Животные во время миграции входят в число самых впечатляющих природных явлений. Для человека тысячи монарховых бабочек, расположившихся на деревьях, или стаи гну, мчащихся по африканской равнине, представляют собой красивое и впечатляющее зрелище. Но для самих животных эти миграции являются жизненно важными для выживания их видов.
Что такое миграция?
Миграция — это крупномасштабное перемещение видов животных из одного места в другое. Миграции обычно связаны с сезонными изменениями погоды и питательными режимами, или с сезонами размножения. Некоторые миграции не подчиняются этим закономерностям. Ирруптивные миграции, кажется, не имеют определенного паттерна, а номадические виды перемещаются из места в место, когда они исчерпали пищевой запас в одном районе.
Когда каждый представитель вида мигрирует, это называется полной миграцией. Если некоторые особи вида остаются на одном месте в течение всего года, но другие мигрируют, это называется частичной миграцией. Это обычно происходит, когда ареал видов достаточно велик, и некоторые особи проживают в местности, которая всегда относительно теплая, в то время как другие живут в умеренных регионах, где зимой становится слишком холодно. Сипухи — это один из примеров животных, которые частично мигрируют.
Животные, которые живут в гористых районах, могут использовать альтитудные миграции. Вместо долгих перемещений они спускаются на более низкие высоты, когда на верхних горах выпадает зимний снег. Некоторые пятнистые сипухи делают это, в то время как другие особи этого вида, не живущие в горах, имеют другие миграционные паттерны.
Резкое изменение окружающей среды или климата может привести к миграции на более отдаленные места. Если место обитания вида становится непригодным для него, например, когда человеческая деятельность осушает болота или вырубает леса, вид будет пытаться переселиться в другую область и больше не возвращаться на прежнее место обитания.
Почему животные мигрируют?
В основе всех этих различных форм миграции лежит один инстинкт — выживание. Большинство миграций позволяют видам процветать, покидая район, где нет достаточно пищи для поддержания популяции. Они также предотвращают долгосрочное исчерпание источников пищи в одном районе. Эти периодические перемещения означают, что каждая особь имеет лучший шанс найти достаточно пищи для себя.
Хотя миграции, вызванные потребностью в пище, могут быть очень регулярными, существует множество переменных, которые могут повлиять на доступность пищи, включая погоду и уровень популяции других видов, разделяющих ту же территорию.
Из-за этой причины некоторые виды используют нерегулярные миграционные паттерны, которые постоянно меняются и адаптируются к новым условиям
Гну путешествуют по африканским равнинам в поисках воды для питья. Когда их обычные источники воды высыхают, они направляются в кусты в поисках травы и больше воды. Их миграции в сухой сезон могут быть изменены звуком грозы и видом облаков с дождем.
Миграционные паттерны также способствуют размножению, позволяя молодым рождаться в регионах с более богатыми источниками пищи или далеко от опасных хищников
Лососи чинук и другие связанные виды рождаются в реках на северо-западе США, затем отправляются в море взрослыми. В зрелом возрасте они возвращаются вверх по реке, чтобы размножиться и отложить яйца в точно том месте, где они были рождены. Молодые лососи слишком уязвимы перед хищниками в открытом океане, и возвращение к их исходному месту нереста обеспечивает удачное размножение (в конце концов, оно было достаточно хорошим для родителей, чтобы размножиться и дожить до взрослого возраста). Плотины вдоль рек, где они откладывают яйца, вызывают серьезные проблемы для лососей, и их популяция резко сократилась в результате этого.
Некоторые миграции обусловлены как потребностью в пище, так и размножением
Киты с усиками, включая серых китов, синих китов, южных китов, минк и горбатых китов, путешествуют на север летом (или на юг, если они живут на юге полушария). В холодных полярных водах они находят огромное количество своей любимой пищи — криля, крошечных похожих на креветок существ. Но у молодых китов недостаточно слоя жира, чтобы изолировать себя от холода, поэтому они возвращаются в тропические воды каждую зиму, чтобы рожать. Маршруты и расстояния миграции различаются в зависимости от вида, но многие путешествуют тысячи миль. Серые киты мигрируют более 6000 миль в одну сторону.
Сигналы миграции
Некоторые виды полагаются на фотопериод — количество дневного света в определенный день. По мере уменьшения дней света их инстинкты говорят им, что зима близка, поэтому им лучше направляться на юг. Эксперименты показали, что животные, находясь под постоянным искусственным фотопериодом, будут вести себя так, как если бы они находились в природных условиях.
Что, если животное не видит солнца, например, если оно зимует в пещере?
Некоторые животные могут реагировать на температуру. Они также могут реагировать на внутренние сигналы, такие как количество накопленного жира в их организмах. Некоторые миграционные паттерны играют аккуратную игру — когда запасы жира уменьшаются из-за уменьшения пищевых ресурсов, пришло время отправиться на плодородную зимнюю землю. Но животные нуждаются в определенном количестве жира и энергии для путешествия, поэтому они не могут слишком долго ждать. Эволюция настроила эти процессы так, что, исключая внешние вмешательства, их инстинкты работают идеально.
В отсутствие внешних стимулов многие животные всё равно знают, когда мигрировать и когда возвращаться домой. Циркадные ритмы — это внутренние календари, встроенные в нервную систему животного. Хотя мы не полностью понимаем эти ритмы, они связаны с паттернами активности мозга, которые меняются в зависимости от времени суток, фотопериода и времени года. У людей тоже есть эти ритмы, хотя мы не используем их для миграции.
Эволюция миграции
Миграционные инстинкты развивались у разных видов по разным причинам, но в большинстве случаев они являются ответом на давление популяции. Большинство миграций следует паттерну "уезжать из холодного места в теплое, а затем возвращаться летом". Так почему бы виду жить там, где слишком холодно с самого начала?
Первый лагерь предполагает, что животные изначально жили в местах, где круглый год было тепло, и им не приходилось мигрировать. С ростом популяции ресурсы стали дефицитными. В теплые месяцы северные широты были относительно гостеприимными, поэтому некоторые особи вида расширили свой ареал и начали жить в этих районах. Когда наступала зима, пища становилась дефицитной, и становилось слишком холодно, поэтому они временно переселялись на теплые широты.
Второй лагерь утверждает, что за изменение климата ответственны изменения климата. Виды, жившие на севере, могли жить там круглый год в периоды, когда климат был достаточно теплым. Однако с течением десяти тысяч лет климат постепенно менялся, и, наконец, зимы стали слишком холодными, что вынудило виды переселяться на юг каждый год.
Истинная природа миграции, вероятно, сочетание обеих теорий, и она, вероятно, различается в зависимости от вида. Однако первая теория наиболее вероятна — давление популяции является основной силой, стоящей за многими миграциями и, фактически, за большинством процессов эволюции. Изменение климата могло сыграть роль в формировании миграционных паттернов, но это была не главная сила.
Навигация животных
Нахождение пути к местам зимовки на тысячи миль удаленных местах легко для животных — им просто нужно ввести координаты в свои GPS-системы и следовать подробным инструкциям. Проблема отсутствует.
На самом деле методы, которые животные используют для навигации по своим маршрутам миграции, еще более удивительны, чем у животных, способных программировать устройство GPS. Некоторые из их методов навигации настолько странны, что мы их действительно не понимаем.
Солнце
Этот метод кажется довольно простым. Вы можете определить примерное направление движения по положению солнца. Но если учесть время суток, время года и облачность, то перед нами стоит довольно сложная система навигации. Тем не менее, скворцы и муравьи ориентируются таким образом. Некоторые птицы даже могут летать ночью, используя солнце — теории предполагают, что они берут "показания" от того места, где солнце заходит, и используют это для установления своего курса. Другие считают, что поляризация света, идущего от солнца, играет роль.
Ориентиры
Это еще одна довольно базовая система навигации. Лететь к тем горам, направляться влево, когда видишь океан, и поселиться в первом хорошо выглядящем дереве, которое ты видишь. Киты, путешествующие в Тихом океане у побережья Северо-Американского западного побережья, используют этот метод — их ориентир сложно не заметить, потому что это весь континент Северной Америки. Они держат его слева на пути на юг и справа, когда направляются на север.
Луна и звезды
Эксперименты в планетарии показали, что многие птицы ориентируются по звездам, чтобы понять, в какую сторону им мигрировать. Мы даже можем определить, от какой звезды они ориентируются (в случае с индиго — Бетельгейзе).
Запах
Как только животное попадает в общий район, запах может указать на конкретное местоположение. Запах не поможет животным переместиться из Саскачевана в Мексику, но, возможно, он помогает лососем найти их точку нереста. Запах дождя может влиять на миграции гну.
Погода
Ветровые условия часто используются как дополнительное средство навигации для птиц. Когда отсутствуют другие сигналы, такие как солнце или звезды, птицы предпочитают лететь по ветру. Когда птицы видели солнце и звезды, они летели в правильном направлении независимо от направления ветра.
Магнитное поле
Земля имеет магнитное поле, которое обычно незаметно для людей, не держащих компас. Однако некоторые виды животных обладают способностью обнаруживать магнитное поле и используют его для миграции. Летучие мыши и морские черепахи используют магнитную информацию, чтобы найти путь. Некоторые виды бактерий даже полагаются на магнитное поле для ориентации.
Мы не на 100 процентов уверены, как животные обнаруживают магнитное поле, но в мозге некоторых видов были обнаружены маленькие частицы магнитного минерала, называемого магнетитом. Эти частицы могут реагировать на магнитное поле и активировать нервы таким образом, что отправляют информацию ориентации в мозг животного.