Как голуби находят дорогу через сотни километров

Магнитный компас птиц

Земля окружена силовыми линиями магнитного поля, которые протянулись между Северным и Южным полюсами. Человек не способен чувствовать эти линии без специальных приборов, но организм птиц оснащен природными датчиками магнитного поля. Биологи называют эту способность магниторецепцией.

У птиц работают сразу два независимых механизма восприятия магнитных линий. Первый механизм расположен в сетчатке правого глаза. В зрительных клетках содержится светочувствительный белок криптохром. Когда на сетчатку падает синий спектр солнечного света, в молекулах белка возникают квантовые реакции с участием свободных радикалов. Ученые предполагают, что птица в буквальном смысле видит силовые линии в виде светлых или темных пятен, наложенных на обычную визуальную картинку окружающего мира. Это позволяет голубю оценивать угол наклона магнитных линий к поверхности планеты.

Второй механизм физически связан с микроскопическими кристаллами минерала магнетита, оксида железа. Скопления этих кристаллов биологи обнаружили в верхней части клюва птиц, а также в структурах внутреннего уха. Реагируя на силу магнитного притяжения, кристаллы механически воздействуют на нервные окончания, посылая электрические сигналы в головной мозг. Так голубь определяет напряженность магнитного поля в конкретной географической точке и понимает, насколько далеко он находится к северу или югу от родного гнезда.

Солнце и внутренние часы

В солнечные дни главным ориентиром для голубей становится дневное светило. Однако само по себе Солнце постоянно перемещается по небосводу с востока на запад со скоростью примерно 15 градусов в час. Чтобы использовать его для выбора направления, птице необходимо сопоставлять положение светила с точным временем суток.

Для таких расчетов мозг голубя использует встроенные циркадные ритмы, то есть собственные биологические часы. Птица точно знает, где именно должно находиться Солнце в десять часов утра, в полдень или в пять часов вечера. Если голубю нужно лететь строго на север, утром он будет держать светило справа от себя, в середине дня оставит его позади, а ближе к вечеру повернет так, чтобы солнце светило ему в левый бок.

Обонятельная карта местности

Итальянский зоолог Флориано Папи в семидесятых годах двадцатого века доказал, что голуби обладают острым обонянием и составляют в памяти запаховую карту окружающего мира. Находясь в голубятне, молодой голубь постоянно анализирует запахи, которые приносят ветра с разных сторон горизонта.

Ветер с севера приносит запах хвойного леса, южный ветер пахнет морской солью, а западный доносит аромат цветущих лугов или болотных трав. Мозг птицы связывает эти ароматы с направлением воздушных потоков. Оказавшись в незнакомом месте за сотни километров от дома, голубь вдыхает местный воздух, распознает преобладающие молекулы запахов и мгновенно вычисляет, в какую сторону нужно отправиться, чтобы вернуться к знакомому запаховому профилю своей голубятни.

Позже немецкий исследователь Ханс Вальрафф подтвердил эту теорию. Птицы с временно заблокированными ноздрями или перерезанными обонятельными нервами в незнакомой местности теряли способность быстро выбирать правильный азимут для старта, хотя при наличии солнца и стабильного магнитного поля сохраняли общую способность лететь по прямой.

Инфразвук и визуальные ориентиры

Птицы способны слышать звуки сверхнизкой частоты, которые находятся глубоко за пределами слуха человека. Частота этих колебаний составляет менее двадцати герц. Такие инфразвуковые волны рождаются ударами океанских волн о береговую линию, ветрами, огибающими горные хребты, штормовыми фронтами и даже движением поездов по стальным рельсам.

Низкочастотные волны практически не затухают в атмосфере и свободно распространяются на тысячи километров. Каждая географическая зона имеет свой собственный постоянный акустический рельеф. Голуби используют эту звуковую сетку как фоновую карту для глобального позиционирования.

Когда птица подлетает ближе к дому и дистанция сокращается до двадцати или тридцати километров, она включает обычное зрительное распознавание. Эксперименты с закрепленными на спинах птиц миниатюрными GPS-трекерами показали, что взрослые опытные голуби часто следуют вдоль автомобильных трасс, повторяют изгибы железнодорожных путей, сворачивают на развязках и ориентируются по кромкам лесных массивов и руслам рек.