Как птицы чувствуют магнитное поле

Во время миграций тростниковые камышевки выбирают направление полета с помощью клюва.

Известно, что многие животные могут ориентироваться по магнитному полю Земли, однако до сих пор не вполне понятно, как именно они его чувствуют. Даже у птиц, у которых магнитную чувствительность изучают дольше, чем у других, магнитосенсорный орган с переменным успехом ищут до сих пор.

Считается, что в таком органе, чем бы он ни оказался, должно быть много железа, и поначалу многие думали, что у пернатых компас находится в клюве – потому что железа в клюве у них как раз много. Но потом оказалось, что если перерезать тройничный нерв, который связывает клюв с мозгом, то птицы все равно будут ощущать магнитное поле. Еще позже появились другие гипотезы насчет птичьего компаса – так, на его роль в 2013 году предложили волосковые клетки внутреннего уха, которые содержали железные микрошарики.

Однако в том же 2013 году в PLoS ONE появилась совместная работа исследователей из Зоологического института РАН и Университета Ольденбурга, которые своими экспериментами отчасти реабилитировали гипотезу «магнитного клюва». Подробно об этом и вообще о магнитном чувстве животных и людей мы рассказывали в девятом номере «Науки и жизни» за 2016 год; сейчас скажем лишь, что у магнитного поля есть разные характеристики, и поэтому можно представить, что тот или иной орган может чувствовать лишь некоторые из них.

Так вот, сотрудники из Зоологического института РАН (Санкт-Петербург) вместе с коллегами из Университета Ольденбурга показали, что клюв и тройничный нерв нужны пернатым для понимания магнитной карты местности. Если нерв перерезать, то у птиц исчезает именно представление о магнитном ландшафте; однако чувство магнитного севера и магнитного юга у них остается – для этого, вероятно, есть рецепторы в какой-то другой части тела.

Исследователи продолжили эксперименты с тройничным нервом птиц: для нескольких десятков камышевок с помощью специальных приборов изменили окружающее магнитное поле, и хотя на деле птицы находились в поселке Рыбачий на Куршской косе Калининградской области, по магнитному полю получалось, что они сидят на 1000 километров восточнее, в Звенигороде Московской области. Остальные ориентиры, которые птицы могли бы использовать для ориентации на местности (солнце, звезды, ландшафт, запахи и так далее), никак не менялись.

Камышевки – перелетные птицы, они гнездятся в Прибалтике, а на зимовку улетают в Западную Африку. Эксперимент ставили весной, так что камышевки стремились попасть именно в прибалтийский регион. Среди них были те, у которых рассекли глазничную ветвь тройничного нерва, и были те, у которых нерв был в порядке. Оказалось, что те, чей нерв повредили, магнитное смещение никак не заметили – он по-прежнему стремились двигаться на северо-восток. А вот обычные птицы стали себя вести так, будто действительно переместились в Подмосковье, и начали стремиться на северо-запад. По словам профессора СПбГУ Никиты Чернецова, новые данные «...доказывают, что информация, которая передается по глазничной ветви тройничного нерва и которая необходима для того, чтобы птица понимала, где она находится, имеет магнитную природу». Есть нерв, есть функция, сам рецептор пока не найден – осталось его найти. Подробно результаты исследований опубликованы в Scientific Reports.

Подобные исследования помогают изучать пути и способы миграции различных животных, а значит, помогают защищать их на всем ареале обитания – ведь виды, живущие в нескольких регионах сразу, часто оказываются особенно уязвимыми. К тому же, если ученым удастся детально изучить птичий «магнитный компас», возможно, в будущем эту систему получится воспроизвести и получить магнитный навигатор, не требующий связи со спутниками.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.

По материалам пресс-службы СПбГУ