Одна из причин, по которой перелетные птицы теряются, — это не от мира сего | Наука

В первую неделю сентября 1958 года внимательные наблюдатели заметили на Британских островах сотни редких птиц. Согласно отчет в это время они видели мелодичных славок, древесных коньков и, что самое удивительное, «замечательный наплыв» краснозобых мухоловок. Очень немногие из этих мухоловок обычно ежегодно посещают Соединенное Королевство, направляясь из Центральной Европы к местам зимовки в Южной Азии. Тех, кто все-таки оказывается в Великобритании, называют «бродягами», поскольку они находятся далеко за пределами ожидаемого диапазона.

Появление краснозобых мухоловок, не говоря уже о по меньшей мере 30 из них, настолько далеко от миграционного пути, что осень озадачило в то время орнитологов и орнитологов. Анализ погодных карт недавних штормов мало что дал для объяснения этого явления. Кеннет Уильямсон, сотрудник по исследованиям миграции Британского фонда орнитологии, написал, что это явление чрезвычайно трудно понять, учитывая, что погода была «почти идеальной для ориентации».

Теперь, 65 лет спустя, новые исследования в области навигации птиц дают ученым еще одну догадку о том, что могло произойти. Они обнаружили, что погода на Земле — не единственное, что может заставить птиц отклониться от курса: космическая погода, похоже, влияет на внутренний GPS птиц. Всплески солнечной энергии в виде солнечных пятен, солнечных вспышек и корональных выбросов массы становится все более частым и может повлиять на то, как птицы ориентируются.

«Существует сигнал из очень разных источников данных, очень разных методов, что позволяет предположить, что эти внеземные явления оказывают воздействие в реальном времени на организмы, которые могут их чувствовать», — говорит Эрик Галсон-Кастильо, аспирант Мичиганского университета, который руководил исследованием. влияние космических возмущений на миграцию птиц. «Мы сами не можем их непосредственно ощущать, но птицы могут».

«Космическая погода» и «Земная погода» описывают естественные и зачастую непредсказуемые явления, но на этом сходство заканчивается. В то время как «погода на Земле» может представлять собой ряд явлений, связанных с водой, ветром, землей и солнцем, «космическая погода» просто относится к изменениям в потоке энергии от Солнца, объясняет Гулсон-Кастильо.

Эти взрывы магнитной солнечной энергии разрушают геомагнитное поле Земли, которое люди могут чувствовать только как помехи нашему организму. технологические системы. Солнечные бури и другие космические погодные явления вызывают разряды статического электричества, которые могут вывести из строя спутники, питающие GPS, и вывести из строя линии электропередачи. Например, в 1989 г. геомагнитная буря привело к девятичасовому отключению электроэнергии в Квебеке.

Наше земное магнитное поле формируется, когда тепловая энергия расплавленного железа во внешнем ядре Земли преобразуется в электрическую и магнитную энергию. Этот постоянно меняющийся, текучий процесс приводит к слегка переменному магнитному полю и иногда приводит к странному результату: каждые 300 000 лет или около того магнитные полюса Земли меняются местами — Северный полюс становится Южным полюсом и наоборот. Когда космическая погода входит в это уравнение, она временно выводит из строя магнитное поле Земли.

Несмотря на то, что у людей нет магниторецепции или способности чувствовать магнитные поля, много животные делать, включая китов, черепах, рыб и птиц. Учёным известно о десятилетия что птицы используют магнитные поля, чтобы ориентироваться, но исследователи не поняли, что происходит, когда эти поля неожиданно нарушаются. Используя большие наборы данных, два исследования, опубликованные ранее в этом году — одно в Научные отчетыа другой в Труды Национальной академии наук— нарисуйте более четкую картину того, как птицы реагируют на геомагнитные возмущения.

Гульсон-Кастильо, ведущий автор последнего Исследование объединило радиолокационные данные с 1995 по 2018 год с геомагнитными измерениями за тот же период времени. Лучи радаров, которые используются для определения погоды, также отражаются от перелетных птиц, когда они путешествуют большими стаями в ночное время. Анализируя снимки с интервалом примерно в полчаса, исследователи могут отделить движения птиц от других сигналов. Одновременно обсерватории по всей Северной Америке измеряют магнитное поле Земли, фиксируя любые геомагнитные возмущения, вызванные космической погодой. Объединение этих двух источников данных позволило Гулсону-Кастильо и его соавторам измерить влияние временных возмущений, вызванных космической погодой, на птиц, мигрирующих каждую ночь.

Исследователи обнаружили значительное снижение численности миграций птиц — около 10 процентов — во время сильных геомагнитных возмущений. Они посчитали, что это открытие означает, что птицы все больше не решаются мигрировать, когда магнитное поле Земли значительно изменилось из-за космической погоды. Кроме того, осенью птицы, решившие мигрировать, вели себя странно: они больше, чем обычно, предпочитали не бороться с ветром, а вместо этого дрейфовали туда, куда он их толкал. Поскольку в противном случае большая часть птиц летела бы против ветра, исследователи предположили, что подчинение ветру может сбить этих птиц с курса, что в конечном итоге приведет к тому, что они станут бродягами и окажутся далеко за пределами ожидаемого ареала.

В другом исследовании, в Научные отчетыЭколог Морган Тингли из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе связал бродяжничество птиц с геомагнитными возмущениями и солнечной активностью. В течение 60 лет ученые из Лаборатория кольцевания птиц поймал и окольцевал два миллиона птиц в США и Канаде, зафиксировав их виды и местонахождение. Используя эти записи, Тингли рассчитал индекс бродяжничества для каждого отлова, сопоставив документально подтвержденное местоположение птицы с ожидаемым ареалом ее вида в этом сезоне. Он взял количество солнечных пятен и ежедневные измерения геомагнитных возмущений и усреднил каждое из них за три недели до поимки птицы, чтобы учесть период задержки между тем, как птица отклонилась от курса и была поймана.

Тингли обнаружил, что во время осенних миграций геомагнитные возмущения были тесно связаны с бродяжничеством. Вооружившись этой корреляцией, Бенджамин Тонелли — первый автор исследования и аспирант Тингли — сосредоточил внимание на необычных птицах, обитающих в Великобритании.

«Бен вернулся и действительно посмотрел на геомагнитную историю, предшествовавшую сентябрю 1958 года, и обнаружил, что, как будто перед этим событием произошел массивный, массивный всплеск геомагнетизма, который был бы особенно сильным в этой области и вполне мог привести к бродяжничеству все эти птицы», — говорит Тингли.

В обоих исследованиях разрушительное воздействие измененного геомагнетизма было наиболее сильным во время осенней миграции. Осенью, а не весной, больше птиц переносилось ветром, а геомагнитные возмущения были связаны с бродяжничеством. Сезонность этих эффектов может быть не совпадением, говорит Гульсон-Кастильо, а, скорее, отражением более молодого и менее сообразительного мигрирующего населения осенью. Молодые птицы, вылупившиеся весной, тогда отправятся в свои первые миграционные путешествия, и их внутреннее чувство направления может быть не таким точным, как у более старых птиц, которые летали по этому маршруту раньше. Тем не менее, у ученых нет четкой причины, почему эти молодые птицы оставляют больше времени на ветру, или как небольшие ошибки могут усугубиться и привести к бродячей птице.

Эти два исследования поднимают вопросы о навигационных решениях, которые принимают птицы, говорит биофизик Торстен Ритц из Калифорнийского университета в Ирвайне, который не участвовал ни в одном из исследований.

«Если бы вы могли сесть и опросить птиц: «Как вы принимаете решение?», — тогда вы бы это узнали», — говорит он. «Это очень сложные исследования, поэтому мы, возможно, какое-то время не будем знать, почему птицы делают это таким образом — мы можем просто видеть, как они это делают».

Оба исследования предлагают доказательства, которые противоречат выводам контролируемых лабораторных экспериментов. В некоторых из этих предыдущих исследований исследователи пришли к выводу, что магнитные возмущения, в 1000 раз более сильные, чем естественные геомагнитные, не влияют на внутреннюю ориентацию птиц.

«Интересно видеть, что если вы теперь посмотрите на крупномасштабное поведение, то окажется, что поля такой величины действительно имеют значение, и, возможно, они беспокоят птиц», — говорит Ритц.

Но на вопрос о том, как именно ориентируются птицы, ответить сложно, поскольку он предполагает представление себя с сенсорными способностями другого организма. И природа реальности других животных на каком-то уровне останется для нас загадкой, говорит Ритц.

«В конечном счете, мы действительно не знаем, каково это — быть птицей».

Рекомендуемые видео