Выявлен механизм экстренного отключения навигации у птиц

Российские ученые установили, что перелетные птицы используют дополнительную сенсорную систему, которая отключает магнитный компас при обнаружении быстрых возмущений геомагнитного поля. Это предотвращает ошибочную ориентацию во время гроз и магнитных бурь.

Молодая мухоловка-пеструшка, пойманная на Куршской косе во время своей первой осенней миграции

Источник: Кирилл Кавокин / из личного архива.

Ежегодно миллионы пернатых совершают многотысячные путешествия к местам зимовок и обратно. Находить путь им помогают сложные системы ориентации — солнечная, звездная и магнитная.  Считается, что за восприятие геомагнитного поля отвечает светочувствительный белок криптохром, расположенный в глазу. Однако у этого механизма есть слабое место — его может глушить внешняя «помеха».

Орнитологи и физики из Зоологического института РАН и Санкт-Петербургского госуниверситета нашли объяснение, почему во время гроз или солнечных вспышек птицы сбиваются с курса, рассказали в пресс-службе Российского научного фонда.

Оказалось, дело не в поломке компаса, а в существовании отдельной защитной сенсорной системы. Природа создала у них механизм, который распознает опасные колебания магнитного поля и временно отключает навигационные инструменты. Это решение спасает птиц от фатальных ошибок, когда доверие к компасу может завести их в центр грозового фронта.

Эксперименты с мухоловками-пеструшками на Куршской косе помогли увидеть этот эффект. Птиц помещали в специальные конусы Эмлена, где они не могли видеть ориентиры, но оставалось достаточно света для работы белкового компаса. В спокойных условиях осенью они показывали верное направление на юго-запад.

Экспериментальные столы с высокочастотными катушками на берегу Куршского залива. На вставке изображена схема эксперимента: птица в конусе Эмлена, помещенном в центр высокочастотной катушки.

Источник: Кирилл Кавокин / из личного архива

Когда же ученые создавали переменное магнитное поле, похожее на природные пульсации, происходило неожиданное. Даже при меньшей средней мощности, чем у слабого непрерывного сигнала, прерывистая пульсация полностью лишала птиц ориентации. Если бы воздействие шло через криптохром, слабый сигнал не должен был дать такого эффекта. Следовательно, чувствительность возникает за счет других рецепторов, настроенных на скорость изменения поля, а не на его силу.

По предположению физиков, этот детектор работает по принципу электромагнитной индукции Фарадея, напоминая простейшие радиоприемники, и, скорее всего, расположен во внутреннем ухе пернатых. Это открытие объясняет устойчивость миграций, а также приближает понимание того, как животные чувствуют планетарные явления. Результаты исследования опубликованы в Journal of The Royal Society Interface. 

Сейчас команда готовит эксперименты с имитацией грозовых разрядов, чтобы выяснить, как птицы реагируют на реальные помехи в Африке во время долгого пути.

Ранее Наука Mail рассказывала, как климат лишает перелетных птиц шансов на выживание.