Они прекрасны, они летают!
Меня интересуют миграции птиц в целом, но это очень широкая тема, и невозможно вникать во все её аспекты одинаково глубоко. Поэтому я занимаюсь миграциями птиц в основном мелких воробьиных, и предмет того, чем я занимаюсь углублённо, — механизмы ориентации и навигации. Безусловно, это очень интересные вещи. Никита Чернецов, член-корреспондент РАН, директор Зоологического института РАН (Санкт-Петербург). Беседу с Никитой Севировичем Чернецовым ведёт Наталия Лескова.
— Какие же расстояния преодолевают воробьиные птицы во время миграции?
— Если мы возьмём птиц, которые гнездятся в Центральной России — в Московской области, например, — то часть из них улетает на две тысячи километров: в Средиземноморье, Южную Европу, на Кавказ…
— Достаточно серьёзные расстояния.
— Нет, это расстояния небольшие. Есть виды птиц, которые улетают дальше, мигрируют в Африку. Деревенские ласточки из Центральной России зимуют в Южной Африке — это уже шесть-семь тысяч километров. Есть птицы в европейской части России, правда, их не так много, которые летят не на юго-запад, в Африку, а на юговосток, в Юго-Восточную Азию. Там тоже пять-семь тысяч километров. Это считается дальней миграцией. Понятно, что летать на такие расстояния энергетически затратно. Летать, как мы знаем, — это быстро, но дорого. Соответственно, нужно запасать энергию. Выяснилось, что птица расходует энергии меньше, чем считали, но всё равно много.
— А как считали?
— Есть аэродинамические модели по расходу энергии на полёты. Проводили эксперименты, когда птиц гоняли в аэродинамических трубах. И получалось, что, когда птица летит, она расходует энергию примерно в десять-двенадцать раз быстрее, чем в состоянии покоя. Это очень высокий уровень расхода энергии. Человек не способен часами расходовать энергию с такой интенсивностью. На основании некоторых данных я предположил в своей докторской диссертации, что на самом деле птицы, которые адаптированы для полёта, расходуют энергию помедленнее: не в десять-двенадцать, а в шесть-семь раз быстрее. Но это всё равно очень много.
— Чем дальше летишь, тем экономнее расход?
— Не совсем так. Просто те птицы, которые адаптированы эволюцией для того, чтобы летать на большие расстояния, на тысячи километров, делают это более эффективно.
— Как им это удаётся?
— За счёт геометрии крыла, распределения массы по телу. Для того чтобы лететь на такие расстояния, птицы запасают энергию, в частности, в форме жира. Жир — это самая энергоёмкая ткань в теле животного. Птицы, которые летят через большие барьеры, где нет возможности остановиться и поесть, способны удвоить свою массу. Если птица обычно весит девять с половиной граммов, она может набрать массу до 19 граммов, причём половину массы тела составит жир.
— Если человек растолстеет вдвое, это будет серьёзной патологией. А у птицы не так?
— Да, и этот человек не может пойти в спортзал, позаниматься 24 часа без перерыва и выйти из зала похудевшим вдвое. А птицам подобное удаётся. Получается, что птица в состоянии запасать жир и в состоянии его расходовать. В современном обществе ожирение — целая проблема, людям нужно контролировать вес, сбрасывать его. А у птиц нет проблем с ожирением. Потому что это — не ожирение, это просто набор резервов, которые птица совершенно спокойно скинет в процессе интенсивного полёта.
— Когда человек перелетает на большие расстояния, он сталкивается с проблемой джетлага. А птицы?
— Птицы, которые в норме ведут дневной образ жизни, особенно те, которые летают на большие расстояния, часто летят ночью. Перестройка суточного ритма — это изменение ритма секреции мелатонина, эндокринная перестройка. Это тоже природный механизм, которого мы лишены. Ещё пятьдесят лет назад, в середине 1970-х годов, было сформулировано представление о миграционном состоянии птиц как об особом физиологическом состоянии — комплексе поведенческих и физиологических адаптаций, которые позволяют птицам совершать такие перелёты. И один из вопросов: как птицы летят туда, куда надо, а не куда попало и как они потом возвращаются?
— Где у них компас? В голове?
— В каком-то смысле всё находится в голове, потому что это результат деятельности центральной нервной системы, которая у позвоночных расположена в головном мозге. Благодаря этому птицы улетают не куда попало, а туда, куда надо. Если птица зимует в Юго-Восточной Африке, то она летит в Юго-Восточную Африку, а не в Австралию.
У птиц есть компасные системы и системы позиционирования. Для того чтобы куда-то попасть, нужно понимать, куда вам нужно, это и есть система позиционирования. Чтобы приехать в Петербург из Москвы, вам нужно понять, где Петербург находится по отношению к Москве.
— А зачем мне это нужно понимать? Я просто покупаю билет на «Сапсан» и еду.
— Это если у вас есть «Сапсан». Если «извозчика» нет — вам приходится добираться своим ходом. Значит, у вас должна быть некая ментальная репрезентация пространства на том масштабе, на котором вы собираетесь перемещаться. Вам не нужно иметь карту всего мира — если вы из Москвы хотите поехать в Петербург, то где находится Австралия, вас в данный момент не интересует. Но вы должны понимать, что Петербург находится на северо-западе. А потом, после того как вы это выяснили, вам нужно понять, где находится северо-запад. Вы сейчас можете показать рукой направление на Москву?
— Боюсь, что нет.
— А вот я представляю себе карту и могу сказать, что Москва находится вон там, в том направлении. Я знаю, что мы находимся на стрелке Васильевского острова, я вижу из окна Неву, знаю, как она течёт, в общем, я знаю, что юго-восток находится там. Птицам всего этого не надо. У них существует механизм, который позволяет сориентироваться. У меня нет сейчас компаса под рукой, а у птиц такой механизм встроенный. Точнее, целых три разные компасные системы. В 2005 году журнал Science отмечал 125-летие. В связи с этим редакция провела анкетирование ведущих учёных и составила список из 125 наиболее интригующих вопросов современного естествознания, на которые у науки пока нет исчерпывающего ответа. В список вошёл вопрос: «Как мигрирующие животные находят дорогу?» Этот вопрос распадается на два связанных между собой отдельных вопроса: какова физическая, а значит, сенсорная природа системы позиционирования, и какова физическая, а значит, сенсорная природа компаса. Физическую реальность мы воспринимаем с помощью наших органов чувств, с помощью сенсорных систем. Это касается не только птиц, а любых животных, которые совершают перемещения на большие расстояния.