За мигриращите птици

Прецизно изчисление на нужната енергия
Всеки физичен, технологичен и биологичен процес напълно се покорява на законите за енергията, а именно, че винаги е нужно точно определено количество от нея. Това е много важно, когато говорим за мигриращите птици. Те трябва да имат достатъчно енергия под формата на мазнини, за да осъществят прелета си. Техните тела, обаче, трябва да са възможно най-леки, затова излишното тегло трябва да се избягва. Също така е необходимо птиците да изразходват оптимално количество енергия.

Нужно е и да се определи оптималната скорост. Ако птицата лети твърде бавно, тя ще консумира излишно гориво за изтласкване с крила. Ако лети много бързо, тогава повече енергия е нужна, за да се преодолее съпротивлението на въздуха. Съществува, обаче, една оптимална скорост с минимална загуба на гориво и птиците поддържат именно нея! Как го постигат? Това е само една от загатките, които оринтолозите не могат да разрешат.

Нека вземем за пример източно-сибирската златна калугерица (Pluvialis dominica fulva). Тази птица мигрира от Аляска до Хаваите, където презимува. Тя трябва да лети без прекъсване над океана, първо защото по маршрута няма острови и второ защото не може да плува. По време на това 88-часово пътуване от 4 000 км. тя извършва 250 000 удара с крилата си без изобщо да спре. В началото средното тегло на една такава птица е 200 гр., 70 гр. от което е мазнина, служеща за гориво. Знае се, че те консумират 0,6 % от теглото си за един час полет. След не много сложни сметки лесно можем да изчислим, че в края на 88-часовия път теглото на птицата ще спадне до 117,8 гр., от което виждаме, че изразходваното количество енергия е 82,2 гр. – прилично повече от 70-те грама, с които стартира. Следователно, въпреки че лети с оптималната скорост, птицата няма да успее да достигне Хаваите, а ще загине в океана. Със 70-те грама гориво птицата би летяла 72 часа – 81 % от нужното време. Това означава, че тя ще се удави на около 800 км. от целта си. Допуснали ли сме грешка? Или по принцип птиците никога не достигат целта си?

Не. Тук на помощ идва една основна теорема, която гласи, че „входната енергия се оптимизира посредством допълнителна информация“. В нашия пример допълнителната информация за птицата е: „Недей да летиш сама, а със други птици във V-образна формация. По този начин ще спестиш 23 % от енергията си и безопасно ще достигнеш целта си“. При това след 88-те часа птицата ще пристигне с около 6,8 гр. неизразходено гориво, което не е излишно, а влиза в употреба при положение, че по пътя има насрещен вятър!

Изключително ниската консумация на гориво от 0,6 % на час е много впечатляваща, когато я сравним с човешките летателни апарати: за хеликоптер тя е 4-5 %, а за реактивен самолет – 12 %. Има и много други подобни примери сред птичия свят.

Всичко това повдига някои въпроси:
– Откъде птицата знае точното количество енергия, което й е нужно?
– Как става така, че птицата натрупва точното количество мазнина преди отлитането си?
– Откъде птицата знае разстоянието и оптималната си консумация на гориво?
– Как птиците са научили, че трябва да летят във V-формация с цел да спестят енергия?
– Откъде птицата знае маршрута, по който да мигрира?
– Как птицата се ориентира, за да достигне точно целта си?

Шедьовър на навигацията
Фин Саломонсен, датски оринтолог, пише следното: „Способността на птиците да се ориентират по време на движение е мистерия. Малко са въпросите, подбуждали толкова теории и спекулации, колкото този“. Това навигационно умение наистина е цяло чудо, тъй като от една страна птиците нямат сложни жироскопи, компаси или карти и от друга – околните условия като позицията на слънцето, посоката на ветровете, облачната покривка, ритъмът ден-нощ се променят постоянно. Когато сухоземни птици трябва да пресичат океан, дори малка промяна в курса ще доведе до тяхната гибел. Идеята, че младите птички са научени на пътя от своите родители, играе малка роля, тъй като повечето птици са единаци. Ето защо трябва да заключим, че мигриращите птици притежават вродено чувство за ориентация, което им позволява сами да се ориентират.

Това чувство за ориентация е демонстрирано от Саломонсен при опита му с два вида малки птици, които живеят в западна Гренландия и мигрират на юг през есента. Каменарчето (Oenanthe oenanthe) и снежното канарче често започват да мигрират по едно и също време, но техните пътища се разделят след като пристигнат в южна Гренландия. И двата вида птици имат специфично чувство за ориентация, с помощта на което определят различните си посоки.

Подробности за навигационната точност са получени чрез транспортирането на различни видове птици до различни места. Един ценен експеримент е направен с два вида морски лястовици (Sterna fuscata и Anous stolidus), които се размножават на остров Тортуга. Те са били пренесени в различни посоки на различни разстояния (832 и 1 368 км.) от обиталището си. Въпреки че се озовават на напълно непознато място от океана, повечето от тях се връщат вкъщи в рамките на няколко дни. По повод опитите си с опитомени гълъби Саломонсен казва: „Дори когато транспортирахме гълъбите упоени, или с постоянно въртене на клетките им с цел да загубят ориентация, те отлитаха към вкъщи безпроблемно като непокътнати. Без съмнение може да се каже, че те притежават изключителна способност за определяне на своето местоположение – те имат истинска навигационна сетивност. Не знаем нищо за същността на това сетиво, нито къде се намира органът му.“

Тези птици имат необикновени способности: те могат да се върнат вкъщи от далечно разстояние, дори при положение, че са лишени от всякаква възможност да се ориентират при транспортирането. Те имат способността, където и да са, да извлекат информация от околната среда и да определят мястото си по отношение на своя дом. Дори след като са се ориентирали в непознатите райони, възниква истинският проблем, а именно попътната навигация. Простото усещане за посоката не е достатъчно. При пресичането на океани птиците трябва да имат предвид въздушните течения, предизвикани от целогодишните ветрове. За да избегнат пилеене на енергия в заобиколки, подобни фактори трябва да се отчитат непрекъснато с точността на компютър. Тези създания за екипирани с точен „автопилот“, който очевидно е способен постоянно да следи информацията от околната среда и да я сравнява със запаметената дестинация на дома и видимата географска обстановка и така да гарантира най-бързия и икономичен маршрут.

Не се знае нито къде се намира тази жизненоважна система, нито как тя се сдобива с информация, как я запаметява и кодира. Учените я наричат просто „инстинкт“…

Превод от английското издание на книгата на проф. д-р Вернер Гит

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

5 × five =