Burung perjalanan, yang jarak migrasinya benar-benar bersifat planet, harus bergantung pada bidang orientasi global, kerana sifat fizikal asas dunia dan ruang sekitarnya. Terutama banyak harapan untuk memahami mekanisme orientasi burung bermigrasi menimbulkan medan geomagnetik di kalangan ahli burung, kehadiran yang membezakan Bumi dari semua planet terdekat dari sistem suria.
Mekanisme penghijrahan burung
Dengan tahap konvensional tertentu, Bumi dapat dibayangkan sebagai bola magnet raksasa. Pada setiap titik di permukaan dunia ada medan magnet, arahnya mudah didirikan menggunakan jarum kompas, yang selalu menghadap ke kutub magnet. Ingatlah bahawa kutub magnet planet terletak agak jauh dari kutub geografi yang dilukis pada peta atau dunia yang melintasi paksi putaran Bumi.
Anak panah kompas konvensional bergerak hanya ke kiri dan kanan, oleh itu, ia menunjukkan arah hanya komponen mendatar medan, yang diarahkan sepanjang meridian magnet ke kutub magnet Bumi. Tetapi kekuatan daya tarikan daratan bertindak bukan hanya di satah mendatar, tetapi juga ke arah pusat planet, iaitu medan magnet juga mempunyai komponen graviti menegak atau, seperti yang mereka katakan. Sekiranya jarum kompas dapat bergerak ke semua arah, termasuk ke atas dan ke bawah, maka kedudukannya akan berubah dengan ketara ketika bergerak dari khatulistiwa ke kutub.
Di khatulistiwa, ia akan terletak betul-betul selari dengan permukaan Bumi, iaitu, secara mendatar, menunjuk dengan hujungnya yang bermagnet di utara. Ketika bergerak menjauh dari khatulistiwa, penyimpangannya dari arah mendatar akan menjadi lebih ketara dan akhirnya di kutub utara anak panah akan berpusing ke pusat planet, iaitu, ia akan naik secara menegak. Di kutub magnet selatan, anak panah juga akan menempati posisi menegak, tetapi ujung "utara" yang dimagnetkan akan menghadap ke atas dengan tegas. Oleh itu, kompas yang mempunyai alat semacam itu dapat digunakan tidak hanya untuk menunjukkan arah ke utara, tetapi juga untuk menentukan kedudukannya di meridian, yaitu, sebagai penunjuk garis lintang.
Hipotesis orientasi magnetik burung yang berhijrah
Bolehkah burung menggunakan magnet darat dengan cara yang sama seperti kita menggunakan kompas konvensional, anak panahnya, yang mematuhi komponen mendatar medan magnet, selalu menghadap ke utara? Adakah burung dapat merasakan dan menghargai komponen ini? Hipotesis orientasi magnetik burung migrasi dinyatakan oleh ahli akademi Akademi St. Petersburg A. Middendorf lebih dari seratus tahun yang lalu, namun, kemungkinan nyata untuk pengesahan eksperimennya muncul pada para saintis hanya dalam beberapa tahun terakhir.
Kaedah mengkaji penghijrahan burung
Ternyata burung merpati dengan spiral yang terbuat dari dawai logam nipis di kepala mereka dengan arus elektrik mengalir melaluinya dari bateri mini dalam percubaan cuaca mendung tidak pulang dengan baik. Dalam cuaca cerah, mereka menggunakan kompas suria yang sudah biasa dan dengan yakin menuju ke merpati, sama sekali tidak sedih kerana arah medan magnet yang mengelilingi kepala mereka tidak ada persamaan dengan arah magnet darat.
Dalam cuaca mendung, burung merpati dengan spiral di kepala mereka melakukan kesalahan besar ketika merancang jalan dan terbang jauh, sementara burung merpati tanpa lingkaran tidak mengalami kesulitan yang nyata. Sehingga kini, terdapat lebih banyak bukti mengenai kemampuan burung menggunakan kompas magnet. Jauh lagi keraguan disebabkan oleh kemampuan burung untuk menggunakan komponen graviti medan magnet untuk menentukan lokasi mereka.
Putaran bumi dan penghijrahan burung
Pada satu masa, bahkan disarankan burung mempunyai kaedah navigasi berdasarkan penggunaan kekuatan Coriolis. Kekuatan ini timbul kerana putaran dunia; mereka meningkat ke arah dari tiang ke khatulistiwa sesuai dengan peningkatan kelajuan putaran titik yang terletak di permukaan sfera bumi. Manifestasi global kekuatan Coriolis pada skala planet adalah pencucian tebing sungai yang mengalir ke arah meridional, dan memutar pusaran atmosfera raksasa. Penggunaan kekuatan ini didasarkan pada reka bentuk gyrocompass - sebuah peranti yang, di mana-mana kedudukan kapal terbang atau kapal laut, secara spontan dipasang di sepanjang meridian geografi. Kekuatan coriolis sesuai untuk menentukan garis lintang geografi dalam satu hemisfera.
Sekiranya kita menambahkan satu lagi penunjuk tempat, sebagai contoh, salah satu komponen medan magnet Bumi, maka kita dapat memperoleh sistem yang diinginkan dari dua koordinat (kerana ketidakcocokan antara paksi magnet dan putaran), yang memungkinkan kita membuat peta graviti magnet. Namun, perhitungan menunjukkan bahawa agar dapat dilihat oleh burung, kekuatan Coriolis masih terlalu kecil dan, khususnya, tumpang tindih dan menutupi keputihan yang mempengaruhi burung dalam penerbangan (semasa lepas landas, semasa percepatan atau perlambatan, dan memang ketika sebarang perubahan kelajuan atau kedudukan penerbangan di angkasa).
Pelayaran burung
Perbezaan antara orientasi kompas dan navigasi
Melangkah ke tujuan merangkumi dua komponen. Pertama, orientasi kompas - kemampuan untuk mengekalkan kursus yang dipilih untuk waktu yang lama, dan kedua, navigasi - kemampuan untuk merancang kursus antara dua titik berdasarkan perbandingan koordinatnya, iaitu pada peta yang tersimpan dalam memori.
Perbezaan antara orientasi kompas dan navigasi sederhana digambarkan oleh pengalaman mengangkut jalak. Beberapa ribu burung ditangkap dan dibunyikan, diangkut dari Belanda ke Switzerland dan dibebaskan. Burung muda, yang melakukan migrasi pertama dalam hidup mereka, pergi dari Switzerland ke barat daya. Mereka berjaya memilih arah yang tepat, tetapi pada akhirnya mereka menyimpang dari jalan dan terlihat di selatan tempat yang mereka tuju, dan karenanya mereka tidak punya pilihan selain musim sejuk di Sepanyol dan wilayah selatan Perancis.
Menurut kompas, anak-anak muda berorientasi dengan betul, tetapi anak jantan tidak mampu membetulkan pergeseran tertentu dari laluan biasa mereka. Dan anak jantan dewasa, yang sudah mempunyai pengalaman migrasi, menunjukkan bahawa mereka mempunyai navigasi penembak tepat yang sangat baik. Mereka dapat menavigasi dan segera mengatur jalan baru ke arah utara-barat dan barat dan akibatnya mereka dengan mudah mencapai musim sejuk yang biasa mereka lakukan.
Perbezaan antara orientasi spatial burung dewasa dan muda
Apakah perbezaan antara orientasi spatial burung dewasa dan muda? Kemungkinan besar, pergerakan musim sejuk pada haiwan muda, mengatasi jalan untuk pertama kalinya dalam hidup mereka, diselaraskan terutamanya oleh program tingkah laku naluri. Dengan kata lain, anak muda muda memiliki kemampuan bawaan untuk terbang ke arah musim sejuk dan dengan tepat membayangkan jarak yang perlu dilalui untuk mencapainya.
Perkara lain adalah burung dewasa yang telah mengunjungi pangsapuri musim sejuk dan menerima maklumat tertentu di sana. Mana satu soalan yang paling sukar dan penting, jawapan yang tepat belum ada. Ini boleh menjadi maklumat astronomi atau geofizik, yang memungkinkan untuk memberikan ciri unik dari mana-mana titik di permukaan dunia. Oleh itu, burung dewasa kemungkinan besar dapat membandingkan maklumat musim sejuk yang disimpan dengan maklumat terkini mengenai lokasinya.Selanjutnya adalah masalah teknologi dan tugas mudah bagi mana-mana subjek yang mengetahui kemahiran orientasi menggunakan kompas.
Keupayaan merpati mencari jalan ke rumah
Kemampuan merpati yang luar biasa untuk mencari jalan ke rumah telah diketahui sejak zaman berzaman. Tentera Parsi kuno, Asiria, Mesir dan Phoenician menghantar pesanan dari kempen dengan merpati. Semasa kedua perang dunia, pos merpati memberikan perkhidmatan sedemikian sehingga monumen-monumen didirikan untuk menghormati pembawa surat berbulu di Brussels dan kota Lyon di Perancis. Pada pertandingan, burung merpati diangkut sejauh 150-1000 kilometer dan dilepaskan. Masa pengembalian burung ke burung merpati direkodkan menggunakan alat khas. Merpati yang terlatih terbang ke rumah dengan kelajuan rata-rata 80 kilometer sejam, yang terbaik dari mereka mampu mengatasi 1000 kilometer sehari.
Tugu ketiga untuk merpati belum dibangun, tetapi mereka telah lama layak kerana sumbangannya yang luar biasa untuk mengkaji cara-cara orientasi burung. Ternyata, misalnya, burung merpati dapat kembali dari jauh ke merpati walaupun terdapat "rabun dekat" terkuat. Burung "Myopic" dibuat selama eksperimen, meletakkan lensa kontak matte di mata mereka, yang memungkinkan untuk membedakan hanya kontur objek terdekat. Dengan lensa seperti itu, merpati dilepaskan 130 km dari merpati. Burung separuh buta melambung ke atas dan bergegas pulang di ketinggian tinggi, tidak melihat apa-apa di sekitarnya kecuali kabut kelabu yang tidak dapat ditembusi. Hampir semua orang berjaya sampai ke tempat itu dengan selamat, walaupun "rabun" tidak membenarkan mencari burung merpati itu sendiri. Merpati turun dalam radius 200 meter darinya dan dengan sabar diharapkan dapat menghilangkan lensa yang menjengkelkan.
Kompas burung
Apabila kursus diketahui, anda boleh mengikutinya untuk jangka masa panjang hanya dengan bantuan kompas. Bergantung pada keadaan, burung dengan yakin menggunakan "kompas" sekurang-kurangnya tiga jenis yang berbeza. Pada waktu siang, burung dengan ketepatan yang hebat menentukan kedudukan titik kardinal di bawah sinar matahari. Perkara ini tidak dapat dihalang oleh awan yang masih kecil selagi masih memungkinkan anda merasakan kedudukan bintang di langit. Pada waktu malam, "kompas" bintang menggantikan matahari, dan dalam seni menanganinya, banyak burung yang melakukan migrasi malam juga mencapai kejayaan besar. Apabila cuaca memburuk sepenuhnya dan langit ditutup dengan awan sepanjang waktu, sebuah "kompas" magnetik datang untuk menyelamatkan pelancong berbulu, yang juga mereka kuasai dengan terampil.
Oleh itu, untuk persoalan apa yang digunakan oleh pelancong berbulu "kompas", para saintis mempunyai jawapan yang hampir menyeluruh. Situasinya lebih buruk sejauh ini dengan pemahaman tentang apa "peta navigasi" burung dan kaedah apa yang mereka gunakan untuk menandakan lokasi mereka di atasnya. Ingatlah bahawa pelaut telah belajar melakukan ini secara nyata hanya dengan adanya alat pengukur yang tepat.
Pertama sekali, kronometer - jam tangan dengan kemajuan yang sangat tepat, yang membolehkan anda mengesan ketinggian bintang di atas cakrawala dan azimut mereka pada jam yang ditentukan dengan ketat semasa pelayaran selama berbulan-bulan - iaitu, lokasi mereka berkaitan dengan arah utara. Kedudukan pencahayaan ditentukan dengan bantuan sextant - instrumen yang agak rumit, tanpanya selama tiga abad terakhir tidak ada satu pun kapal jarak jauh yang meninggalkan pelabuhan. Untuk "mendapatkan tempat" kapal, perlu melakukan sekurang-kurangnya dua ukuran ketinggian atau azimut bintang - dalam kombinasi apa pun.
Setelah memperoleh nombor yang diperlukan dengan bantuan jadual navigasi, membebaskan sebahagian navigator dari pengiraan yang rumit, dia dapat menentukan garis bujur dan garis lintang geografi, dengan mana kapal berada pada saat pengukuran, dengan ketepatan beberapa batu. Kaedah navigasi yang lebih tepat, tetapi jauh lebih mahal, menunjukkan kedudukan kapal atau pesawat dengan ketepatan puluhan meter, menjadi mungkin hanya dengan kedatangan kenderaan angkasa.
Kompas suria dan bintang
Oleh itu, sesuai dengan kedudukan Matahari atau bintang di langit, seseorang tidak hanya dapat mempertahankan jalannya menggunakan pencahayaan sebagai pengganti kompas, tetapi juga dapat menentukan kedudukan seseorang di permukaan planet menggunakan pencahayaan sebagai petunjuk tempat. Pada masa ini, sudah terbukti bahwa burung memiliki kemampuan bawaan untuk menggunakan "kompas" suria dan berbintang, kerana adanya "jam dalaman" yang tepat, memungkinkan Anda memilih arah yang tepat untuk posisi bintang mana pun pada siang hari.
Bolehkah burung menggunakan matahari dan bintang untuk menentukan lokasi?
Sekiranya evolusi sistem navigasi burung mengikuti jalan yang sama dengan perkembangan urusan navigasi, maka burung harus mencari pengganti untuk kronometer, sextant, kalendar dan, lebih-lebih lagi, menguasai jumlah pengetahuan dalam astronomi sekurang-kurangnya dalam jumlah program sekolah menengah. Kemudian, setelah mendapati dirinya berada di kawasan yang tidak dikenali, merpati pembawa yang sama dapat menentukan kedudukannya dalam kaitannya dengan rumah, menilai perbezaan antara ketinggian matahari dan azimut bintang di tempat baru dan ketinggian dan azimut yang tersimpan pada bintang yang sama pada hari yang sama dan kemudian masa yang sama di atas burung merpati asli.
Cara termudah adalah dengan menunggu di tempat baru untuk permulaan waktu tengah hari tempatan - saat puncak puncak pusat Matahari. Maka dua perkara harus dilakukan. Pertama, lihat jam yang berjalan pada waktu "rumah", dan tentukan perbezaannya pada waktu tengah hari. Sekiranya Matahari pergi ke puncak sebelum jam 12.00, maka rumah itu tetap berada di sebelah barat, jika kemudian - di timur. Kedua, anda perlu melihat Matahari dan menilai ketinggiannya di atas kaki langit. Sekiranya Matahari pada waktu tengah hari lebih tinggi daripada di rumah, maka nasib membawa anda ke selatan, jika lebih rendah - ke selatan ke utara (tentu saja di Belahan Selatan), sebaliknya.
Pada pandangan pertama, semuanya mudah, tetapi hakikatnya kesukaran tidak dapat dijelaskan. Untuk menggunakan kaedah ini, walaupun dalam pengubahsuaian termudah, anda memerlukan sejumlah besar memori dan ketepatan pengukuran tertinggi. Otak burung tidak mempunyai sumber memori seperti itu. Selain itu, pengukuran untuk tujuan navigasi terlalu kompleks sehingga tidak dapat dibuat "dengan mata".
Sebagai contoh, di garis lintang bandar Simferopol, untuk setiap 100 kilometer perjalanan, ketinggian Matahari berubah hanya 1 °, waktu matahari terbit dan terbenam - kurang dari 5 minit, azim Matahari - kurang dari 1.5 °. Menggunakan orientasi astronomi lebih mudah pada jarak jauh - kerana ia semakin berkurang, keperluan untuk ketepatan pengukuran semakin meningkat.
Ahli ornitologi telah bekerja keras untuk mencari persamaan dalam kaedah menavigasi burung dan manusia. Tetapi semua kajian ke arah ini belum berjaya. Kemungkinan besar, burung menentukan lokasi mereka di permukaan Bumi dan melukis "peta" mereka dengan cara lain. Yang mana - ini masih boleh dilihat pada masa akan datang. Ini adalah bagaimana pakar terkenal dalam bidang migrasi burung melihat profesor St. Petersburg V.R. Dolnik: "Kita harus mengakui," tulisnya, "bahawa sistem navigasi membawa burung ke titik - dalam arti kata yang paling harfiah, di mana mereka pernah menerima (atau dari mana mereka terus menerima) beberapa maklumat.
Jelas, had ketepatan sistem yang diketahui oleh kami yang menyediakan navigasi astronomi, geomagnetik atau graviti pada burung adalah 2-3 pesanan dengan ukuran yang tidak mencukupi untuk navigasi ke satu titik. Ini sekali lagi (seperti dalam kajian merpati homing) menimbulkan persoalan tentang beberapa faktor yang tidak diketahui yang memungkinkan kita bermaksud navigasi mutlak, atau faktor yang diketahui, tetapi cara yang tidak diketahui menggunakannya untuk navigasi. "