Odszyfrowanie szczególnej zdolności ptaków wędrownych do określania kierunku

(Dan Tri) – Na całym świecie wiele gatunków ptaków migruje co roku. Jak więc się nie zgubić?

Miliardy ptaków odbywają te wielkie migracje każdego roku, pokonując tysiące mil, aby dotrzeć do celu. Niektóre gatunki, takie jak rybitwa popielata ( Sterna paradisaea ), pokonują w ciągu swojego życia odległość równą odległości z Ziemi na Księżyc i z powrotem.

Pytanie brzmi, w jaki sposób te maleńkie stworzenia potrafią tak precyzyjnie nawigować podczas tak epickich podróży?

Naukowcy odkryli, że ptaki dysponują złożonym zestawem zmysłów umożliwiających im nawigację. Część z nich jest nam znana, ale wiele nadal pozostaje tajemnicą dla ludzi.

Zmysły kierunkowe

Wzrok i węch to dwa podstawowe sygnały, którymi ptaki posługują się, aby odnaleźć drogę. Ptaki, które już raz migrowały, potrafią zapamiętać znane punkty orientacyjne, takie jak rzeki i pasma górskie.

Z kolei ptaki wędrowne migrujące nad wodą mają mniej punktów orientacyjnych, które mogłyby im pomóc w orientowaniu się w terenie. W takich przypadkach bardziej polegają na węchu. Jedno z badań wykazało, że ptaki morskie z gatunku Calonectris diomedea ( Calonectris diomedea ) z osłabionym węchem nadal mogły latać nad lądem, ale traciły orientację w powietrzu.

Ptaki mogą również wykorzystywać słońce i gwiazdy jako „przewodniki”. Ptaki latające w ciągu dnia korzystają z „kompasu słonecznego”, łączącego ich postrzeganie położenia słońca na niebie z ich wewnętrznym postrzeganiem pory dnia na podstawie rytmów dobowych.

Łącząc te dwie informacje, ptaki potrafią określić, w którym kierunku zmierzają – niczym żywy zegar słoneczny.

Badania pokazują, że zakłócanie rytmu dobowego ptaków sztucznym światłem utrudnia im prawidłową orientację w terenie, co dowodzi, jak ważny jest kompas słoneczny dla ptaków wędrownych prowadzących dzienny tryb życia.

Jednak większość ptaków migruje nocą, co oznacza, że ​​położenie Słońca jest dla nich mało przydatne. W tym przypadku, aby odnaleźć drogę, polegają na położeniu i rotacji gwiazd. Używają tego gwiezdnego kompasu, poznając położenie gwiazd wokół bieguna niebieskiego, czyli Polaris – gwiazdy, której ludzie używają do nawigacji od tysięcy lat.

Ptaki latające nocą mogą opierać swoją orientację na gwiazdach (zdjęcie: Getty Images).

Pole magnetyczne Ziemi: tajemniczy zmysł

Ale co, jeśli niebo jest zachmurzone i ptak nie widzi słońca, gwiazd ani żadnych innych punktów orientacyjnych? Wtedy właśnie w grę wchodzą niesamowite ptasie zmysły.

Ptaki potrafią odnaleźć drogę nawet bez Słońca i gwiazd, częściowo dzięki zmysłowi zwanemu magnetorecepcją. Zmysł ten pozwala im wyczuwać pole magnetyczne Ziemi.

Ta niezwykła zdolność może brzmieć jak science fiction, ale badania pokazują, że zakłócanie pola magnetycznego ma poważny wpływ na ptaki; na przykład, w jednym z badań odkryto, że zmiana pola magnetycznego wokół gołębi zaburza ich zdolność do odnajdywania drogi do domu.

Choć jest oczywiste, że ptaki mają zdolność wyczuwania pola magnetycznego, sposób, w jaki to robią, pozostaje zagadką dla naukowców. Profesor Peter Hore z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii twierdzi, że ptaki muszą wykorzystywać jakąś reakcję chemiczną, której wynik zależy od siły i kierunku ziemskiego pola magnetycznego.

Istnieje kilka teorii na temat przebiegu tej reakcji chemicznej, ale profesor Hore uważa, że ​​jest ona spowodowana przez cząsteczkę zwaną kryptochromem, która znajduje się w siatkówce ptaków. Naukowcy potwierdzili w laboratorium, że izolowany kryptochrom reaguje na pola magnetyczne, a ta reakcja wymaga niebieskiego światła, które, jak wykazano, jest niezbędne do wyczuwania pól magnetycznych przez ptaki.

Naukowcy wciąż nie są jednak pewni, jak czułe są kryptochromy w wykrywaniu drobnych zmian w polu magnetycznym Ziemi. „Wiemy bardzo niewiele o szczegółach działania tego kompasu” – mówi profesor Hore. „Nie wiemy nawet, ile cząsteczek kryptochromów znajduje się w siatkówce oka ptaka”.

Niektóre badania wskazują również na mechanizm wykrywania pola magnetycznego wewnątrz dzioba ptaka. W górnej części dzioba znajdują się receptory, które oddziałują z magnetytem, ​​minerałem na bazie żelaza. Receptory te łączą się z mózgiem za pośrednictwem ważnych szlaków neuronalnych, co sugeruje, że mogą być kolejną techniką wykorzystywaną przez ptaki do pomiaru natężenia pola magnetycznego.

Oprócz wykrywania pola magnetycznego ptaki mogą zbierać informacje o kierunku poprzez wykrywanie światła spolaryzowanego, czyli rodzaju światła, którego fale oscylują w określonej płaszczyźnie.

Światło słoneczne ulega przewidywalnej polaryzacji, rozpraszając się w atmosferze Ziemi. Dzięki specjalnym komórkom w siatkówce ptaki potrafią wyczuwać te wzorce, zbierając informacje o położeniu Słońca, nawet gdy jest pochmurno.

Składanie elementów w całość

Podobnie jak my używamy oczu w świetle dziennym, a nocą możemy używać rąk, żeby zorientować się w słabo oświetlonym pomieszczeniu, tak i ptaki używają różnych zmysłów w różnych porach.

Ptaki mogą integrować sygnały kompasu do nawigacji. Każdy sygnał ma inne znaczenie na trasie; na przykład, pomiar magnetyczny jest mniej przydatny podczas burz lub maksimów słonecznych, które mogą zakłócać pole magnetyczne Ziemi.

Wszystkie te strategie są w dużym stopniu wspomagane przez genetykę ptaków. Ptaki dziedziczą skłonności migracyjne po swoich rodzicach. Odległość i kierunek lotu każdego gatunku są w dużej mierze uwarunkowane genetycznie.

Działania mające na celu ich ochronę obejmują przenoszenie ich do innych siedlisk, ale nie przyniosły one skutku, ponieważ zwierzęta te są tak dobre w nawigacji, że często po przeniesieniu wracają do swoich starych siedlisk.

Dlatego naukowcy wciąż pracują nad zrozumieniem, które dokładnie geny odpowiadają za zwyczaje migracyjne ptaków, gdyż zrozumienie tych systemów będzie miało kluczowe znaczenie dla przyszłości ochrony ptaków.

Source: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-ma-kha-nang-dac-biet-xac-dinh-phuong-huong-cua-cac-loai-chim-di-cu-20250620020130525.htm