: Крамер закрыл всю клетку целиком, в том числе и верх ее, оставив на потолке лишь шесть окошек. К ним он прикрепил зеркала под таким углом, что свет стал падать в клетку не с юго-запада, а с юго-востока. И сейчас же скворцы изменили направление движения в клетке — они стали ориентироваться на юго-восток, причем направление движения их изменилось как раз под тем же углом, под каким изменилось направление света, проникающего в клетку. Еще раз изменили угол — и снова скворцы изменили направленность поведения. И еще раз — и опять тот же результат. Сколько бы раз ни изменяли угол падения света, сколько бы раз ни поворачивали клетку, поведение скворцов точно соответствовало этим изменениям и было строго ориентировано в ту сторону, где находилось мнимое солнце.
Опыты Крамера были, пожалуй, первыми реальными доказательствами ориентации птиц. Крамер доказал, что птицы ориентируются по солнцу. (Этот тип ориентации был назван «солнце-компасной ориентацией».) Для того чтобы выбрать направление, птицы должны были обязательно видеть солнце — реальное или мнимое, но обязательно солнце или хотя бы участок неба, ближайший к солнцу.
Однако Крамер на этом не остановился. Следующая серия опытов принесла еще более удивительные открытия.
В той же круглой клетке прикрепили двенадцать совершенно одинаковых и находящихся на одинаковом расстоянии друг от друга кормушек. Но кормили птиц только в одной. Птицы быстро освоили ее, а указателем к этой кормушке служило «солнце», то есть отражающиеся от зеркала под определенным градусом лучи сильной лампы. Если эти лучи исчезали, скворцы теряли ориентацию, теряли свою кормушку, когда появлялись снова, птицы вновь обретали уверенность. Но летели к той кормушке, куда «указывало» солнце, причем отклонялись они как раз на столько градусов, на сколько отклонялся угол падающих в клетку лучей. Чтобы избежать случайностей, опыты многократно повторяли и с искусственным солнцем и с настоящим, регулируя солнечный свет с помощью зеркал. Результат всегда был один и тот же. Но это хоть и очень интересное открытие, после того, что установили птичью ориентацию по солнцу, можно было предугадать. Тут людей поразило другое: ведь солнце по отношению к птицам не неподвижно. Оно все время перемещается. Казалось бы, такое положение должно сбивать птиц с толку. Но на самом же деле птицы ориентируются безошибочно, будто знают о движении светила. И не просто знают, а им известно, как час от часа меняется положение солнца на небосводе, будто измеряют меняющийся угол наклона, причем измеряют совершенно точно. Чтоб окончательно убедиться в этом, стали проводить опыты с птенцами. Двухнедельных скворчат, находившихся все время в глубоком темном скворечнике, куда не проникали солнечные лучи, выпустили в круглую клетку. Очень скоро они освоились и стали легко ориентироваться, внося при этом соответствующие коррективы с учетом движения солнца, то есть определяли угол между направлением своего движения и положением солнца.
Это казалось настолько невероятным, что долгое время биологи даже не хотели всерьез обсуждать подобные вопросы. Однако накапливающиеся факты, результаты опытов заставили скептиков поверить и в этот и в другой, кажущийся невероятным, феномен — в способность птиц (и не только птиц) ориентироваться в пространстве и во времени. Иными словами, поверить в то, что у животных есть «часы».
Ученые назвали этот феномен физиологическими часами или эндогенным счетчиком времени. Феномен до сих пор остается загадкой. Нет еще ни одного сколько-нибудь убедительного и точного объяснения ему, нет обоснованной теории, позволяющей понять тайну физиологических часов. И в то же время явление это знакомо всем, даже тем, кто и не слышал о существовании физиологических часов. Мы встречаем их на каждом шагу.
Действительно, кто не знает, что одни цветы открываются ночью, другие — днем, что с наступлением темноты одни животные засыпают, другие — пробуждаются. Это элементарный пример физиологических часов. Другой, тоже элементарный пример: человек, живущий, допустим, в Иркутске и ложащийся спать регулярно в 12 часов ночи, приехав в Москву, в первые дни уже в 7 часов вечера захочет спать (в Иркутске в это время как раз 12). А если он у себя дома встает регулярно в 8 утра, то в Москве будет просыпаться в 3 часа ночи. То же самое произойдет с москвичом, приехавшим в Иркутск: 12 часов ночи в Иркутске наступает тогда, когда в Москве только 7 часов вечера, и москвич вряд ли сможет заснуть в полночь по иркутскому времени, а в 8 утра москвичу будет очень трудно проснуться: ведь в Москве будет только час ночи.
Это элементарные примеры. А вот чуть посложнеё: человек привык вставать в одно и то же время точно по будильнику. Через какой-то период он уже будет просыпаться сам, причем с точностью до минуты. Или, если ему надо проснуться в определенный час, он поставит свои «головные часы» (так называют ученые этот еще не исследованный физиологический механизм) на определенный час и проснется, когда нужно.
Физиологические часы, как уже говорилось, есть и у животных, есть и у растений. Они регулируют или управляют суточной активностью: у растений в определенное время суток поникают листья и открываются или закрываются цветы, усиливается или ослабевает рост, у животных суточная активность проявляется в сне или бодрствовании, отыскивании корма или постройке гнезд и так далее. Причем ритмично и регулярно все повторяется изо дня в день, и дни эти могут совпадать из года в год.
Однако между часами, созданными людьми, и физиологическими часами есть существенная разница. Часы идут невзирая на окружающую обстановку, физиологические часы непосредственно связаны с ней.
Физиологические часы — явление наследственное, врожденное: животные и растения, появляясь на свет, уже имеют заведенные и выверенные часы. И они устанавливают режим дня или ночи в соответствии с целым рядом обстоятельств. Например, в мае они «работают» несколько иначе, чем, скажем, в сентябре: день короче.
Однако часы эти нуждаются в «заводе». Например, если растения проращивать в светлом помещении круглые сутки (или, напротив, в темном), то появившиеся ростки будут вроде бы лишены часов, лишены периодических ритмов. Это относится и к животным, появившимся в подобной ситуации. Но стоит хоть на мгновение это положение изменить (дать свет или погасить его, в зависимости от того, в каких условиях находился до этого подопытный объект), и часы начинают сразу «ходить».
Можно и «испортить» часы. Скажем, сутки имеют условно 12 часов света, 1 2 часов темноты. Можно изменить долготу светлой части суток или темной. Сначала животные не будут реагировать на эти изменения, но постепенно перестроятся.
Можно привести еще множество примеров работы физиологических часов, рассказать о множестве опытов, показывающих и само действие этого феномена, и возможность изменения его действий. Нельзя пока лишь одно — объяснить суть работы этих часов. Есть предположение, что у каждой клетки в организме имеются свои физиологические часы, а управляет этими миллионами крошечных хронометров мозг. Управляет веществами-регуляторами (они называются гормонами), которые специальные железы выпускают в кровь. Регуляторов уже известно достаточно много, но предполагается, что главных два — это гормоны маленькой железки под полушариями мозга — гипофиза. Один гормон выделяется под влиянием света и задает «световой» тон организму, другой — под влиянием темноты. А вместе они составляют тот механизм, который заставляет работать «часы» в течение двадцати четырех часов. Вот почему увеличение или уменьшение светового дня может изменить ход физиологических часов — под влиянием света и темноты количество веществ-регуляторов будет увеличиваться или соответственно уменьшаться.
Однако все это лишь предположения, причем рассказано о них здесь очень схематично, только для того, чтобы дать некоторое представление о физиологических часах, без которых мы не можем продолжать рассказ об ориентации и навигации птиц.
Опыты Крамера на этом, естественно, не закончились. Им была проведена серия новых экспериментов: в клетках птицам «портили» их физиологические часы, «отводили» их на несколько часов вперед. Выпущенные на волю, птицы теряли ориентацию и отклонялись на «заданный» угол: если часы были «подведены», например, на шесть часов вперед, то отклонялись они ровно на 90 градусов. (За час солнце отклоняется на 15 градусов, а за 6 часов — как раз на 90.)
Это дало основание предполагать, что птица, выбирая направление по солнцу, умеет и корректировать свой полет, учитывая не только сам факт перемещения светила, но и скорость этого перемещения, то есть отклонение на 15 градусов в час.
Однако все-таки, как она это «делает», непонятно до сих пор, хотя имеется множество различных любопытных гипотез.
До сих пор речь шла об ориентировке птиц, то есть о выборе направления, где солнце — ориентир, а физиологические часы — «прибор», помогающий птице делать поправки на движение солнца и не сбиваться поэтому с курса. Но ведь птицы обладают и навигационными способностями, ведь они летят не только в определенном направлении, но и в совершенно определенное место. А для этого недостаточно определить лишь сторону света. Многие птицы возвращаются в свои старые гнездовья, другие, не имевшие еще на родине гнезд, прилетают и поселяются в непосредственной близости от гнезда родителей. (Бывает, конечно, и иное, но сейчас нас интересуют лишь факты точного возвращения, а они более многочисленны.) Есть множество примеров совершенно фантастической точности прилета птиц не только в нужный им район, но в определенное место. Собственно, все птицы показывают чудеса навигации: например, 92 процента окольцованных скворцов и 75–80 процентов мухоловок, доживших до весны, возвращаются в свои старые гнезда.
Любая перелетная птица — отличный навигатор. Но самый непостижимый факт, ставший уже классическим примером, — это перелет и прибытие на место назначения ржанки. Во время перелета эти птицы останавливаются на крошечных, затерянных в океане коралловых островах. Чтобы найти эти острова, летчику, как писал один американский журнал, в кабине самолета необходимо иметь специальный прибор стоимостью в 10 тысяч долларов, а с земли ему должны помогать радиоустановки стоимостью в полмиллиона долларов. (При теперешнем курсе доллара эти приборы и установки стоят уже, очевидно, гораздо больше.)
У птиц нет таких дорогостоящих приборов, но они безошибочно находят нужные им места. Очевидно, есть что-то другое, какие-то свои собственные «приборы», о которых мы пока еще ничего не знаем.
Все, что говорилось сейчас, говорилось о птицах, летящих днем. А ведь мы знаем, что большинство летит ночью. Что им служит ориентиром? Есть предположение, что и этим птицам помогает солнце. Только не во время полета, а перед отправкой: птицы как бы засекают положение заходящего солнца и ориентируются уже в этом направлении. Во всяком случае, рядом экспериментов это было подтверждено: птицы, выпущенные на закате, выбирали правильное направление и после захода солнца не сбивались с него. Птицы же, выпущенные после захода солнца и не видевшие его заход, теряли направление сразу же.
Но только ли солнце помогает ориентироваться птицам? (Если считать, что это уже доказано.)
В свое время было высказано предположение, что птицам могут помогать в ориентации и другие небесные тела. Такое положение тогда показалось абсурдным: ведь все звезды, кроме Полярной и близлежащих к ней, постоянно меняют свое положение на небосводе. Не могут же птицы разбираться в астрономии, да еще так досконально, что из всех звезд выбирают именно ту, которую им надо, — Полярную!
Однако опыты, в частности опыты того же Крамера, показали, что у крошечной птички имеется и секстант, и хронометр, и навигационные таблицы, и другие очень сложные приборы, и карты, которые лишь сравнительно недавно изобрели люди и пользоваться которыми способны далеко не все.
Крамер наблюдал за поведением европейских славок. Их он тоже держал в круглой клетке, из которой птицы могли видеть лишь звездное небо. Если небо было облачным, птицы вели себя спокойно. При безоблачном они «улетали» — осенью в южном направлении, весной — в северном.
Другие ученые, повторив с теми или иными вариантами опыты Крамера, подтвердили его выводы. Например, малиновки, которых выпустили в планетарии под искусственным небом, быстро сориентировавшись по звездам, полетели в определенном направлении. Но вот «сменили небо» — над птицами зажглись совсем другие звезды, и малиновки немедленно изменили направление.
В общем, можно считать уже доказанным, что птицам солнце или звезды (а некоторым, возможно, и то и другое) помогают ориентироваться. Возможно, что им помогает в выборе направления и «прокладке курса» и еще что-то — существует предположение, хотя и не подтвержденное вескими доказательствами, что птицам могут помогать ветер и тепловые волны, конфигурация облаков, определенное направление морских волн и инфразвуки, не снят еще с повестки дня вопрос о влиянии магнитных полей.
Но если о внешних факторах, помогающих птицам выбирать направление, уже кое-что известно (хотя бы солнечно-компасная и звездная ориентация), то до сих пор совершенно неясно, каким образом птицы пользуются этими внешними ориентирами или «указателями». Специальные, тщательные исследования показали, что у птиц нет никаких органов ориентации. Очевидно, птицы пользуются теми же органами, которые служат им в повседневной жизни. Но какими — сказать пока невозможно. Может быть, это слух, зрение, осязание, а может быть, еще что-то. Или — и первое, и второе, и третье, и четвертое вместе…
Многие ученые все больше внимания обращают на глаза птиц, все внимательнее присматриваются к их зрению. Глаза птиц действительно необычные — очень большие (у мелких птиц равны по величине головному мозгу), очень острые (некоторые видят на значительном расстоянии даже мелкие предметы; есть птицы, которые замечают детали, едва различаемые людьми в сильное увеличительное стекло). Это все, конечно, очень интересно, но вряд ли имеет отношение к ориентации и навигации. Скорее к этим проблемам могут иметь отношение другие особенности птичьего зрения.
Известно, что человек способен внимательно рассматривать одновременно лишь один предмет в пространстве. Птицы же, благодаря некоторым особенностям строения глаз, способны одинаково ясно видеть одновременно все предметы, расположенные вдоль горизонта. Это, безусловно, может помочь ориентированию, но лишь в том случае, когда птица пользуется наземными ориентирами.
Для ориентации по солнцу такое «приспособление» вряд ли годится.
Глядя на движущийся предмет, мы обычно определяем его движение по отношению к другим, неподвижным или движущимся с иной скоростью предметам. Солнце же движется по «пустому» небосводу (облака, естественно, не в счет), и определить скорость его движения по отношению к чему-нибудь просто невозможно. Тем более, казалось бы, невозможно сделать это летящей птице. В то же время птице важно не просто движение солнца, а малейшее его отклонение, потому что для грубой ориентации (север-юг, запад-восток) достаточно просто присутствие солнца, а для того, чтобы выбрать точный курс, нужно учитывать малейшие его изменения в небе. Тут нужен очень точный «прибор». Таким прибором многие ученые и считают глаза птицы.
На сетчатке глаза у птицы есть небольшие ямки. Когда изображение попадает в такую ямку, оно изменяет свою форму, а потом птица снова видит этот предмет неизменным. Чтобы было понятнее, вспомним оконное стекло, на котором имеются неровности или мелкие вздутия. В тот момент, когда люди или машины, движущиеся за стеклом, оказываются против этого дефектного участка стекла, их изображение искажается — вытягивается или сужается. Но вот мы видим их уже сквозь другой участок стекла, и искажений нет. Так деформируется изображение, попадающее на участок сетчатки птиц, где находятся ямки. Искажение длится очень недолго, но этого времени хватает птицам, чтобы по мгновенному деформированию солнечного диска определить даже минимальный сдвиг его на небосводе. (В опытах Мэтьюза голубю нужно было 20 секунд, чтобы, ориентируясь по солнцу, выбрать правильное направление.)
Однако это лишь предположение того, какой «прибор» помогает птицам ориентироваться. Есть и другое, тоже связанное с необычным строением глаз птицы.
Давно известно, что в глазу птицы, в нижней его части, имеется «посторонний предмет». Это относительно толстая складка, густо пронизанная кровеносными сосудами. Складка имеет форму гребня или мехов гармоники. Она так и называется — гребень. Гребень — слепое пятно, на нем нет светочувствительных клеток. Зачем природе понадобилось так ослаблять зрение птиц — непонятно. Да и ослабляет ли гребень зрение? Природа не настолько расточительна, чтобы делать что-то несуразное. Значит, этот гребень зачем-то нужен. Но вот зачем? Сейчас пока достоверно известно одно: он снабжает сетчатку глаза кислородом и питательными веществами. А предположительно — помогает еще и ориентироваться. Во всяком случае, в экспериментах голуби, лишенные возможности пользоваться при возвращении домой этим «слепым пятном», с большим трудом находили дорогу.
Но может быть и другое.
Американские ученые проделали такой опыт: ночью они ярко осветили голубиное гнездо, где находились еще слепые и, естественно, еще неоперившиеся птенцы. Тем не менее они очень бурно прореагировали на свет. Но ведь они его не видели! Или все-таки видели? Чтобы проверить это, птенцам надели на головы светонепроницаемые колпачки. Тем не менее они продолжали реагировать на вспышки. Тогда колпачки сняли, а самих птенцов прикрыли таким образом, чтобы свет не попадал на их тела. И птенцы перестали реагировать на вспышки.
Исходя из этого, ученые сделали вывод, что птицы «видят свет» кожей. Если это действительно так, то, возможно, «видение кожей» помогает им ориентироваться в полете?
А может быть, и не это, а совсем другое? Американские ученые считают, что у птиц имеется, по крайней мере, два «органа» или «прибора», помогающие им ориентироваться. Один — зрительная, солнечно-компасная ориентация. Ею птицы пользуются в том случае, если могут ориентироваться по солнцу или по звездам. Другой — запасной, которым птицы пользуются, когда не могут из-за облачности использовать первую систему. Тогда в дело вступает магнитная ориентация. «Прибор», воспринимающий магнитные явления, по мнению ученых, — это кровеносная система. В крови животных имеются красные кровяные шарики, содержащие железо, а вся кровь — отличный электролит.
Но это тоже одна из интересных, но, увы, пока не подтвержденных гипотез.
А пока перелеты птиц по-прежнему остаются великой загадкой природы и, как пишет В. Р. Дольник, «для того, чтоб открыть секрет точной и удивительно гибкой системы птичьей ориентации, надо узнать что-то совсем новое, чего мы совсем не знаем. Что-то удивительное…»