Чемпионы по перелетам

Мы все больше узнаем о том, в какие поражающие воображение путешествия отправляются перелетные птицы, и как мы, люди, усложняем им жизнь.

Солнце садится в воды залива Ферт-оф-Темс в Новой Зеландии. Несколько десятков малых веретенников переминаются с лапки на лапку на краю залива.

Надвигался прилив, и полоска земли, на которой еще недавно кормились птицы, засовывая клювы поглубже в грунт и с удовольствием извлекая из него червей и крабов, постепенно уходила под воду. Небо становилось оранжевым, и птицы дружно начали устраиваться на ночлег. Со стороны могло показаться, что именно так, отдыхая на одном месте, они и проводят большую часть жизни.

Но первое впечатление, как известно, зачастую обманчиво. Полгода назад эти малые веретенники отважно проделали грандиозное путешествие — сюда они прилетели с Аляски, не совершив по пути ни единой остановки! Полет занял дней восемь, если не девять, и все это время веретенники усердно махали крыльями — они преодолели около 11,5 тысячи километров: более четверти окружности Земли.

Неудивительно, что по прилете птицы были истощены. За проведенное в Новой Зеландии время они набрали жирка, готовясь к обратному пути на Аляску, где гнездятся в летний период. Их путь домой пролегает над Желтым морем — лететь до него около 10 тысяч километ-ров. Обратный перелет уже не «беспосадочный: на побережье они проводят около шести недель, отдыхая и усиленно питаясь, а затем продолжают полет, ведь от дома их отделяет еще 6,5 тысячи километров.

Малые веретенники мигрируют по этой трассе многие тысячи лет, однако четкое представление об их маршруте ученые получили лишь в последние десятилетия. Узнали специалисты и о том, как человеческая деятельность и изменение климата могут нарушать давно устоявшиеся перелетные маршруты.

Из-за того что веретенники исчезали из Новой Зеландии на несколько месяцев в брачный период, местные жители маори веками считали их таинственными птицами. К 1970-м годам натуралисты начали догадываться, что веретенники из Новой Зеландии — те же самые, что гнездятся на Аляске. Однако лишь в 2007-м ученые отследили пути миграции этих пернатых.

Исследователи Боб Гилл и Ли Тиббитс, биологи-натуралисты из Геологической службы США, отловили несколько веретенников и имплантировали им спутниковые датчики. С марта по май ученые наблюдали за группой птиц в их путешествии на север. По подсчетам специалистов, батарей датчиков должно было хватить до конца лета, и к этому времени все устройства — по очереди — отключились. Кроме одного — под кодовым обозначением Е7. 30 августа 2007 года веретенник Е7 покинул Аляску, продолжая сигнализировать о своем местонахождении.

Ученые отслеживали птицу на всем маршруте — вот Е7 пролетел над Гавайами, над Фиджи, а 7 сентября достиг северо-западной оконечности Новой Зеландии. «Мы все испереживались — батарейка сигнализировала, что вот-вот разрядится», — вспоминает Тиббитс. Тем вечером Е7 приземлился в Ферт-оф-Темс, за 8 дней и 8 ночей преодолев 11,5 тысячи километров. Ученые записали трек самого длинного беспосадочного птичьего перелета.

Отслеживание веретенника Е7 еще больше подстегнуло любопытство ученых. Как птицы могут путешествовать на столь дальние расстояния? Каким образом год за годом они находят путь в одни и те же места?

Пробираясь сквозь пышную зелень канадской тайги в провинции Альберта, Майкл Холвортс, эколог из Смитсоновского центра перелетных птиц (Вашингтон), старался услышать голос древесницы — певчей воробьиной птицы с желтой грудкой и белыми кольцами вокруг глаз. Увидев самца, ранее помеченного специальным электронным датчиком, Майкл и его помощники растянули тонкую сеть между деревьями. За сетью Майкл поставил динамик, перекинув провод к своему смартфону. Спрятавшись за деревом, он включил запись трели другого самца древесницы — как приманку для настоящей птицы, ведь самец непременно должен проверить, какой соперник вторгся на его территорию. Трюк удался — совсем скоро самец попался в расставленные сети.

Майкл аккуратно снял со спинки птицы датчик, основная задача которого — фиксировать уровень освещенности. Время восхода и заката солнца меняется в зависимости от местонахож-дения птицы, так что, проведя анализ данных датчика, исследователи смогут отследить ее перемещения. Работа Майкла и его коллег еще не закончена — они надеются определить, где именно зимуют эти представители пернатых. «Мы знаем, что они мигрируют в Южную Америку, но нам только предстоит узнать, куда именно», — объясняет Холвортс.

До начала XIX века объяснить исчезновение птичьих популяций на несколько месяцев в году пытались разными — включая совсем уж фантастические — теориями. Аристотель, например, считал, что некоторые птицы впадали в спячку или трансформировались в представителей других видов. В средневековой Европе появление белощеких казарок зимой объясняли тем, что те растут на деревьях. Наиболее явным свидетельством в пользу миграции пернатых стал зафиксированный в 1822 году случай, когда охотник из Германии подстрелил необычного белого аиста, в шее которого оказался застрявший кусок стрелы. Охотник показал птицу специалистам, и они пришли к выводу: эта стрела из Центральной Африки, из чего ученые заключили, что аист пролетел с ней несколько тысяч километров! В 1906 году исследователи начали окольцовывать белых аистов, чтобы определить, где именно они зимуют в Африке.

За без малого два столетия, миновавшие пос-ле случая с аистом, орнитологи собрали данные о миграциях тысяч видов пернатых. Около половины известных науке видов птиц оказались перелетными — они меняют места обитания при смене сезонов. При этом для успешных перелетов вовсе не обязательно иметь большой размах крыльев, и лучшее подтверждение тому — краснозобые колибри, в одиночку проделывающие путь от мест гнездования в США и в Канаде к своим зимним угодьям, простирающимся от Южной Мексики до Панамы.

Птицы пытаются не оказываться в условиях, угрожающих их существованию. Так, с приходом зимних холодов в Северную Америку цветы, с которых краснозобые колибри собирают нектар, и насекомые, которыми они так любят лакомиться, исчезают — у колибри не остается иного выбора, как отправиться туда, где пища в изобилии. А когда в Канаду и США придет весна, «северная резиденция» вновь начнет манить этих колибри: голодать-то там уже не придется.

Многие виды птиц мигрируют между холодными и теплыми широтами, но есть примеры, когда миграции обусловлены иными факторами — например, наводнениями. Взять, к примеру, подвиды черного водореза, гнездящегося на отмелях реки Ману на Амазонской низменности — они летят над поверхностью воды с погруженной в нее нижней частью клюва, «прочесывая» водный слой в поисках рыбы. В сентябре в местах обитания водорезов идут сильнейшие дожди. Они приводят к разливу рек, и птицы вынуждены перелетать на Тихоокеанское побережье или мигрировать на возвышенности — на Ману они вернутся лишь после того, как большая вода спадет.

«Перелетные птицы всякий раз возвращаются в те места, где им сложно оставаться в трудные времена, но при этом комфортно проводить другую, более мягкую часть года, когда у них наступает брачный период и появляются птенцы», — объясняет Бен Уингер, орнитолог из Мичиганского университета.

Маршруты таких миграций складывались на протяжении тысячелетий адаптации птиц к условиям окружающей среды. Некоторые ученые считают, что миграции возникли из-за того, что птицы из тропических регионов постепенно расширяли свой ареал, занимая средние широты. Согласно другой гипотезе, многие виды изначально жили в средних широтах и со временем стали проводить зимы в тропиках. По мнению Бена, скорее всего, работало и то, и другое.

Доказательства в пользу формирования миграционных путей в процессе адаптации можно обнаружить, изучая необычные марш-руты некоторых видов. В качестве примера Питер Бертольд, бывший директор Института орнитологии имени Макса Планка, приводит временную остановку в Восточной Африке, которую болотные камышовки делают по пути с севера Германии в Южную Африку. «В прежние времена птицы вполне могли проводить всю зиму чуть южнее Сахары: там долго сохранялся зеленый покров, и это были райские места для пернатых, — поясняет Питер. — Но условия начали ухудшаться, и в результате камышовкам пришлось отправляться южнее».

Записано ли миграционное поведение в генах и птицы просто автоматически выполняют заложенную программу? Или молодняк перенимает знания о путях и местах миграции у родителей?

Человеку сложно осознать, каких огромных усилий требует от птиц перелет с Аляски в Новую Зеландию. Когда Боб Гилл рассказывает о малых веретенниках ученикам начальной школы, он проводит простой эксперимент, чтобы дети смогли представить, насколько вынос-ливы птицы, совершающие такие путешествия. «Я прошу детей встать, раздвинуть руки в стороны и начать делать круговые движения. Когда они чувствуют усталость, я говорю: а теперь представьте, что вам нужно махать так целых 8 дней! » — рассказывает Гилл.

Готовясь к предстоящему перелету, веретенники, как и другие птицы, мигрирующие на большие расстояния, накапливают огромные запасы жира. Жир необходим им в качестве топлива; в день отлета он составляет более половины общего веса веретенника. Подкожный слой жира достигает трех сантиметров в толщину, еще одна прослойка покрывает внутренние органы. «Я называю их жирдяями», — смеется Фил Бэттли, орнитолог из Новой Зеландии.

При наборе массы мышцы груди и ног птицы также увеличиваются в размерах. Еще одни мигранты-рекордсмены — исландские песочники — способны на большее: уменьшают размер желудка и других внутренних органов, чтобы лучше подготовиться к перелету.

Большинство перелетных птиц — и веретенники не исключение — не полагаются на одни только внутренние резервы: активно используют потоки воздушных масс в пути. Покидая Аляску, они обычно следуют за только что прошедшим штормом — ведь за ним шлейфом тянутся южные ветра. Отлет из Новой Зеландии также происходит только при благоприятных условиях. «Когда они улетают, в Новой Зеландии нет сильных ветров, — рассказывает Боб Гилл. — Но, когда берут курс на север, им удается найти попутную струю». После передышки на Желтом море птицы вновь ловят фордевинд, чтобы добраться до Аляски.

По предположению ученых, веретенники безостановочно машут крыльями в полете, даже когда дует попутный ветер — они не умеют парить. А вот другие виды, например альбатросы, вполне могут поймать воздушный поток и лететь, просто расправив крылья.

Некоторые виды птиц научились виртуозно управлять режимами сна. Нильс Раттенборг из Института Макса Планка и его коллеги отправились на Галапагосские острова, чтобы изучить сон больших фрегатов. Размах крыльев этих птиц превышает два метра, они преодолевают тысячи километров, бороздя просторы над Тихим океаном. Исследователи отлавливали больших фрегатов и имплантировали им датчики для записи электрической активности мозга, закрепляя устройства-регистраторы у птиц на голове. Помимо определения местоположения фрегатов и высоты их полета датчики фиксировали режим сна пернатых.

За время эксперимента фрегаты проводили в полете до 10 дней; когда птицы возвращались в гнезда, ученые снимали с них устройства. Анализ данных показал, что фрегаты погружались в микросон на мгновения — где-то на 12 секунд. Обычно это происходило, когда птица парила. В сумме они в среднем спали по 42 минуты в день — всего ничего по сравнению с 12-часовым сном по возвращении в уютные гнезда. Когда фрегаты спали во время полета, у них большую часть времени отдыхала лишь одна половина мозга.

Чтобы понять, отдыхают ли подобным образом малые веретенники, ученым нужны устройства с батарейками куда меньших габаритов — по словам Нильса, задача вполне осуществимая. «Возможно, веретенники спят во время полета, даже когда машут крыльями», — предполагает он.

Еще в детстве Генрик Мористен, профессор Ольденбургского университета (Германия), выросший в Дании, заметил, что к ним прилетают незнакомые птицы — явно из других краев. Однажды он сфотографировал пустынную каменку — популяции этих пернатых гнездятся в Центральной Азии, а их места зимовок раскинулись от Северной Африки до Индии. «Мне стало интересно: что пошло не так, почему они сбились с пути», — вспоминает Генрик. Движимый любопытством, он пошел по стопам нескольких поколений ученых, пытавшихся разгадать одну из тайн природы: какую навигацию используют птицы, чтобы год от года возвращаться в одни и те же места гнездования и зимовки. Труды исследователей не прошли даром — в поисках объяснения этой способности они обнаружили сразу несколько механизмов, применяемых птицами в путешествиях.

В 1951 году немецкий орнитолог Густав Крамер выяснил, что обыкновенные скворцы при навигации полагаются на солнце как на компас. Затем в 1960-х американский эколог Стефен Эмлен поместил несколько индиговых овсянковых кардиналов в планетарий, чтобы показать, что птицы, как и древние мореплаватели, могут ориентироваться по звездам. Примерно в то же время другие немецкие зоологи, супружеская пара — Вольфганг и Росвита Вилтшко, изучавшие зарянок в лабораторных условиях, — пришли к выводу, что у птиц есть собственный «магнитный компас».

В 2003 году Генрик Мористен провел эксперимент по изучению навигации у дроздовых в дикой природе в процессе миграции. Вначале он поместил птиц в большую клетку на улице. Когда солнце село, он создал в клетке магнитное поле, сдвинутое на 70−90 градусов восточнее магнитного поля Земли. Когда совсем стемнело, птиц с закрепленным на каждой радиомаячком выпустили из клетки и начали отслеживать на машинах, оборудованных антеннами-приемниками их перемещения. Ученые проехали вслед за птицами почти 1100 километров. В первую ночь пернатые взяли курс на запад, вместо того чтобы лететь на север. Но в следующие ночи та же группа птиц уже летела на север, как и следовало. Ученые сделали вывод: птицы используют навигацию по магнитному полю Земли, но, чтобы правильно настроить свой «магнитный компас», они ориентируются по солнцу.

Нет ничего удивительного в том, что перелетные птицы используют несколько способов навигации: многие стаи путешествуют по ночам, когда ориентироваться по солнцу просто невозможно. Ночное небо может оказаться затянуто тучами, и найти путь по звездам не удастся. Да и магнитный «компас» не всегда надежен: в ту же пасмурную погоду он не работает.

Пока ученые не знают наверняка, каким методом навигации пользуются веретенники. Но, как предполагает Генрик, они в основном ориентируются по «магнитному компасу», ежедневно подстраивая его по солнцу.

Как и веретенники, исландские песочники размножаются в северных широтах, а на зимовку улетают на тысячи километров к югу. Они добывают пропитание, копошась тонким клювом в прибрежном грунте и извлекая оттуда моллюсков. Морской эколог Жан Вангилс из Королевского института изучения моря Нидерландов был очень удивлен, когда увидел песочников, поедавших водоросли.

Как выяснилось, вегетарианцами стали молодые песочники: были они поменьше размером и с более короткими клювами. Ученые заметили, что размер тела молодняка — понятие относительное: год от года он может меняться. Птицы, появившиеся на свет в сезоны, когда температура в Арктике поднималась до максимальных значений, выросли самыми мелкими, и клювы у них оказались короче, чем у других особей. Причиной такого неравенства, возможно, было недоедание в младенчестве — когда «коротышки» были птенцами, снег растаял раньше, чем обычно, и численность популяции насекомых, которыми кормятся песочники, достигла пиковых значений слишком рано, до вылупления птенцов — поэтому птенцы не получили нужного количества пищи в нужное время.

И позже, мигрировав в Мавританию, молодняк не мог доставать моллюсков из-под толстого слоя песка: юные песочники не отрас-тили достаточно длинных клювов. «Водоросли небогаты питательными веществами, — рассказывает Жан Вангилс. — Мы не ожидали, что птицы станут их есть, но, похоже, у них не было выбора». Как выяснили ученые, исландские песочники с короткими клювами живут меньше своих длинноносых собратьев. «Нехватка пищи в Арктике приводит к тому, что они гибнут от голода в тропиках», — подытоживает Жан.

Исследование исландских песочников — одно из немногих, в ходе которого удалось установить связь между изменениями климата и его последствиями, которые сказываются на популяциях перелетных птиц. За последние полвека численность многих видов морских птиц существенно снизилась, а популяции береговых видов в Северной Америке сократились на 70 процентов по сравнению с 1973 годом. Больше других пострадали виды, использующие перелетные маршруты между Восточной Азией и Австралией. Дело тут, скорее всего, в том, что нещадно уничтожаются «миграционные стоянки» этих птиц на берегах Желтого моря — на береговых отмелях тут стремительно возводятся все новые порты и фабрики.В птичьих миграциях между Европой и Африкой и между Северной и Южной Америкой свои проблемы — основную угрозу несут бра-коньерство и изменения в землепользовании. По разным оценкам, ежегодно от 11 до 36 миллионов птиц попадают в неволю, или их подстреливают в Средиземноморском регионе. Массовая добыча может поставить под угрозу популяции зябликов и черноголовой славки.

Районы зимовки многих перелетных птиц, мигрирующих на дальние расстояния в Черную Африку, становятся все менее гостеприимны-ми — земли здесь постоянно расчищаются под сельскохозяйственные нужды. Индустриализация фермерских хозяйств по маршруту следования птиц сокращает их кормовую базу.

Например, в сельскохозяйственных районах Южной Европы на смену скоплениям мелких ферм, перемежавшихся с невозделываемыми участками, которые служили отличным источником корма для птиц, пришли объединенные обширные аграрные территории. Как правило, их засевают одной культурой — кукурузой или картошкой, — чтобы удешевить сбор урожая.

«На таких участках собирают все до последнего зернышка, на земле не остается ничего, — рассказывает Ганс-Гюнтер Баер, исследователь из Института Макса Планка. — Если повезет, птицы отыскивают другие места, где можно прокормиться, а если нет — им приходится очень туго: они не смогут накопить запасов жира, достаточных для продолжения перелета».

Чтобы остановить эти тревожные тенденции, потребуется немало природоохранных мероприятий — начиная с защиты лесов и морских побережий и заканчивая ужесточением законов, запрещающих отлов и отстрел перелетных птиц. По словам Пита Марры, главы Смитсоновского центра перелетных птиц, использование современных технологий для отслеживания пернатых с еще более мелкими маячками должно помочь сфокусировать эти усилия.

«Сокращение размеров популяций птиц вроде лесных дроздов более чем на 60 процентов за последние 50 лет вызвано проблемами в местах их гнездования на юго-востоке Соединенных Штатов, а также сокращением территорий их обитания в Мексике и Колумбии», — считает Марра. Исследователи выяснили, что птицы сильнее всего страдают от сокращения площади лесов там, где они размножаются и растят потомство.

Солнечным днем после обеда Джесс Конклин приехал на пляж Фокстон в Новой Зеландии и отправился к приливной зоне в устье реки Манавату. Метрах в тридцати от песчаной отмели, где расположилось с полдюжины веретенников, Джесс установил на штативе свою подзорную трубу.

Вот уже десять лет Джесс приезжает сюда ежегодно. Он ведет наблюдение за полутора сотнями веретенников, различая их по цветным полоскам на лапках — птицы год за годом прилетают сюда на зимовку. Джесс знает, что веретенники пускаются в путь все вместе, из года в год. Впрочем, они могут и повременить с отлетом, если их вдруг не устроит направление ветра.

В результате длительного периода наблюдений выяснилось, что птицы сдвигают отлет на все более раннюю дату. По сведениям Джесса, сейчас они вылетают в среднем на 5 дней раньше, чем в 2008—2010 годах. Но на Аляску они прилетают примерно в то же время, что и раньше. Пока неясно, почему они решили сдвинуть дату отлета — чтобы проводить больше времени на «промежуточной» остановке или туда, где лето теперь тоже начинается раньше.

В тот день Джесс провел за подзорной трубой несколько часов, наблюдая за веретенниками.

К концу дня лучи солнца, становясь все мягче, нежно переливались на водной глади. Вдруг один из веретенников подал громкий зов. Другие птицы тут же его подхватили. «Не знаю, передают ли они друг другу какую-то информацию, или просто поднимают шум, чтобы собрать всех птиц, готовых к вылету», — рассуждает Джесс.

Ближе к закату щебет птиц нарастает, и в какой-то момент все они одновременно поднимаются в воздух. Джесс настраивает трубу, чтобы продолжить наблюдения, — он насчитал 10 птиц в стае. Веретенники резко набирают высоту и берут курс на океан.

Источник: nat-geo.ru