Глобальные сети появились задолго до Интернета, и произошло это благодаря птицам. Например, кулики, гнездящиеся на Таймыре, ежегодно совершают сезонные миграции на все материки, кроме Антарктиды. Изучение маршрутов перелетных птиц крайне важно: во время миграций они переносят на себе беспозвоночных, семена и споры растений; но кроме того, они распространяют опасные для человека инфекции — орнитоз, птичий грипп, сальмонеллези т. д. Не менее важны сведения о жизненном ареале редких видов птиц, находящихся на грани исчезновения, а также о способах ориентации пернатых во время миграций. Орнитологи из Института географии РАН рассказали, как они и их коллеги следят за перемещениями птиц.
Всегда на связи
Первым научным методом изучения птичьих миграций стало кольцевание. В 1899 году датчанин Ханс Мортенсен начал прикреплять легкие цинковые кольца на лапы скворцов. Новаторство заключалось в том, что кольцо было маркировано порядковым номером, там же указывался и адрес. Таким образом нашедший (или поймавший) птицу с кольцом знал, куда о ней сообщить, а по номеру можно было ее опознать. С тех пор в мире были окольцованы сотни миллионов птиц, во многих странах созданы специальные станции кольцевания и единые информационные центры, куда поступают данные о возвратах.
Сейчас уже разработаны электронные датчики, позволяющие дистанционно отследить весь пролетный путь птицы. Местонахождение определяют с помощью приемопередатчиков. Сведения о координатах объекта получают через системы GPS и ГЛОНАСС, а передают через сеть GSM или через спутники. Основное ограничение в использовании — вес передатчика: он не должен превышать 3% от веса птицы.
Более 10 лет ученые из Института географии РАН совместно с коллегами из Германии, Нидерландов, Великобритании и других стран проводят исследования путей и скоростей миграции различных видов птиц. Это помогает понять, каким образом пернатые реагируют на изменение окружающей среды, какую роль они играют в жизни экосистем, какие опасности грозят им во время перелета и какую угрозу они могут представлять для людей. Буквально в режиме онлайн можно увидеть, как влияют на птиц быстро меняющийся климат и хозяйственная деятельность людей.
Остановка в чистом поле
Фото П. Глазова
Во время миграции птицы могут столкнуться с серьезными проблемами. Например, изменение землепользования может повлиять на географию миграционных путей и распределение мест остановок белолобых гусей (Anser albifrons). При этом снижение антропогенной нагрузки не всегда благотворно для птиц. Во время миграции гуси обычно делают остановки на сельскохозяйственных угодьях, рядом с крупными водоемами. В нашей стране в начале 1990-х сильно, а кое-где катастрофически сократилась площадь посевов. Изменилась и структура землепользования. В результате во многих районах исчезли места, где гуси могли бы отдыхать и кормиться во время весеннего пролета. Перелетная стая больше не останавливается в таких местах, потому что они зарастают лесом, а птицам нужен хороший обзор, чтобы вовремя заметить хищника.
Куда податься кулику?
Международная рабочая группа по лопатню (SBS TF), куда входят в том числе российские орнитологи, с помощью спутниковых передатчиков изучает особенности миграций кулика-лопатня (Eurynorhynchus pygmeus). Кулик-лопатень — гнездовой эндемик России. Он размножается в узкой полосе приморских тундр от северной Чукотки до основания Камчатского полуострова. Эти птицы в первой сотне видов, которым угрожает исчезновение. Рождается мало птенцов, в результате хозяйственного освоения гибнут птичьи местообитания, к тому же на путях пролета и в местах зимовки (в Юго-Восточной Азии и в Китае) ведется незаконная охота — всё это приводит к падению численности куликов. Вид зимует у берегов Бангладеш, Мьянмы и Таиланда, Вьетнама и юга Китая, а протяженность миграционных путей вдоль побережий России, Японии, Северной и Южной Кореи, Китая составляет около 8 тыс. км. Таким образом, кулик-лопатень, как и большинство так называемых арктических птиц, проводит в Арктике лишь часть года, хотя и наиболее важную — период размножения, а остальное время — вне Арктики, где птицы не рассеяны, как в тундре, а живут стаями на побережьях.
За прошедшие 20 лет распространение кулика-лопатня по годовому ареалу изучено гораздо лучше, однако до сих пор неизвестно, где останавливается во время пролетов и зимует почти половина популяции. Отыскать лопатней на огромных просторах малоизученных побережий Азии среди других куликов без спутниковой телеметрии крайне сложно. Однако искать необходимо, чтобы определить основные места птичьих остановок и наладить охрану. Возможность для этого появилась только в 2016 году, когда был создан самый компактный в мире передатчик производства Microwave Telemetry весом 1,6 г. Кулику-лопатню, вес которого всего 30–40 г, это мини-устройство не мешает во время дальних перелетов. Такими передатчиками за два года было помечено 12 птиц в разных частях ареала.
Фото J. Martines
В среднем эти передатчики работали по нескольку месяцев. И вот что удалось выяснить.
- Лопатни, считавшиеся исключительно прибрежными птицами, могут пролетать большие расстояния над сушей, «спрямляя» путь и делая небольшие трансконтинентальные перелеты. За сутки они преодолевают более 1000 км.
- В некоторых местах остановок лопатня замечены сотни браконьерских ловчих сетей. Ясно, что в этих районах нужен систематический мониторинг.
- Помеченные птицы зимовали в разных местах. Некоторые из этих мест раньше были неизвестны. Так, две птицы провели месяц в Северной Корее. Одна осенью прилетела в Индонезию, на Суматру — этот район прежде не входил в ареал вида.
Как видно на примере куликов-лопатней, с помощью новейших спутниковых передатчиков можно быстро и успешно изучить пути перелета и стратегию миграций исчезающих видов птиц, определить их прежде неизвестные остановки, места скопления и линьки. Все это помогает в деле охраны пернатых.
Птичий компас
Современное оборудование позволяет лучше изучить и механизм ориентации птиц во время дальних путешествий. Известно, что птицы способны правильно ориентироваться в пространстве и возвращаться на пролетный путь, если по каким-то причинам они от него отклоняются.
Во время миграции птице нужно уметь определять свое местоположение и направление движения — т. е. иметь нечто вроде карты и компаса. Стороны света пернатые могут определять днем по положению Солнца, а ночью по звездам, также они используют магнитное поле Земли. Сложнее обстоит дело с навигацией. В настоящее время есть две основных гипотезы — магнитная и запаховая (или ольфакторная). Использование птицами «запаховой карты» доказано рядом исследований. Одно из них было проведено международной группой ученых с участием сотрудников Института географии РАН: изучался механизм ориентации клуши (Larus fuscus fuscus), крупной чайки, гнездовой ареал которой расположен в Скандинавии и на северо-западе России, а места зимовок — на расстоянии около 7000 км в экваториальных широтах Восточной Африки. Миграционный маршрут птиц отслеживали с помощью спутниковых передатчиков.
Чтобы проверить, какие сенсорные сигналы задействованы в навигации, птицам сделали операцию на обонятельном или тройничном нерве (последний отвечает за восприятие магнитного поля). В итоге одна группа чаек временно лишилась способности воспринимать магнитное поле, другая — обоняния. Третья группа была контрольной. Для эксперимента отобрали взрослых птиц из южной и центральной Финляндии, а также с Соловецких островов. Финских птиц переместили на 1250 км к острову Гельголанд (8o в. д.), а птиц с Белого моря — на 1260 км к юго-востоку в окрестности Казани (49o в. д.). Часть клуш выпустили в районе гнездования.
Птицы из всех трех групп осенью полетели на юг. То есть повреждение тройничного и обонятельного нервов не повлияло на мотивацию чаек к миграции. Сохранилась у них и способность определять стороны света и достигать географической широты района зимовки. Однако только птицы с ненарушенным обонянием смогли скорректировать свой маршрут и вернуться в границы миграционного коридора. Эксперимент показал, что обоняние необходимо клушам для коррекции субширотного перемещения за границы миграционного коридора в незнакомый ландшафт. Способ, с помощью которого перелетные птицы могут использовать запахи для навигации, неизвестен — данные эксперимента допускают различные объяснения. Предположительно, птицы могут запоминать запахи, характерные для мест остановок во время миграций, и «составляют обонятельную карту» пролетного пути.
Григорий Тертицкий, Пётр Глазов, Елена Лаппо, Юлия Лощагина,
Институт географии РАН