Kaip paukščiai keliauja į svetimus kraštus?

Kaip paukščiai keliauja į svetimus kraštus?

Prie Awashima salos krantų dviejų mėnesių amžiaus dryžuotas jauniklis glaudėsi prie savo brolių ir seserų. Oras darėsi šaltesnis. Netrukus baltasparnių ir rudų sparnų šeima nuplauks daugiau nei 4000 mylių svetimu reljefu ir bevaizdžiu vandenynu, kol atvyks į Australiją. Tačiau kol kas atostogos turi palaukti.

Grupė neurologų ir ekologų iš Došišos universiteto ir Nagojos universiteto priartėjo prie urvo. Jiems kilo klausimų dėl jauniklio kelionių planų. Visų pirma, kaip ji zino kur eina?

Paukščiai naudojasi magnetiniais laukais, kad galėtų plaukti dideliais atstumais

Tai ne pirmas kartas, kai mokslininkai iš paukščių reikalauja atsakymų. 1942 m. William Keeton tėvai devintojo gimtadienio proga jam padovanojo pirmuosius namų balandžius. Jis brangino karališkąjį paukštį ir nevykdė namų ruošos bei mokyklinių darbų, kad išmokytų paukštį. Tačiau lenktynėse paukštis laimėdavo retai. Tokia gėda tokiame jauname gali paskatinti žmogų padaryti tik vieną dalyką: tapti mokslininku.

Vienas dalykas vedė prie kito, o 1965 m. Keetonas – tuometinis Kornelio universiteto biologijos profesorius – balandžiams pritvirtino magnetus. Kadangi ankstesni tyrimai parodė, kad kai kurie gyvūnai suderina savo kūnus su magnetiniais laukais, Keetonas iškėlė hipotezę, kad tai svarbu navigacijai. Jis buvo teisus. Poliarizuoti balandžiai geriausiu atveju buvo gremėzdiški navigatoriai.

Per ateinančius kelis dešimtmečius mokslininkai ištyrė kaip migruojantys paukščiai aptinka magnetinius laukus. Apskritai dauguma mokslininkų atmetė mintį, kad paukščiai po sparnais paslėpė kompasą. Tai, žinoma, būtų kvaila. Paukščių akyse ir smegenyse slėpėsi kompasas, tiksliau – magnetiškai jautrus baltymas.

Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad tai istorijos pabaiga: paukščiai naršo pagal magnetinius laukus ir turi specialų baltymą, leidžiantį aptikti magnetinius laukus. Tačiau kyla vienas klausimas: kaip paukščiai paverčia magnetinį lauką kryptis? Štai ką mokslininkai, atlikę neseniai atliktą tyrimą, tikėjosi, kad gali atsakyti dryžuotas kirptas jauniklis.

Nurodymui aptikimo nepakanka

Įsivaizduokite, kad aplankydami draugą pametėte mobilųjį telefoną. Jūsų draugas skambina jūsų telefonu. Girdite švelnų skambėjimą, bet negalite iš karto nustatyti, iš kur jis sklinda. Pasukite galvą šiek tiek į kairę, o paskui į dešinę. Sofa!

Šiuo atveju ausis iš karto aptiko skambančio telefono garso bangas. Tačiau telefono vieta nebuvo iš karto aiški. Smegenys analizavo minutinius kiekvienos gaunamos garso bangos skirtumus. Surinkęs duomenis, jis pateikė nurodymus: „Telefonas yra sofos kryptimi. Šią informaciją naudojote norėdami pereiti prie telefono. Kitaip tariant, naršyti reikia trimis žingsniais: aptikti orientyrą (garso bangas), priskirti orientyrui kryptį (atsižvelgiant į sofą) ir nuspręsti, kuria kryptimi judėti (link sofos). Būtent ta kryptis nukreipia jūsų judesys, o ne telefono garsas.

Magnetiškai jautrus baltymas leidžia paukščiams aptikti orientyrą (magnetinius laukus), tačiau turi būti nervinis mechanizmas, kuris priskiria kryptį. Mokslininkai pranešė, kad galvos krypties ląstelės aktyvuoti, kai gyvūno galva nukreipta į tam tikrą kardinalią kryptį (šiaurę, pietus, rytus, vakarus). Be to, neseniai buvo pranešta apie galvos krypties ląsteles medialinis palijus paukščių – regionas, panašus į žinduolių hipokampą arba parahipokampą, kurie abu dalyvauja nustatant kryptį.

Remdamiesi tais ankstesniais tyrimais, dryžuoto kirpimo viščiuko tardytojai iškėlė hipotezę, kad medialinis paliumas yra atsakingas už krypties priskyrimą magnetiniams laukams.

Nuo magnetų iki neurologo

Norėdami patikrinti savo hipotezę, mokslininkai turėjo stebėti vidurinio paliumo aktyvumą, kol paukščiai plaukioja. Taigi jie prie paukščių pritvirtino lengvą prietaisą, vadinamą „neurologu“. 6 gramų sveriantis prietaisas belaidžiu būdu registruoja medialinio paliumo elektrofiziologinį aktyvumą, kol laukiniai paukščiai tyrinėja.

Per pirmąją eksperimento dalį paukščių spragtelėję jaunikliai tyrinėjo nedidelį narvą, esantį 2,5 km (~ 1,5 mylios) į pietvakarius nuo jų urvelio. Mokslininkai nustatė, kad 20% medialinio palio ląstelių skleidžia greitus elektrinius signalus, kai paukščiai buvo nukreipti į šiaurę. Tačiau kai paukštis atsigręžė į kitas puses, nebuvo pastebimo veiklos modelio.

(Viršuje) Tyrėjai pritvirtino neurologo dryžuotą kirptą jauniklį ir stebėjo medialinio paliumo veiklą, kol paukščiai tyrinėjo narvą. (Apačioje) Per pirmąją eksperimento pusę narvas buvo 2,5 km (~ 1,5 mylios) į pietvakarius nuo jauniklių urvų, o per antrąją eksperimento pusę narvas buvo 1 km (~ 0,6 mylios) į šiaurę. Nepriklausomai nuo narvelio vietos, aktyvumas buvo didžiausias, kai paukščiai buvo nukreipti į šiaurę. (Kreditas: Susumu Takahashi ir kt., Mokslo pažanga. 2022 m.)

Jauniklių urvas buvo į šiaurės rytus nuo narvo, o tai reiškia, kad vidurinis paliumas gali būti aktyvus, nes paukščiai buvo atsukti į namus. Taigi, antrajai eksperimento daliai tyrėjai perkėlė viščiukus į naują narvą, kuris buvo 1 km (~ 0,6 mylios) Šiaurė jų urvų. Vėlgi, kai paukštis nukreipė į šiaurę, vidurinis paliumas suvirpėjo.

Visi kartu, magnetiškai jautrūs baltymai aptinka magnetines bangas, medialinis paliumas priskiria šioms magnetinėms bangoms kryptį, o paukštis pagal šias kryptis nuspręs, kur eiti. Žinoma, tai išryškina naują išliekantį klausimą: „Kaip paukštis naudoja šias nuorodas, kad nuspręstų, kur eiti? Tam reikės tolesnių apklausų.

Leave a Comment

Your email address will not be published.