Часть III. Применение телеметрии для прослеживания животных при экологических исследованиях и изучении механизма ориентации

Проблема дистанционного слежения при изучении ориентации птиц (К. Шмидт-Кёниг)

За последние 20-30 лет накопилось много фактов, свидетельствующих о превосходной ориентации птиц. Одна часть собранных данных относится к мигрирующим птицам, другая - к проблеме возвращения домой голубей. Известно, что голуби - наиболее удобная птица для проведения таких наблюдений.

Большинство исследований проводилось следующим методом: 1) отобранных для опыта голубей транспортировали в незнакомую для них открытую местность, где их выпускали поодиночке; 2) составляли диаграмму направлений вылета, на которой отмечали азимуты и направления полета на расстоянии около 2 км от места выпуска (предел видимости птицы в полевой бинокль); 3) по времени, в течение которого каждая птица находилась в полете, определяли скорость ее возвращения домой (в км/час); 4) оценивали направление полета, время и пройденное расстояние для обнаруженных птиц, не вернувшихся домой.

Область применимости такого метода ограничена. Более того, он не дает ответа на основной неясный вопрос, касающийся механизма навигации у птиц, так как полет голубей с момента исчезновения их из поля зрения и до прибытия на голубятню или на место обнаружения не контролируется, а часть голубей вообще бесследно пропадает.

Изложить все собранные данные вводном сообщении очень трудно, и я коснусь лишь нескольких характерных примеров, которые продемонстрируют применяемые в настоящее время методы и ясно покажут необходимость использования телеметрической аппаратуры.

Состояние изучаемого вопроса в настоящее время

В последние годы Густав Крамер и его сотрудники, в том числе и автор настоящего доклада, пытались доказать, что направление полета птицы в момент ее исчезновения из поля зрения определяет ее ориентацию по отношению к дому. Д-р Гриффин [1] сомневался в правильности такого утверждения ввиду того, что разница между направлением вылета голубей и направлением на голубятню бывает весьма значительной.

Г. Крамер и его группа подтверждали свою точку зрения результатами опытов по так называемому методу освобождения в двух направлениях, который заключается в том, что птиц из двух отдаленных голубятен выпускают на местности, расположенной между этими голубятнями. Серия таких опытов проводилась в Гиссене с голубями из городов Оснабрюк, Вильгельмсхафен, Хоэнкирхен и Фрейбург [2, 3]. В другом опыте нетренированные голуби из Вильгельмсхафена и Оснабрюка выпускались в Альхорне, расположенном между этими городами [4]. При рассмотрении фиг. 1 видно, что птицы из разных голубятен, выпущенные в Гиссене, летели по явно разным направлениям, примерно совпадающим с направлением на дом для каждой группы, но с отклонением у обеих групп влево. Несмотря на начальные отклонения, значительное число голубей вернулось домой. Диаграммы направлений вылета и расстояния до голубятен были примерно одинаковы для птиц, летевших на юг и на север. Однако среди птиц, летевших на юг, был большой процент невернувшихся, а голуби, летевшие на север, определенно корректировали где-то свое первоначальное "неверное" направление. Возможно, что основные процессы ориентировки выполнялись голубями в пути, что подтверждается направлениями, в которых обнаруживали невернувшихся птиц [2, 3]. Диаграмма направлений вылета не дает ответа на этот вопрос.

Фиг. 1. Результаты опытов Крамера, проведенных в городах Гиссене (Г) и Альхорне (А) [2-4]. Черные точки изображают направления полета птиц, взятых из южных голубятен, в момент их исчезновения из поля зрения, белые - то же для птиц из северных голубятен. В действительности направление на город Оснабрюк на 5° левее направления на Вильгельмсхафен и Хоэнкирхен. Числители в дробях указывают число вернувшихся голубей, знаменатели - число голубей, не вернувшихся домой

Опыт, проведенный в Альхорне, показал, что направления вылета птиц из северных голубятен распределялись почти случайным образом, тогда как большинство птиц из южных голубятен отклонялось влево от правильного направления. Тем не менее, на северные и южные голубятни вернулось одинаковое число птиц. Как и на основании опыта, проведенного в Гиссене, можно сделать вывод, что диаграмма направлений вылета имеет ограниченное значение для понимания всего процесса ориентации.

Наконец, мы можем оценить усредненные данные 5 выпусков птиц у г. Дархэма (Сев. Каролина), полученные в 1959-1961 гг. [8].

Фиг. 2 показывает, что лишь меньшая часть птиц улетает по направлению к голубятне. Однако большинство голубей, особенно хорошо тренированных, возвращалось в конце концов в голубятню, хотя при неправильном первоначальном выборе направления у них уходило на это больше времени. Подобные же результаты были опубликованы для 16 мест выпуска в окрестности Вильгельмсхафена [2, 9].

Фиг. 2. Предварительная оценка (декабрь 1961 г.) направлений полета нетренированных голубей при выпуске их в 5 местах. А-Д, около г. Дархэма (штат Сев. Каролина). Результирующие векторы 47 опытов, в каждом из которых выпускалось 10-25 голубей, получены путем сложения векторов, характеризующих отдельные опыты. Цифры в кружках указывают общее число выпущенных голубей

Таким образом, можно сделать вывод, что диаграмма направлений вылета дает лишь первое, а иногда даже ошибочное описание процесса ориентировки. Не хватает данных о полете птицы с момента ее исчезновения из поля зрения и до прибытия на голубятню или в какое-то другое место.

Выводы

Я не собираюсь подчеркивать, что для более глубокого изучения проблемы ориентировки классические методы обязательно придется дополнять или заменять новыми. Конечно, необходимо работать по различным направлениям. Далеко не решены еще многие основные проблемы, связанные с ориентацией, проблемы, касающиеся физиологии органов чувств, и ряд других. Однако очевидно, что при помощи радиотелеметрии возможно обеспечить слежение за птицей на всем протяжении ее полета. Мы ожидаем, что данные, полученные новыми методами, позволят установить, по какому пути летят птицы, где, когда и как они корректируют свой первоначальный курс.

Ряд присутствующих здесь коллег имел завидную возможность использовать в своей работе радиотелеметрические методы. Проводились опыты с передатчиками, прикрепленными к различным животным и даже к птицам. Но во всех докладах рассматривались относительно небольшие расстояния и, большей частью, крупные животные. В наших опытах мы имеем дело со значительными расстояниями и небольшими животными, что создает дополнительные технические трудности. Очень привлекательная во всех отношениях эмблема настоящей конференции - ласточка, несущая изящный передатчик со сравнительно короткой антенной, - представляет собой лишь фантазию художника. Тем не менее, техника быстро развивается, и мы надеемся, что в ближайшем будущем такие приборы станут уже реальностью.

По инициативе Бюро навигационных исследований, и особенно д-ра Галлера, была разработана система передатчик - приемник, предназначенная для опытов с голубями. Мы знаем, что это устройство еще далеко от совершенства. Однако оно успешно прошло испытания в полете на расстояниях до 40 км, и мы решили сначала накопить опыт работы с ним в полевых условиях и лишь после этого продолжить исследования по его дальнейшему улучшению и миниатюризации. Технические характеристики разработанной системы приведены в докладе д-ра Зингера.

Литература

1. Griffin D. R., Discussion remark, Cold Sprin Harbor Symposia, 25, 393 (1960).

2. Kramer G., Recent experiments on bird orientation, Ibis, 101, 408 (1959).

3. Pratt J. G., Wallraff H. G., Zwei-Richtungs-Versuche mit Brieftauben: Lengstreckenfliige auf der Nord-Südachse in, Westdeutschland, Z. Tierpsychol., 15, 332-339, (1958).

4. Wallraff H. G., Does celestial navigation exist in animals? Cold Spring Harbor Symposia, 25, 454 (1960).

5. Greenwood J. A., Durand D., The distribution of length and components of the sum of n random unit vectors, Ann. Math. Stat., 26, 233-246 (1955).

6. Durand D., Greenwood J. A. Modifications of the Rayleigh test for uniformity in analysis of two-dimensional orientation data, J. Geology, 66, 229-238 (1958).

7. Schmidt-Koenig K., Die Sonne als Kompass in Heimorientierungssystem der Brieftauben, Z. Tierpsychol., 18, 221-244 (1961).

8. Schmidt-Koenig K., Unpublished.

9. Wallraff H. G., Ortlich und zeitlich bedingte Variablitat des Heimkehrverhaltens von Brieftauben, Z. Tierpsychol., 16 (1959).