Kā putni orientējas?

Ikvienam zināms, ka daļa Latvijā ligzdojošo putnu katru rudeni aizlido uz tuvākām vai tālākām ziemošanas vietām, lai atkal atgrieztos nākamajā pavasarī. Turklāt gredzenotu putnu atradumi liecina, ka katru pavasari vieni un tie paši īpatņi atgriežas tieši tai pašā apkārtnē, nereti pat tai pašā ligzdā, lai atkal dētu olas un rūpētos par mazuļiem. Šādu parādību sauc par ligzdošanas filopatriju. Tāpat arī jaunie putni atgriežas to šķilšanās vietā, lai nu jau ligzdotu paši. Šādu uzticību dzimtajai vietai sauc par natālo filopatriju. Bet kā gan tāds neliels putns, kā, piemēram, lakstīgala, ik rudeni spēj atrast ceļu uz Āfriku un ik pavasari atgriezties pērnajā ligzdošanas vietā.

Lauku baloži rudens migrācijā Papē

Pārlasot gandrīz jebkuru putnu orientēšanās tēmai veltītu rakstu nākas sastapties ar viedokli, ka migrējošiem putniem raksturīgi vismaz trīs dažādi orientēšanās paņēmieni – (1) Saules kompass, (2) zvaigžņu kompass un (3) Zemes magnētiskā lauka kompass.

Saules kompass – diennakts gaišajā laikā zem skaidrām debesīm putni pielāgo savu migrācijas virzienu atkarībā no Saules atrašanās vietas. Turklāt tie ir spējīgi ņemt vērā, ka dažādā dienas laikā Saule atrodas dažādās debespusēs un uzturēt iepriekš uzņemto lidojuma virzienu. Tas nozīmē, ka putniem piemīt apbrīnojami precīza diennakts laika izjūta.

Zvaigžņu kompass – liela daļa putnu migrē nakts laikā, kad orientēšanās pēc Saules nav iespējama. Naktī par orientieri lidojuma virzienam kalpo zvaigžņu atrašanas vietas. Tomēr strīdīgs ir jautājums par to tieši kuras zvaigznes tiek izmantotas un kā šis kompass strādā.

Zemes magnētiskā lauka kompass – attālinoties no Ekvatora polu virzienā Zemes magnētiskais lauks kļūst spēcīgāks. Teorētiski pēc tā putns spēj noteikt savu aptuveno atrašanās vietu (ģeogrāfisko platumu). Sekojot magnētiskā lauka gradientam putns spēj noteikt vai tas lido ziemeļu vai dienvidu virzienā.

Tiek uzskatīts, ka šīs trīs dažādās orientēšanās tehnikas tiek lietotas paralēli. Putna migrējot tas pārmaiņu lido un atpūšas, barojas. Pieņemts uzskatīt, ka pirms uzsākt lidojumu, putni izmanto zvaigžņu vai Saules kompasu (atkarībā no diennakts laika), lai noteiktu sekojošās lidojuma fāzes virzienu, kamēr paša lidojuma laikā magnētiskais kompass ir galvenais orientēšanās paņēmiens. Nesenāki pētījumi norādīja, ka putni spēj noorientē savu magnētisko kompasu, ne tikai lidojuma fāzes laikā, bet arī atrodoties uz vietas par orientieri izmantojot Saules polarizāciju saullēktā un saulrietā¹. Jaunākie pētījumi norāda uz to, ka dažādu sugu putni iespējams neizmanto visus augstākminētos orientēšanās paņēmienus^1,2. Tāpat pētījumu rezultāti norāda, ka dažādām sugām dominē atšķirīgi orientēšanās paņēmieni. Piemēram, melnajam mušķērājam Ficedula hypoleuca, kā galvenais orientēšanās paņēmiens kalpo zvaigžņu kompass, kamēr citām naktīs migrējošām sugām tam nav tik liela nozīme.

Par to, kur ziemo dažādu sugu putni un kuras sugas migrē naktī, kuras dienā – citreiz

¹Guinchi, D., Vanni, L., Baldaccini, N. E., Spina, F. and Biondi, F. 2014. New cue-conflict experiments suggest a leading role of visual cues in the migratory orientation of pied flycatchers Ficedula hypoleuca. – Journal of Ornithology.

²Chernetsov, N. 2015. Avian compass systems: do all migratory species possess all three? – Journal of Avian Biology. 

Kāpēc putni lido kāsī?

Gadiem ilgi cilvēkus fascinējusi putnu lidošana kāsī jeb apgriezta burta "V" kontūrā. Ik pavasari un rudeni mēs redzam kā to dara tūkstošiem zosu un dzērvju kuras šķērso Latviju ceļā uz un no to ligzošanas vietām ziemeļos. Bet tieši kāpēc putni to dara? Pats atceros, ka cilvēki man kā ornitologam šo jautājumu uzdevuši neskaitāmas reizes. Vienmēr esmu atbildējis ar vienkāršu: "Putni to dara, lai ietaupītu enerģiju." Zināms, ka lidmašīnas lidojot viena aiz otras spēj ietaupīt krietnu daudzumu degvielas, jo gaisa pretestība, ko nākas pārvarēt sekojošai lidmašīnai, ir daudz mazāka. Līdzīgi kā braucot ar velosipēdu, kad vienēr patīkamāk mīties kāda cita radītā aizvējā. Tomēr putnu saistībā līdz šim tā vinemēr bijusi tikai teorija.

Sējas un baltpieres zosis

2014. gadā sākumā žurnālā Nature tika publicēts pētījums (skatīt šeit), kas šo teoriju beidzot balsta ar datiem un aprēķiniem. Zinātnieku grupa S. J. Portugal (the Royal Veterinary College, University of London) vadībā par pētījuma objektu izvēlējās klinšu ibisu (Geronticus eremita) - kristiski apdraudētu putnu sugu, kura Eiropā dabā izmirusi pirms vārāk nekā 300 gadiem, bet pašlaik notiek centieni to reintroducēt. Reintroducēšanas projekta ietvaros Austrijā ibisi tiek audzēti nebrīvē un ir pieraduši pie cieša kontakta ar cilvēkiem. Turklāt ibisi ir iemācīti gaisā sekot lidmašīnai un katru reizi lidojot tie instinktīvi izkārtojas "V" veida kāsī. Šo faktoru kombinācija, komplektā ar salīdzinoši lielo putnu ķermeni, tos padara par ideāliem šī pētījuma objektiem. Putni tika aprīkoti ar raidītājiem, kas lidojuma laikā fiksēja visu īpatņu atrašanās vietu, kā arī ikkatru to spārnu vēzienu.
Labums (enerģijas taupīšana), ko putns iegūst lidojot kāda cita īpatņa aizvējā, šķiet pašsaprotams, un tas vien varētu būt gana labs iemesls, lai lidotu kāsī. Tomēr tas nav viss - izdarot spārnu vēzienu uz leju, zem spārna esošais gaiss tiek "izspiests" no tā vietas, un putna spārnu galos tiek radīta augšupejoša gaisa plūsma. Pētījuma rezultāti parādīja, ka katrs nākamais putns kāsī ir novietots precīsi tā, lai šo augšupejošo gaisa splūsmu uztvertu zem saviem spārniem, tādejādi atvieglojot lidošanu. Turklāt lidojuma laikā putni ne tikai bija izvietojušies perfektā "V" formā, bet arī pielāgoja spārnu vēzienu ritmu tā, lai gūtu maksimālu labumu, no priekšā lidojošā īpatņa.
Rezultātā, lidojot kāsī, putni ir spējīgi ietaupīt enerģiju gan atrodoties citu putnu aizvējā, gan uztverot augšupejošās gaisa plūsmas, ko rada priekšā lidojošā īpatņa spārnu vēzieni. Tieši pirmais ir par pamatu tam, ka nereti novērojami putnu kāši, kur viens no "V" zariem ir garāks un tajā atrodas vairāk putnu, nekā otrā.

Sējas zosis. Daļa no kāsī lidojošiem putniem.

Kāpēc notriecam putnus ar auto?

Teju ikvienam no mums ir sanācis atrasties automašīnā, kad tā lielā ātrumā traucas pretim putnam, kurš sēž ceļmalā, uz ceļa vai pārlido to. Lielākajā daļā gadījumu viss beidzas veiksmīgi, bet laiku pa laikam notiek neizbēgamais un putns tiek notriekts. No mūsu skatu punkta putna rīcība, nogaidot par ilgu, nevis paceļoties laiku un izvairoties no tuvojošā auto, varētu šķist nesaprotama. Putni tomēr ir gan veikli un spārnoti radījumi, lai paceltos spārnos un aizlidotu. Tad kāpēc īsti tas tas ne vienmēr tā notiek?
Nule kā publicēts pētījums žurnālā Proceedings of the Royal Society (B) rāda, ka pie vainas ir ātrums (skatīt šeit). ASV Zinātnieku grupa T. L. DeVault vadībā veica eksperimentālu pētījumu, kurā nebrīvē esošiem putniem (Molothrus ater) tika demonstrēts video ar tiem tuvojošos automašīnu, tādējātdi atdarinot reālu situāciju, kāda tā varētu būt dabā. Spēlētajos video automašīna brauca ar dažādu ātrmu, un zinātniki atzīmēja putnu uzvedību atkarībā no tuvojošā auto attāluma.

Rezultāti parādīja, ka neatkarīgi no automašīnas ātruma, putni vienmēr uzsāka izvairīšanās manevru, kad auto bija pietuvojis līdz noteiktam attālumam. Tādejādi, ātri braucošiem auto ir daudz lielāka iespēja notrikt putnu, jo laiks līdz potenciālai sadursmei ir īsāks. Zinatnieki spekulē, ka šāda izvairīšanās stratēģija, kad noteicošais ir attālums līdz draudam, nevis tā tuvošanās ātrums, varētu efektīgi strādāt pret plēsējiem, tomēr no ātri braucošiem auto, tā putnus nepasargā.

Tātad, galvenais vaininieks ir ātrums. Nākamreiz, kad redzi putnu ceļmalā - piebremzē!

Cekulcīrulis (Galerida cristata) uz ceļmalas stabiņa