Тупик, ипатка, топорок и их необычайный клюв

Топорок на острове Медный, Командорские острова. Фото Юлии Михневич.

"Морские попугаи"

Атлантический тупик (Fratercula arctica) — одна из самых известных и ярких морских птиц. Он небольшой, примерно с сизого голубя: размах крыльев — 47–63 см, масса — 380–550 грамм, самцы чуть крупнее самок. Черно-белое оперение тупика напомнило учёным монаха в рясе, поэтому его родовое латинское название — Fratercula — переводится с латинского как «маленький брат», то есть маленький монах. Видовое название «арктический» дано за ареал: тупики гнездятся на севере Атлантического океана: на Лабрадоре, Шпицбергене, в Гренландии, Исландии, Ян-Майене, в нашей стране — на Новой Земле и Айновых островах. Тупик выкапывает норы в земле и высиживает единственное яйцо. Русское название «тупик» происходит от слова «тупой» и относится к сплюснутому массивному клюву, своей формой напоминающему небольшой затупленный топор. Клюв не только массивный, но и яркий, разноцветный: синеватый в основании, оранжевый ближе к концу, с двумя жёлтыми вертикальными полосами. А ещё у тупика ярко-оранжевые лапки. За подобную красочность этих птиц также иногда называют морскими клоунами или морскими попугаями.

 Атлантический тупик выглядывает из своей гнездовой норы. Фото Julian Dlack, отсюда.

Ближайшие родственники тупика — ипатка (F. corniculata) и топорок (F. cirrhata). Ипатку также зовут тихоокеанским тупиком: она гнездится в Беринговом море от восточной Чукотки до Камчатки, на Командорских и Алеутских островах, острове Врангеля и островах Охотского моря, на Аляске. Она похожа на тупика, но клюв крупнее и других цветов: в основании жёлтый, на конце красно-оранжевый. Ипатка и в целом крупнее тупика: размах крыльев 55–60 см, масса 500–750 грамм. Топорок ещё крупнее: с размахом крыльев 60–65 см, массой 700–850 грамм. И клюв у него больше (что отражено и в названии) и отличается по цвету: ярко-оранжевый с желтоватым или зеленоватым основанием, в основании надклювья жёлтый гребень. Голову топорка украшают две золотистые перьевые косицы, на лице белая маска, а тело полностью чёрное, ноги ярко-оранжевые. Гнездовой ареал топорка совпадает с ареалом ипатки. 

Все три представителя рода тупик (Fratercula) по земле передвигаются забавной, слегка неуклюжей перекатывающейся походкой (смотрите, например, это видео), летают быстро (тупик, например, развивает скорость в 77–82 км в час), но выглядят при этом грузно, не могут взлететь с ровного места, поэтому нуждаются в падении с высоты. На острове Топорков в Беринговом море, например, даже есть постоянные взлётные площадки, расположенные по краю плато, до которых топорки идут пешком, за множество поколений протоптав на острове тропы шириной до двух метров. С воды птицы взлетают с разбега.

  Ипатка разбегается на поверхности воды и взлетает. Фото Steve Fung, отсюда.

Клюв для рыбной ловли

Зато в воде тупики очень ловки, хорошо плавают и ныряют на глубину максимально до 68 метров, задерживают дыхание на 20–30 секунд, но иногда и до минуты. Под водой взмахивают крыльями как при полете, ногами рулят (полюбуйтесь их подводным полётом, например, на этом видео). Взрослые птицы питаются мелкими стайными рыбами (мойвой, песчанкой, минтаем и другими), их мальками, а также морскими беспозвоночными (рачками, мелкими кальмарами, полихетами). Птенцов выкармливают почти исключительно рыбой, перенося её в клюве по нескольку штук — наверняка вы неоднократно видели потрясающие фотографии тупиков, держащих в клювах целый пучок рыбешек. Рыб может быть с десяток, а то и до двадцати штук! Заботливые родители добывают их в нескольких километрах от гнезда. Удивительно, но по пути к птенцам ни одна рыбка не выпадает. Как птице удаётся удерживать в клюве столько скользких рыб? И что ещё интереснее, как, поймав и удерживая в клюве одну рыбу, она добывает ещё несколько? А длинных рыбок тупики могут и вовсе складывать пополам!

  Тупик с добычей. Фото Sue Cro, отсюда.

Ответ нам даст строение ротового аппарата. Рассмотрим его на примере атлантического тупика. Сжатый с боков клюв действует как тонкий пинцет, которым можно захватывать под водой рыбу и не бояться при этом его повредить — расширение верхней челюсти по вертикали повышает ее прочность на излом. Когда тупик схватил одну рыбку, удерживает её между челюстями и ловит другую, первая прижимается в углах рта сопротивлением воды. Кроме того, пойманные рыбки сильно повреждены, раздавлены мощными челюстями, поэтому, вероятно, приклеиваются к ним. Также язык, основание которого покрыто направленными назад шипиками, может прижимать добычу к нёбу, как и у многих сухопутных птиц. Так что, если ничего не помешает, тупик благополучно доставит улов своему единственному птенцу. Помешать ему могут, например, чайки, которые преследуют удачно поохотившихся тупиков, вынуждая их выплюнуть рыбу. Такое наглое поведение называется клептопаразитизмом (от греческого κλέπτω — «воровать, красть»).

Клюв для рытья нор

Однако столь прочный клюв с мощной силой укуса изначально сформировался у представителей рода тупиков вовсе не для рыбной ловли. А для рытья нор! Это ключевая адаптация этих птиц. Прочность клюва и сила укуса нужна прежде всего для перерезания корешков в торфе почвы, в которой выкапывается нора. Высокая сила и малая площадь контакта с корешком позволяет легко с ним справляться. Так что клюв тупиков — это не только пинцет, но и кусачки. Тонкому управлению клювом способствуют щели между челюстными мышцами, заполненные прослойками соединительной ткани, которые облегчают их взаимное скольжение. А прочность клюва дополнительно повышается за счёт ограничения кинетизма черепа (способность верхней челюсти перемещаться вверх–вниз относительно черепной коробки). Подобное строение клюва, приспособленное для рытья нор, оказалось в итоге пригодным и для добычи пропитания. При этом тупики могут ловить не только рыб, но и более мелкую добычу — например, рачков. Сужение клюва в горизонтальной плоскости снижает вероятность выталкивания мелкой добычи изо рта водой при смыкании челюстей.

Давайте углубимся в процесс рытья норы. Тупики роют норы в образующем почву плотном сухом торфе, откусывая и взрыхляя его клювом, отгребая клювом и лапами. Типичная нора имеет диаметр 13–18 см и может достигать до двух метров длины, в постройке норы участвуют оба партнёра. Вот как описал процесс строительства норы атлантическим тупиком уэльский орнитолог и натуралист Рональд Локли в своей книге «Тупики» (Puffins, 1953): «Кое-где тупик рыл новую или улучшал старую нору. Пользуясь клювом как клином и киркой, он разрыхлял землю, загребал её между ног и швырял назад мелким ливнем своими широкими перепончатыми лапами, из которых получались великолепные лопаты». Работа непростая, поэтому «Землекоп часто уходил с работы и прогуливался среди тех, кто сидел, наблюдая за его работой и как бы говоря: "Лучше ты, чем я! Сколько труда даром, нор и так хватает"».

Действительно, представители рода тупиков гнездятся колониями на побережьях или островах из года в год, и норы все уже выкопаны за сотни лет. Кроме того, взрослые птицы возвращаются с зимовки на места гнездования к той же самой норе, где гнездились за год до этого, а молодые тупики, только приступающие к размножению — к той, где родились. Также тупики могут использовать брошенные норы буревестников, кроликов, естественные укрытия под валунами или в расщелине скалы. Ипатки и топорки по сравнению с атлантическим тупиком чаще гнездятся в ущельях скал, под валунами, реже роют норы.

Клюв-украшение

А для чего тупикам нужен не просто мощный клюв, но и яркий? Наверняка тут не обошлось без полового отбора (взаимного, так как клювы одинаково ярки у самцов и самок): яркий клюв хорошо заметен на чёрно-белой птице и может пригодиться в брачном ритуале. Это подтверждается тем малоизвестным фактом, что клюв тупиков, топорков и ипаток ярок исключительно в брачный сезон, к зиме же он становится тусклым и кажется менее ярким за счёт отпадания некоторых частей рамфотеки — рогового чехла, покрывающего челюсти. 

Рамфотека у тупиков состоит из нескольких частей и выглядит как конструктор. Ниже -- фото рамфотеки клюва топорка, которую я нашла на берегу острова Беринга (Командорские острова). Хорошо виден составной характер рамфотеки: роговой ободок, гребень на надклювье. 

 Фото Юлии Михневич.

У всех трёх видов летом, в брачный сезон, на надклювье есть жёлтый роговой ободок. Он имеет форму перевернутой буквы U и пронизан многочисленными равномерно расположенными отверстиями, через которые торчат рудиментарные перья. В зимнем наряде он отпадает. У атлантического тупика между тёмной и оранжевой частями клюва расположены две желтоватые или полупрозрачные пластинки, они тоже отпадают после сезона размножения, поэтому клюв начинает казаться меньше и не столь ярким. Также к зиме у тупиков и ипаток отпадает и орнаментация глаз, которая летом выглядит как черная подводка модниц (у ипаток кожистый отросток, идущий вверх от глаза, длиной до 12 мм, что придает птице рогатый вид, за который она получила английское название horned puffin — «рогатый тупик»). Пара ярко-жёлтых розеток у разреза рта к зиме становится меньше и светлее или вовсе отпадает. У ипатки также отпадают жёлтые части основания клюва, а топорок теряет свои косицы. У всех трёх видов также бледнеют ноги и чернеет «лицо». Эти изменения наряда столь значительны, что до 1870-х годов тупики в разных нарядах считались отдельными видами. 

    Тупики в брачном (слева) и зимнем (справа) наряде. Сверху вниз: атлантический тупик (фото из статьи M. Harris, 2014. Aging Atlantic puffins Fratercula arctica in summer and winter); ипатка (фото отсюда и отсюда), топорок (фото отсюда и отсюда).

Что же тогда говорить о молодых тупиках, у которых клюв и вовсе практически целиком чёрный! И действительно меньшего размера. Клюв растёт в течение первых четырёх–пяти лет жизни, профиль меняется с треугольного на выпуклый, а на его конечной оранжевой части появляются борозды. Их число варьирует от нуля у птенцов до трёх и более у взрослых птиц. Тупики не приступают к размножению, пока у них не появится хотя бы две бороздки, то есть в 4–5 лет; живут эти птицы долго, самому старому окольцованному атлантическому тупику было 45 лет.

        Клювы атлантических тупиков разных возрастов, от птенца до пятилетней особи. Фото из статьи M. Harris, 2014. Aging Atlantic puffins Fratercula arctica in summer and winter.

Недавние исследования показали, что клюв тупиков ярок не только в видимом свете, но и в ультрафиолетовом: те части рамфотеки, которые есть лишь в брачном наряде, флуоресцируют синеватым светом. У ипатки в этом даже есть половой диморфизм: на клюве самцов больше площадь флуоресценции по сравнению с самками. А вот у топорка выявлены возрастные различия: у взрослых птиц область флуоресценции больше, чем у молодых, неразмножающихся. Также у топорка флуоресцируют его великолепные косицы. Все это может свидетельствовать о важной роли перечисленных частей в брачном поведении этих птиц. Чуть не забыла: размер розетки у самцов немного больше, чем у самок (к примеру, у атлантического тупика на 19%). 

  Флуоресценция клюва тупиков в свете ультрафиолетового фонарика: 1 — ипатка; 2, 3 — топорок. Свечение зеленоватое, потому что температура снимка поднята до максимума, чтобы сделать свечение более заметным, на самом деле оно синее. Фото из статьи G.Yu. Evtukh., 2019. Fluorescence among Fraterculinae subfamily. 4 — атлантический тупик, стрелка указывает на роговой ободок. Фото из статьи J. Dunning et al., 2018. Photoluminescence in the bill of the Atlantic Puffin Fratercula arctica.

Но всем этим замечательные свойства тупикового клюва не исчерпываются! Учёные полагают, что тупики используют свой большой клюв для рассеивания тепла. Чистиковые, к которым принадлежит тупик, -- это птицы с самым энергетически затратным полётом. И от избыточного тепла, накопленного в полёте, нужно как-то избавляться. Снимая тупиков на инфракрасные камеры, удалось выяснить, что после приземления температура поверхности клюва уменьшалась. При этом на клюв приходится 10–18% общего теплообмена, хотя он занимает всего лишь 6% от общей площади поверхности тела. В общем-то, в этом на самом деле нет ничего удивительного, клюв птиц густо пронизан кровеносными сосудами и может рассеивать тепло; наиболее это заметно у туканов, клюв которых очень крупный и помогает остывать в жарком климате. На клюв туканов приходится 35–60% общего теплообмена.

Клюв в жизни общественной и частной

Представители рода тупиков гнездятся колониями с достаточно высокой плотностью (от 71 до 183 норы на 100 квадратных метров). Зиму они проводят в открытом море, а на места гнездования прилетают уже парой либо образуют её сразу по прилёту. Ухаживание начинается на воде, реже — в колонии, птицы плавают бок о бок, затем самец поднимает голову, медленно открывает и закрывает клюв и дёргает головой, периодически сгибает шею и кладёт голову на спину. Самка прижимает голову и шею к телу, низко держится на воде. После демонстрации самца партнёры открывают и закрывают клювы, иногда трутся ими друг о друга. Спаривание длится недолго (например, 35 секунд у ипаток), после него самка заныривает и всплывает в нескольких метрах от самца, затем оба взмахивают крыльями. Тупики моногамны и пара образуется на всю жизнь, у них даже не отмечено внебрачных копуляций (по крайней мере пока). Самец охраняет свою партнёршу, а оба партнёра охраняют вход в нору.

Гнездовая камера располагается в конце норы, гнездо может быть просто ямкой или иногда включать подстилку из сухих веточек и листьев или перьев. В норе есть боковой туннель, служащий туалетом для птенца. Самка откладывает одно яйцо белого цвета, высиживают его оба партнёра по очереди 40–45 дней. Вылупившиеся птенцы после того как высохнут напоминают чёрный пушистый шарик с торчащим из него чёрным клювом и лапками. Длинный чёрный пух на теле, но более короткий белый на брюхе. Первую неделю родители обогревают птенцов, пока у них не наладится терморегуляция. Выкармливают птенца тоже оба родителя, корм (рыбу) приносят суммарно до девяти раз в день. Исследования атлантических тупиков, однако, показали, что самки насиживают яйца больше времени, чем самцы, а также чаще кормят птенца. Самцы при этом тратят больше времени на поддержание и защиту гнездовой норы. 

 Птенец атлантического тупика в Национальном аквариуме в Мэриленде, США. Фото отсюда.

Птенец первое время не покидает гнездовую камеру, и родители зовут его с помощью специального сигнала и передают рыбку из клюва в клюв; по мере взросления птенца родители начинают бросать рыбу у входа в нору. Птенцы оперяются и встают на крыло в возрасте 34–59 дней, в зависимости от вида и местообитания. После этого родители о них не заботятся, и юные тупики самостоятельно добираются к морю, где живут два–три года, после чего возвращаются на колонию, где появились на свет.

Колонии тупиков разнятся по численности: могут быть от всего лишь нескольких пар до тысячи у ипаток, до пятисот тысяч у топорков и до четырех миллионов у тупиков! При такой массовости необходимо как-то взаимодействовать. Тупики молчаливы, поэтому основную роль в социальном поведении играют визуальные демонстрации. Давайте рассмотрим поведение в колонии на примере ипатки, у тупика и топорка они сходные.

   Атлантические тупики у входа в свои норы на побережье Канады. Фото отсюда.

Птицы защищают вход в свою нору, а норы разных особей расположены на небольшом расстоянии друг от друга. Поэтому при перемещении по колонии нужно соблюдать осторожность: идти быстро, с опущенной головой, как бы говоря соседям: «я просто прохожу мимо и не собираюсь причинять хлопот». Есть у ипаток специальная поза приземления, когда в течение нескольких секунд она держит тело низко над землей, расправляет крылья, наклоняет голову вниз или вытягивает ее. В конце демонстрации птица делает несколько широких шагов, не выпрямляясь. Скорее всего, такая поза тоже служит для того, чтобы показать миролюбивость намерений.

Держа пост у входа в нору, ипатка медленно широкими шагами ходит вокруг него, прижав клюв к груди, напоминая маленького солдатика (а, на рисунке ниже). Если на территорию вторгается другая ипатка, охранник демонстрирует угрозу, таких угрожающих поз несколько. Ипатка может вскидывать клюв вперёд и вверх, замирая в таком положении на несколько секунд (б), или становиться параллельно земле, слегка втягивая шею в плечи и направляя клюв в сторону противника (в); либо широко раскрывать клюв, вытягивая шею и взъерошивая оперение на голове и шее, чтобы казаться больше (г); демонстративно рассматривать вторженца с наклонённой головой.  

Рисунок из статьи Д.С. Бахтурина, А.В. Кленова, 2015. Сравнительный анализ поведения трех видов чистиковых птиц (Charadriformes, Alcidae): большой конюги (Aethia cristatella), белобрюшки (Cyclorrhynchus psittacula) и ипатки (Fratercula corniculata)

Если демонстрация угрозы не подействовала, может начаться бой: птицы сцепляются клювами или хватаются за затылок и бьют друг друга раскрытыми крыльями и лапами (посмотрите это видео). Иногда, увлечённые дракой, соперники падают со склона или скалы, всё ещё сцепившись. Драка может длиться несколько минут, поэтому изредка соперники могут отдыхать, лежа рядом с распластанными крыльями, но не разжимая клювов. Заканчивается драка освобождением одной из птиц, которая при этом сразу убегает, а соперник некоторое время преследует её. 

Бой может собрать вокруг толпу любопытных зрителей, как, впрочем, и брачные демонстрации или какая-то иная активность. У ипаток есть и дружелюбное поведение. В колонии или на воде они формируют так называемые клубы, в которых отдыхают или общаются. Клуб ипаток насчитывает 10–12 особей, клуб топорков — до 15–20 особей. Между партнёрами по клубу или брачными партнёрами происходят парные взаимодействия — дуэты, или биллинги. При них птицы находятся близко друг к другу: на расстоянии одного корпуса. Партнёры быстро двигают клювами из стороны в сторону, иногда касаясь ими друг друга, отчего раздается характерный механический стук. Ипатки могут держать клюв закрытым, а могут открывать и закрывать во время движений. Партнёр может поддерживать дуэтные движения, оставаться к ним равнодушным, или же реагировать агрессивно при нежелании общаться. Биллинг между брачными партнёрами может использоваться для укрепления связи в паре или демонстрации перед сородичами своего парного статуса.

  Дуэт ипаток. Фото Andrew Spenser, отсюда. 

Также у ипатки есть такая форма поведения как демонстрация гнездового материала, когда птица берёт клювом сухую траву или срывает пучки зелёной травы. Она может подолгу сидеть или перемещаться по поверхности колонии с травой в клюве, может ронять её и брать клювом заново. Предположительно, такое поведение также служит для укрепления связи между брачными партнёрами, показывает готовность к заботе о потомстве. У топорков также описаны демонстративные зевки, когда птица раскрывает клюв как при зевании, но более широко, напряженно и длительно (от двух секунд) и вытягивая шею. После таких зевков часто наблюдали угрожающие демонстрации, так что они могут отражать беспокойство или слабую угрозу. 

При всём разнообразии социальной активности тупики, топорки и ипатки всё же предпочитают какое-никакое уединение, отдыхают, лежа на камне с подогнутыми ногами, осматриваются, потягиваются, чистят оперение. Топорки стараются размещаться на камнях достаточно разреженно, приближаясь друг к другу лишь для социальных взаимодействий. Даже ипатка, схожая с топорком по уровню социальной активности, проводит в присутствии соседа почти вдвое больше времени, чем топорок.

 В отличие от многих других колониальных морских птиц, тупики довольно молчаливы. А если и издают звуки, то весьма неблагозвучные и даже пугающие: низкое гортанное рычание у топорка (послушайте здесь), жутковатый смех «аааа-ахахаха» у ипатки (послушайте здесь), урчащее рычание «ааааррр» и низкое хрюканье у тупика (послушайте здесь).

    Отдыхающие на скале ипатки, остров Медный, Командорские острова. Фото Юлии Михневич. 

Вот мы и познакомились с этими удивительными птицами, Желаю вам обязательно встретить их лично, они оставляют незабываемое впечатление. Мне повезло наблюдать топорков и ипаток на Командорских островах: любоваться, как колышутся на ветру золотистые косицы топорка, как он прыгает со скалы, расправляя короткие чёрные крылья, как ипатки-кумушки с кокетливо подведёнными глазами сидят рядышком на валуне или отдыхают на воде.

Автор: Юлия Михневич, зоолог, научный журналист.

Литература:

Бадикова А.А., Дзержинский Ф.Я., 2014. Функциональная морфология и адаптации челюстного аппарата тупиков и топорков (Fraterculini, Alcidae, Charadriiformes). https://elibrary.ru/item.asp?id=22020462&

Бахтурина Д.С., Кленова А.В., 2015. Сравнительный анализ поведения трех видов чистиковых птиц (Charadriformes, Alcidae): большой конюги (Aethia cristatella), белобрюшки (Cyclorrhynchus psittacula) и ипатки (Fratercula corniculata). https://www.semanticscholar.org/paper/СРАВНИТЕЛЬНЫЙ-АНАЛИЗ-ПОВЕДЕНИЯ-ТРЕХ-ВИДОВ-ПТИЦ-И-Бахтурина-Клёнова/f44fd9fad9864565b9392562a3295fca3151064d

Водолазова Д.С., Кленова А.В., 2019. Поведение топорка (Lunda cirrhata, Alcidae, Charadriiformes) на поверхности колонии. https://www.elibrary.ru/item.asp?doi=10.1134/S0044513419010173

Михтарьянц Э. А., 2017. Заметки по экологии и поведению топорка Lunda cirrhata. https://cyberleninka.ru/article/n/zametki-po-ekologii-i-povedeniyu-toporka-lunda-cirrhata/viewer

Паевский В.А.. Этимология названий птиц Палеарктики // Товарищество научных изданий КМК. М–СПб. 2018. 289 с.

Audubon Project Puffin. https://projectpuffin.audubon.org/birds/puffin-faqs

Creelman E., Storey A. E., 1991. Sex Differences in Reproductive Behavior of Atlantic Puffins. https://academic.oup.com/condor/article-abstract/93/2/390/5185407?login=false

Doutrelant C. et al., 2013. Colouration in Atlantic puffins and blacklegged kittiwakes: monochromatism and links to body condition in both sexes. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1600-048X.2013.00098.x

Dunning J. et al., 2018. Photoluminescence in the bill of the Atlantic Puffin Fratercula arctica. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00063657.2018.1563771

Evtukh G.Yu., 2019. Fluorescence among Fraterculinae subfamily. https://cyberleninka.ru/article/n/fluorescence-among-fraterculinae-subfamily/viewer

Harris M., 2014. Aging Atlantic puffins Fratercula arctica in summer and winter. https://www.semanticscholar.org/paper/Aging-Atlantic-puffins-Fratercula-arctica-in-summer-Harris/255de1719d2d06208bbe50e6354921fc84fe45b7

Lowtner P.E. et al., 2002. Atlantic puffin (Fratercula arctica). https://www.researchgate.net/publication/250143934_Atlantic_Puffin_Fratercula_arctica

Piatt J., 2002. Tufted Puffin (Fratercula cirrhata). https://www.academia.edu/20957609/Tufted_Puffin_Fratercula_cirrhata_

Piatt J., Kitaysky A.S., 2002. Horned Puffin (Fratercula corniculata). https://www.academia.edu/20957608/Horned_Puffin_Fratercula_corniculata_

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

Schraft H.A., Whelan S., Elliott K. H., 2019. Huffin’ and puffin: seabirds use large bills to dissipate heat from energetically demanding flight. https://journals.biologists.com/jeb/article/222/21/jeb212563/224494/Huffin-and-puffin-seabirds-use-large-bills-to