Сейчас в Архангельске

01:10 3 ˚С Погода
6+

Кругосветка каждый год. Пути арктических "дальнобойщиков"

В мире животных
Юлия Михневич
15 Августа, 2022, 12:10

Кругосветка каждый год. Пути арктических "дальнобойщиков"


Давайте перенесёмся из знойного лета в арктическую зиму. Не наступите на спящего песца: он укрылся пушистым хвостом, закрыл тёмные глаза и полностью слился по цвету со снегом. Неподалёку у виднеющегося из-под снега куста кто-то копошится: напрягите зрение, это стайка тундряных куропаток, склёвывающих растительные почки. Они почти полностью белые, только на хвосте есть чёрные перья. Подойдя к берегу моря, вы увидите на незамерзающих его участках кормящуюся обыкновенную гагу. Изредка мимо пролетают тундряные чечётки, маленькие зерноядные воробьиные птицы. А что это чернеет на туше северного оленя, не пережившего зиму? Это обыкновенные вороны, они не выглядят приспособленными к условиям Арктики, но тем не менее остаются здесь жить круглый год. Если совсем повезёт, можно встретить и белую сову. Но это только если будет достаточно пищи. Если нет -- кроме воронов и некого будет встретить: даже самые "суровые" в голодные зимы откочёвывают на юг. 

Всё меняется летом: в Арктику устремляются миллионы птиц, чтобы успеть оставить здесь потомство. Лето в Арктике короткое, холодное, зато кормное; кроме того, полярным днём пищу можно добывать в любое время суток. И хищников, по сравнению с более южными регионами, здесь немного. Ради таких благ птицы многих видов (около двухсот) готовы пролетать тысячи километров. 


Жизнь как полярный день

Особенно отличилась в этом полярная крачка (Sterna paradisaea). Зимует она в Антарктиде, а гнездится в Арктике. Больше месяца эта небольшая птичка (весом всего 125 грамм) летит из Антарктиды на места гнездования, допустим, в Гренландию, преодолевая около 24 000 километров, по 520 километров в день! Помогают ей в полёте лишь попутный ветер и накопленные запасы жира. В конце сезона размножения она улетает обратно, но спешить уже некуда и можно неспешно лететь, всего-то со скоростью 330 км в день, чаще делать остановки. Это очень трудные перелёты, к тому же не по прямой.


   Пути миграций шестнадцати помеченных геолокаторами полярных крачек, гнездящихся на Шпицбергене (отмечен оранжевым ромбиком). Слева — пути на юг, справа — на север. Точками отмечены места остановок. Фото из статьи T. Hromádková et al., 2020. Seasonally specific responses to wind patterns and ocean productivity facilitate the longest animal migration on Earth

Но зато можно всю жизнь наслаждаться прелестями полярного дня: во время гнездования арктическим летом и во время зимовки антарктическим летом. Полярные крачки 80% своей жизни проводят, не зная темноты. Это ещё один рекорд. К тому же крачки живут достаточно долго: самая старая окольцованная полярная крачка прожила 34 года. Если учесть, что ежегодно крачка пролетает до 90 000 километров, можно прикинуть общее расстояние, пройденное за всю жизнь: около 2,4 миллиона километров, что эквивалентно примерно трём путешествиям до Луны и обратно! 

Но не все гнездящиеся в Арктике птицы такие экстремалы. Другие птицы, зимующие в Южном полушарии, пролетают в одну сторону не более 15 000 км. Это многие виды куликов (например, средний кроншнеп, малый веретенник, галстучник, турухтан, камнешарка, круглоносый и плосконосый плавунчики), поморники, сокол сапсан, вилохвостая чайка (Xema sabini). Эти птицы считаются дальнедистантными мигрантами. 


Обыкновенная каменка — необычайный путешественник

Ещё один впечатляющий пример дальнедистантного мигранта  — обыкновенная каменка (Oenanthe oenanthe), небольшая насекомоядная птица массой всего 25 грамм. Она гнездится в восточной части Канадской Арктики, в Гренландии, Евразии и на Аляске, это один из самых больших ареалов среди певчих птиц в мире. Популяции из Нового Света зимуют в Африке к югу от Сахары, при этом птицы с Аляски, относящиеся к номинальному подвиду О. о. oenanth, преодолевают примерно 14 600 км в каждом направлении, зимуют в основном в Восточной Африке (в Судане, Уганде, Кении), а птицы из Восточной Канады, относящиеся к подвиду O. o. leucorhoa, пересекают широкий участок северной части Атлантического океана (около 3500 км) и летят зимовать в Западную Африку. Эти удивительные путешествия, особенно для птиц такого размера, длятся от одного до трёх месяцев, средняя скорость миграции до 290 км в сутки!

    

      Обыкновенная каменка на роге северного оленя, остров Колгуев, Баренцево море. Фото Юлии Михневич.

 

Миграционные пути птицы стало проще изучать с появлением компактных геолокаторов, которые весят меньше 5% массы тела птицы и не доставляют ей особых неудобств. Так удалось выяснить, что каменки из Аляски осенью летят через северо-восток России, Казахстан, Аравийскую пустыню на зимовку на востоке Африки где-то в районе Судана, Уганды или Кении. Путешествие в один конец составляло 14 600 км и длилось 91 день (около 161 км в день). Тот же маршрут был пройден весной, но птицы летели на месяц меньше (55 дней, 250 км в день). Птица, помеченная в Канадской Арктике, пролетела около 3400 км от Баффиновой земли до западной части Британских островов не более чем за четыре дня (около 850 км в сутки), возможно, через Гренландию, и продолжила свой путь на юг через Европу и провела зиму в Западной Африке на побережье Мавритании. Во время весенней миграции она летела по тому же маршруту. Осенняя миграция заняла 26 дней, около 290 км в сутки, весенняя дольше — около 55 дней, 130 км в сутки.

 

 Миграционные пути и места зимовки трёх обыкновенных каменок, гнездящихся на Аляске (две птицы) и в восточной части Канадской Арктики. Серая точка — места гнездования, синяя линия — осенняя миграция, оранжевая линия — весенняя миграция, пунктиром обозначены неопределенные пути миграции. Рисунок из статьи F. Bairlein et al., 2012. Cross-hemisphere migration of a 25 g songbird https://royalsocietypublishing.org/doi/abs/10.1098/rsbl.2011.1223

 

Учитывая размер тела, обыкновенные каменки совершают одно из самых длинных миграционных путешествий среди птиц. Как им это удаётся? Прежде всего благодаря морфологическим и физиологическим адаптациям. У арктических мигрирующих птиц высокий уровень метаболизма, что способствует быстрому накоплению жира и увеличению массы тела. Например, кулики могут накапливать до 5 грамм жира в день, в зависимости от сезона и кормовых условий. Есть у птиц и приспособления для улучшения аэродинамики. Так, известно, что птицы, мигрирующие на дальние расстояния, имеют относительно более длинные, широкие и заострённые крылья, короткий и более раздвоенный хвост. Такая морфология способствует уменьшению сопротивления и увеличению подъёмной силы и тяги, что в итоге увеличивает скорость полёта и повышает его эффективность. Если, к примеру, сравнить внешность полярной и антарктической (Sterna vittata) крачек, станет заметно, что у полярной хвост больше раздвоен (вилочкой), крылья длиннее (размах крыльев при схожей длине тела у полярной крачки составляет 76–85 см, у антарктической — 74–79 см). А всё потому, что антарктическая крачка никуда не мигрирует и круглый год проводит в Антарктике и Субантарктике, в отличие от полярной путешественницы.

Существуют и внутривидовые различия по этим параметрам. Они характерны и для обыкновенной каменки. Птицы подвида O. o. leucorhoa наиболее адаптированы к дальней миграции, так как им приходится пересекать Атлантический океан. Близки к ним по морфологии и птицы номинального подвида. А вот каменки O. o. seebohmi (сейчас их выделяют в отдельный вид Oenanthe seebohmi), гнездящиеся в Северной Африке (в горах Атлас в Марокко) и зимующие в Западной Африке, пересекают во время перелёта лишь Сахару. У них гораздо более круглые крылья и значительно менее раздвоенный хвост. Каменки подвида O. o. libanotica, гнездящиеся в Южной Европе, Малой Азии, Монголии и Китае, зимуют в Месопотамии и в Африке южнее Сахары. Они имеют промежуточный вариант морфологии. 

К дальнедистантным мигрантам мы ещё вернёмся, а пока перейдём к птицам, перелетающим на меньшие расстояния. На средние дистанции (3500–6500 км) мигрируют гагары, некоторые кулики (ржанки, кроншнепы, веретенники, песочники), некоторые чайки, воробьиные (горный конёк, рогатый жаворонок, лапландский подорожник, пуночка), хищники (мохноногий канюк, полевой лунь, болотная сова), канадский журавль. На короткие дистанции (1000–2000 км) летают морские водоплавающие птицы (гаги, гусь-белошей, морянка), чистиковые (кайры, гагарка, конюги, тупики, люрик), глупыш, некоторые чайки (бургомистр, полярная чайка, розовая чайка, белая чайка), кречет, белая сова. 


Перелёты без посадки

Помимо общего расстояния, которое птица пролетает от места гнездования до места зимовки, перелётных птиц можно классифицировать по длине беспосадочных перелётов. Воробьинообразные мигранты могут останавливаться на дозаправку практически в любом месте, где доступны семена или насекомые. А вот, например, куликам нужны специализированные местообитания — каменистые побережья, эстуарии, илистые отмели, водно-болотные угодья, где можно кормиться беспозвоночными. Поэтому они останавливаются в подходящих местах, которые могут находиться на разных дистанциях от мест гнездования. Например, чёрная камнешарка (Arenaria melanocephala) предпочитает кормиться на скалистых берегах, которые почти непрерывны вдоль её миграционного пути на Тихоокеанском побережье. Поэтому она перелетает на короткие расстояния (до 100 км), кормится и летит дальше. Подобным образом поступает и плосконосый плавунчик, он мигрирует над океаном и питается зоопланктоном. Другим видам куликов, например, перепончатопалому песочнику (Calidris mauri), приходится пролетать по 100–2000 км до следующего источника пищи. Гнездится он на Чукотке и Аляске, зимует в Калифорнии и на Карибских островах, кормится беспозвоночными в зоне отлива. 

Есть смельчаки, пролетающие без остановок по 2000–5000 км и более, над океаном или пустынями. К примеру, таитянский кроншнеп (Numenius tahitiensis) летит без остановки 4000 км от центральных и южных островов Тихого океана до мест размножения на западе Аляски. Его более южный собрат дальневосточный кроншнеп (Numenius madagascariensis) гнездится на Камчатке, в Приморье и Магаданской области, а зимует в Австралии. При этом сперва он летит без остановки около 7000 км (4500 км из них — над Тихим океаном) к побережью Китая и Кореи. Занимает этот путь всего 3–5 дней! Там он какое-то время отдыхает, а затем за месяц достигает Австралии. Какое-то время беспосадочный перелёт дальневосточного кроншнепа считался рекордом среди птиц. 

Пока его не побил новый рекордсмен — малый веретенник (Limosa lapponica). Он принадлежит тому же семейству бекасовых, что и кроншнепы. Лет пять назад я делала небольшую презентацию о миграциях птиц и упоминала о беспосадочном перелёте малого веретенника, кажется, длиною в 9000 км. Один из слушателей мне не поверил, и убедить его не удалось. Интересно, что бы он сказал на то, что рекорд составляет 11 690 км! Все эти данные стало возможно получить благодаря геолокаторам, устанавливаемым на лапки птиц. Никакого обмана. 


Малый веретенник, меченый цветными кольцами и установленным на голени геолокатором. Фото Phil Battley из статьи J. R. Conklin, 2010. Breeding latitude drives individual schedules in a trans-hemispheric migrant bird https://www.nature.com/articles/ncomms1072


Абсолютный рекорд беспосадочного перелёта среди птиц принадлежит подвиду малого веретенника L. l. baueri, который гнездится на Аляске, а на зимовку летит в Новую Зеландию и Восточную Австралию. Над Тихим океаном, не останавливаясь. Предположения о способности малого веретенника на такой перелёт высказывались еще давно. Но доказать это удалось только после того, как в 2006 году учёные снабдили птиц спутниковыми передатчиками и проследили пути миграций девяти из них (семи самок и двух самцов). Самки пролетели без остановки 8117–11 680 км, заняло это от 6 до 9 суток. Интересно, что самка, пролетевшая рекордные километры, преодолела этот путь за восемь суток. Самцы пролетели без посадки 7008–7390 км за 5–6 суток. В среднем птицы летели со скоростью 16,7 метров в секунду. 

Все птицы летели по относительно узкому коридору (менее 1800 км в ширину) над Тихим океаном. Пять птиц приземлились, не долетев до Новой Зеландии: два самца — на островах Гилберта в Океании (более 7000 км), две самки — на Новой Каледонии (более 10 000 км) и одна на Папуа-Новой Гвинее (более 10 000 км); две из них впоследствии наблюдались в Новой Зеландии после того, как передатчики перестали работать. 


  

Траектории полёта девяти малых веретенников, снабжённых передатчиками. Во врезке — направление полёта птиц (голубой цвет) и направления ветра (оранжевый) во время старта миграции. Фото из статьи R.E. Gill et al., 2009. Extreme endurance flights by landbirds crossing the Pacifiс Ocean: ecological corridor rather than barrier? https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2008.1142

 

Интересно, что на места гнездования малый веретенник летит с пересадками. Выдвигается из Новой Зеландии в марте, начале апреля и летит около 10 000 км без посадки до побережья Жёлтого моря близ Кореи и Китая. Там он кормится и затем в конце апреля или начале мая летит 6700 км до Аляски. Размножается в мае-июле и в конце августа, начале сентября летит в Новую Зеландию уже без остановок. Возможно, это связано с тем, что на места гнездования нужно прибыть в лучшей кондиции, а может, с направлением ветров. 

Чтобы пережить длительный безостановочный перелёт, птице нужно накопить достаточное количество жира. Дело это серьёзное, и неполовозрелые веретенники, совершив свою первую миграцию на зимовку, широко исследуют территорию Новой Зеландии, прежде чем приступить к своей первой миграции на север в возрасте 2-4 лет. Взрослые малые веретенники накапливают до 35-45% жира от массы тела. Однако этого недостаточно, исследования показали, что птицы во время перелёта берут энергию не только из жиров, но и из белков. Малые веретенники используют белки внутренних органов (в основном, из мышц), за исключением лишь лёгких и головного мозга, которые, очевидно, в полёте наиболее полезны. 


Рождённые с навигатором

Кстати, а зачем вообще лететь над океаном, если можно двигаться вдоль побережья и останавливаться передохнуть и покормиться? Дело в том, что над океаном не встретишь хищников, патогенов и паразитов. Это очень полезно, так как во время перелёта птица теряет много сил и особенно уязвима. 

Как вы наверняка уже догадались, разные популяции одного вида используют разные стратегии миграции. Учёные выделяют 4-5 подвидов малого веретенника. Аляскинский L. l. baueri мы уже обсудили. Кстати, в России он тоже гнездится — на Чукотке и Новосибирских островах. Правда, некоторые учёные выделяют его в отдельный подвид L. l. anadyrensis. Самая короткая миграция у подвида L. l. lapponica, он гнездится от Северной Скандинавии до Ямала, на зимовку летит на Северное море (популяции из Фенноскандии и с побережья Белого моря), либо в Африку (на северо-запад или на юг). Птицы подвида L. l. menzbieri гнездятся в Северной Сибири (от реки Анабар в Якутии до Колымы) и зимуют в Северной и Западной Австралии. Птицы подвида L. l. taymyrensis гнездятся от Ямала до дельты реки Анабар, зимуют в Западной Африке, по пути на зимовку останавливаются покормиться на литорали Ваттового моря (часть акватории Северного моря). 

Также стратегия миграции может меняться в зависимости от времени года: так, малый песочник (Calidris pusilla) весной летит средними дистанциями, осенью — длинными.


Миграционные пути двух подвидов малого веретенника. Вверху — миграция на север. Внизу — миграция на юг. Красные и жёлтые линии — L. l. baueri, синие и белые — L. l. menzbieri. Фото из статьи P. F. Battley 2012. Contrasting extreme long-distance migration patterns in bar-tailed godwits Limosa lapponica https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1600-048X.2011.05473.x


Примеров птиц, совершающих удивительные перелеты, можно привести ещё много. Но более важным остаётся вопрос, как мигрирующим птицам удаётся не сбиться с пути, пересекать экватор, найти в океане нужные острова? Ориентация и навигация птиц — это обширная, активно изучаемая, но всё ещё полная загадок тема. Коснёмся её лишь кратко. Миграцию птиц объясняют с помощью концепции карты и компаса. То есть сперва птица определяет, где она находится по отношению к цели (этап карты, навигация), затем выбирает направление на цель и поддерживает его (этап компаса, ориентация). Для ориентации птицы используют солнечный, звездный и магнитный компасы. То есть ориентируются по движению Солнца, расположению созвездий и линиям геомагнитного поля. Навигационные карты изучены две: ольфакторная (запаховая) и магнитная. 

Врождённой карты у мигрирующих птиц нет, зато есть врождённая «программа полёта», которая диктует птице, когда нужно начать миграцию (тут работают биологические часы), в каком направлении лететь, и когда нужно завершить полет. Многие воробьинообразные птицы совершают перелёты по ночам, молодые часто летят в одиночку, так что могут рассчитывать только на себя, пользуясь компасом и отсчитывая время, в течение которого необходимо двигаться в определённых генетически закрепленных направлениях. Примерно таким же образом птица ориентируется во время весенней миграции на места гнездования. Однако у каждой особи уже есть опыт, они знают, куда нужно попасть. Когда примерный район достигнут, включаются ориентиры, которые можно использовать на малых дистанциях: визуальные, запаховые и другие. И раз мы заговорили о генетике, хочется упомянуть интересное открытие, сделанное недавно на сапсанах. Учёные выяснили, что у сапсанов, гнездящихся на востоке российской Арктики, совершающих более дальние перелёты, чем их западные сородичи, есть особый вариант гена аденилатциклазы 8 (ADCY8), который положительно влияет на работу долговременной памяти, — это необходимо, чтобы запоминать длинные миграционные маршруты. Так как сапсаны мигрируют поодиночке, хорошая память им особенно полезна.

Мы убедились, насколько уникальны птицы, гнездящиеся в Арктике, однако печалят прогнозы учёных: существует предположение, что в течение следующих семидесяти лет примерно 66-83% видов потеряют большую часть пригодных в настоящее время для гнездования территорий из-за изменения климата.

 

Автор: Юлия Михневич. 

Литература:

Н.С. Чернецов, 2016. Ориентация и навигация мигрирующих птиц.

https://www.elibrary.ru/item.asp?doi=10.7868/S0044513416020070 

F. Bairlein et al., 2012. Cross-hemisphere migration of a 25 g songbird https://royalsocietypublishing.org/doi/abs/10.1098/rsbl.2011.1223

P.F. Battley et al., 2000. Empirical evidence for differential organ reductions during trans-oceanic bird flight.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1690512/

P. F. Battley, T. Piersma, 2005. Body Composition and Flight Ranges of Bar-Tailed Godwits (Limosa Lapponica Baueri) From New Zealand.

https://academic.oup.com/auk/article/122/3/922/5562380?login=false

P. F. Battley 2012. Contrasting extreme long-distance migration patterns in bar-tailed godwits Limosa lapponica https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1600-048X.2011.05473.x

P. F. Battley et al., 2012. Interacting Roles of Breeding Geography and Early-Life Settlement in Godwit Migration Timing.

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2020.00052/full

J. R. Conklin, 2010. Breeding latitude drives individual schedules in a trans-hemispheric migrant bird.

https://www.nature.com/articles/ncomms1072

P. V. Driscoll, M. Ueta, 2002. The migration route and behaviour of Eastern Curlews Numenius madagascariensis.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1046/j.1474-919X.2002.00081.x

C. Egevang et al., 2009. Tracking of Arctic terns Sterna paradisaea reveals longest animal migration.

https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.0909493107

R. C. Fijn et al., 2013. Arctic Terns Sterna paradisaea from the Netherlands Migrate Record Distances Across Three Oceans to Wilkes Land, East Antarctica.

https://bioone.org/journals/ardea/volume-101/issue-1/078.101.0102/Arctic-Terns-Sterna-paradisaea-from-the-Netherlands-Migrate-Record-Distances/10.5253/078.101.0102.full

M. I. Förschler, F. Bairlein, 2011. Morphological Shifts of the External Flight Apparatus across the Range of a Passerine (Northern Wheatear) with Diverging Migratory Behaviour.

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0018732

A. D. Fox, 2020. Ecology of Arctic Birds.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781118846582.ch14

R.E. Gill et al., 2009. Extreme endurance flights by landbirds crossing the Pacifiс Ocean: ecological corridor rather than barrier? https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2008.1142

Z. Gu et al., 2021. Climate-driven flyway changes and memory-based long-distance migration.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03265-0

T. Hromádková et al., 2020. Seasonally specific responses to wind patterns and ocean productivity facilitate the longest animal migration on Earth

https://www.semanticscholar.org/paper/Seasonally-specific-responses-to-wind-patterns-and-Hromádková-Pavel/2a8b7ac270a56b6264ee5cfd39e6729bb54df6a2

S.R. Johnson, D.R. Herter, 1990. Bird Migration in the Arctic: A Review.

https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-74542-3_3

M.M. Landys-Ciannelli et al., 2003. Strategic size changes of internal organs and muscle tissue in the Bar-tailed Godwit during fat storage on a spring stopover site/ https://www.jstor.org/stable/3599170

K.M. O'Reilly, J.C. Wingfield, 1995. Spring and Autumn Migration in Arctic Shorebirds: Same Distance, Different Strategies.

https://academic.oup.com/icb/article/35/3/222/167632?login=false

T. Piersma, 2011. Why marathon migrants get away with high metabolic ceilings: towards an ecology of physiological restraint.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21177949/

R. Sale. A complete guide to Arctic wildlife // Firefly Books. 2012. 664 p.

P.S. Tomkovich, 2010. Assessment of the Anadyr lowland subspecies of Bar-tailed Godwit Limosa lapponica anadyrensis.

https://www.biodiversitylibrary.org/part/149230

H. S. Wauchope et al., 2016. Rapid climate-driven loss of breeding habitat for Arctic migratory birds.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.13404

 



далее в рубрике