Ежегодно весной птицы прилетают в центральную часть России, а осенью возвращаются в теплые края на зимовку, улетая иногда за тысячи километров от мест, где родились. Много удивительного узнали ученые, используя птиц. Установлено, например, что многие птицы с зимовок летят на то же место, где они родились или выводили птенцов в прошлые годы.
Наблюдения показали, что во время дальних перелетов птицы летят над незнакомыми и подчас не свойственными для них местами: водоплавающие – над пустынями, а типично сухопутные воробьиные птицы перелетают просторы океана.
Какой компас управляет куликами-кроншнепами, которые летят 9700 км от мест зимовок (на острова Тихого океана) и из них 3200 км над открытым морем? Как выбирают путь полярные крачки, летящие из Северной Америки в Южную не прямо, а мимо побережий Европы и Восточной Африки? При этом они перелетают свыше 10000 км преимущественно над морем без каких-либо зрительных ориентиров. Чем же руководствуются, как ориентируются птицы при выборе направления полета в таких местах?
Ученые предположили много гипотез и проделали большое количество опытов, чтобы объяснить, как ориентируются птицы. Предполагали, например, что они могут учитывать изменения магнитного поля Земли в различных местах. Возникающее у птиц особое магнитное чувство направляет их, как компас, в одном и том же направлении.
Немецкий ученый Крамер предложил «клеточный» метод изучения ориентации птиц. Птица, посаженная в клетку, когда наступает время перелета, проявляет так называемое миграционное беспокойство, прыгая в клетке. Оказалось, что направление этих прыжков в основном соответствует общему направлению перелета птиц в природных условиях.
Клетка, в которой проводились опыты, была круглой и диаметром 60 см. Выяснилось, что когда небо покрыто облаками и солнца не видно, птицы в клетке прыгали в разные стороны ненаправленно, а при безоблачном, солнечном небе – направленно. Когда же при помощи зеркала изменяли падение солнечного луча в клетке, на такой же угол изменялось направление прыжков птиц. Эти опыты показали, что птицы используют для ориентации Солнце.
Исследователь М. Е. Шумаков проводил подобные опыты в клетке диаметром 80 см и высотой 20-40 см. Птицы, не видя окружающей местности, прыгали в клетке в том направлении, которое совпадало с общим направлением перелета пернатых. Однако такое совпадение ученый наблюдал лишь в безоблачную солнечную погоду.
Интересные опыты на ночных перелетных птицах провел Зауер. Местом опыта он выбрал небольшой планетарий. Его опыты показали, что птицы могут ориентироваться по звездам. Славки, помещенные в такой планетарий, имитирующий расположение звезд на небе окружающей местности, начинали полет в том же направлении, как и под открытым небом. При весеннем искусственном небе славки летели в одну стороны, а при осеннем – в противоположную.
Кроме зрительной ориентации по Солнцу и звездам, птицы могут ориентироваться на небольшом расстоянии с помощью эхолокации, как это делают стрижи-солонганы. Издавая негромкие щелкающие звуки, они воспринимают отраженное от стен эхо и, не натыкаясь на стены пещеры, летят к гнезду в полной темноте около двух километров.
Несмотря на то, что способность птиц ориентироваться издавна привлекала внимание человека, эта загадка до сих пор не разрешена. Ряд крупных исследований дает надежду на то, что в ближайшее время усилиями орнитологов, физиков и физиологов она будет разрешена, а принципы птичьей ориентации будут в основе построения новых навигационных приборов и систем.
