Первооткрыватель птичьей навигации
В 1942 году американскому зоологу Уильяму Китону было 9 лет. На день рождения родители подарили ему несколько почтовых голубей. Он пытался тренировать птиц, чтобы они научились летать по специальным маршрутам. Однако у него редко получалось достичь успеха. Это побудило его заняться наукой. В 1965 году Китон уже был профессором биологии в Корнелльском университете в Нью-Йорке, однако страсть к птицам не покидала его. Уже существовали научные работы, в которых предполагалось, что магнитное поле Земли может влиять на животных. Китон выдвинул гипотезу, что оно играет роль в их ориентировании на местности. Чтобы проверить это, он нацеплял на голубей обычные магниты и отпускал в полет. У птиц сразу же нарушалась навигация.
Компас в голове и глазах
В следующие десятилетия исследователи пытались понять, как именно перелетные птицы распознают магнитные поля. Доктор Питер Роджерс, инженер-биомедик из Алабамского политехнического института, подчеркивает: «В основном большая часть ученых отвергла идею, что у птиц под крыльями был спрятан компас. Это, разумеется, было бы нелепо». На самом деле функцию ориентировочного прибора выполнял чувствительный к магнитному полю белок, который спрятан у птиц в мозгу и в глазах. Может показаться, что на этой находке исследования закончились. Однако оставался главный вопрос: как пернатые переводят белок в направление? Именно это выяснили японские ученые, проанализировав поведение малых буревестников.
Три этапа навигации
Представьте, что вы потеряли смартфон в гостях у друга и просите его позвонить вам. Вы слышите мелодию вашего рингтона, но пока не можете распознать, где находится телефон. Вы поворачиваете голову направо, затем налево. Диван! В этой ситуации ухо сразу же распознало звуковые волны. А потом мозг собрал данные, проанализировал поступающие сигналы и на основании этого выдал результат: смартфон находится где-то в районе дивана. Доктор Питер Рождерс объясняет эту аналогию: «Таким образом в навигации есть три этапа: распознать ориентир (звуковые волны), разработать маршрут к нему (куда-то в направлении дивана) и начать двигаться (к дивану)».
Мозг как навигатор
Специальный белок позволяет птицам распознать ориентир через магнитные поля. Маршрут же вырабатывает отдельная часть мозга. Японские исследователи предположили, что это медиальный паллий. Он похож на гиппокамп у млекопитающих, который таким же образом отвечает за направление. Для проверки гипотезы ученые прикрепили малым буревестникам шестиграммовые механизмы, которые отслеживали функционирование паллия в полете. Выяснилось, что клетки в нем активизировались, когда птицы поворачивались на север.
Будущие разработки
Исследователи доказали гипотезу. Как только специальный белок в мозгах и глазах птиц фиксирует магнитные волны, медиальный паллий разрабатывает маршрут движения по ним. Пернатые используют его для того, чтобы ориентироваться в пространстве. В будущих научных работах ученые планируют определить, как именно птицы руководствуются этими данными.