В Президентской академии в рамках работы Экспертного научно-технического совета по экологии и климату прошла открытая лекция член-корреспондента Российской академии наук, директора Зоологического института РАН Никиты Чернецова, посвященная «золотому веку» изучения миграций животных и птиц. Как оказалось, современные технологии не просто подтвердили старые теории, но заставили ученых полностью пересмотреть взгляды на способности живых организмов.
Если раньше, опираясь на редкие данные кольцевания, ученые могли лишь гадать о маршрутах перелетных птиц, то сейчас на сцену вышли спутниковые трекеры и миниатюрные датчики, рассказал Никита Чернецов: «С помощью различных технологий спутникового прослеживания мы получили информацию, которую не могли себе представить, что когда-либо получим». Так, оказалось, что понятие «миграция» гораздо шире, чем кажется. Это и перемещение саранчи в один конец, и смена кормовых растений тлей, и, конечно, легендарные перелеты птиц. Но именно последние, благодаря новым методам, преподнесли самые шокирующие сюрпризы.
Слушатели узнали о малых веретенниках — куликах, которые без единой посадки пересекают Тихий океан, преодолевая расстояние до 13 000 километров за 8–9 суток. Это открытие опровергло существовавшие энергетические модели полета. Птицы машут крыльями все время полета и при этом должны решать проблему депривации сна. Вероятно, они спят «по полушариям», как дельфины, отметил лектор.
Не менее впечатляющими оказались данные о физиологических возможностях птиц. Оказывается, горные гуси, гнездящиеся в Монголии, способны за несколько часов подняться с уровня моря на высоту 5000-метровых гималайских перевалов без какой-либо адаптации. А мелкие камышовки, спасаясь от жары Сахары, набирают высоту в 6000 метров, где температура воздуха – комфортные +10°С, и летят там часами. «Получается, что выполнять тяжелую физическую работу на протяжении нескольких часов подряд на высоте 6000 м вообще не является проблемой для птиц», — резюмировал Никита Чернецов, поставив перед аудиторией новые вопросы о границах физиологии.
Финалом лекции стало описание механизмов навигации и разговор о том, как животные находят дорогу. Лектор разделил эту способность на две составляющие: компас (умение выбрать направление) и карту (умение понять свое местоположение). Если с солнечным и звездным компасами все более-менее ясно, то магниторецепция — способность чувствовать магнитное поле Земли — долгое время оставалась загадкой.
Учитывая исследования, проведенные на Куршской косе, ученные предполагают, что птицы способны определять свою точку в пространстве и корректировать свое миграционное направление. Ключевым моментом стала серия опытов с виртуальным смещением: когда птицам на Куршской косе искусственно меняли параметры магнитного поля, имитируя условия Подмосковья, они вели себя так, будто их действительно перевезли. Более того, если у птиц хирургически пересекали тройничный нерв (отвечающий, как выяснилось, за передачу магнитной информации), они теряли способность к навигационной коррекции. На сегодняшний день, отметил спикер, предполагается, что птицы «видят» магнитное поле благодаря светозависимым химическим реакциям в глазах (квантовые эффекты).
Говоря о современных генетических исследованиях, ученый признал, что здесь наука столкнулась с неожиданной сложностью. Несмотря на доказанный факт наследственной передачи миграционного направления, поиски универсального «гена миграции» не увенчались успехом. В четырех изученных случаях, когда удалось выявить генетическую основу, были найдены четыре разных механизма. Вероятно, общей генетической базы того, как миграция регулируется, у птиц не существует, констатировал лектор.
В завершение встречи академик РАН ответил на вопросы аудитории, которые касались не только биологии, но и потенциального прикладного применения этих знаний. Обсуждалась возможность использования алгоритмов движения птиц (избегание столкновений, синхронизация) в разработке беспилотных летательных аппаратов, что открывает перспективы для междисциплинарного сотрудничества биологов и инженеров. Также затрагивалась тема влияния человека на миграционные возможности птиц и других животных.
