Burung-burung yang bepergian, yang jangkauan migrasinya benar-benar planet, harus bergantung pada bidang-bidang yang berorientasi global, karena sifat fisik dasar dunia dan ruang di sekitarnya. Terutama banyak harapan untuk memahami mekanisme orientasi burung yang bermigrasi telah menghasilkan medan geomagnetik di antara para ahli burung, yang keberadaannya membedakan Bumi dari semua planet terdekat dari tata surya.

Mekanisme migrasi burung

Dengan tingkat konvensional tertentu, Bumi dapat dibayangkan sebagai bola bermagnet raksasa. Di setiap titik di permukaan dunia ada medan magnet, arahnya mudah ditentukan dengan menggunakan jarum kompas, yang selalu menghadap kutub magnet. Ingat bahwa kutub magnet planet ini terletak agak jauh dari kutub geografis yang digambar pada peta atau globe yang dilalui sumbu rotasi Bumi.

Panah kompas konvensional hanya bergerak ke kanan dan kiri, oleh karena itu, panah hanya menunjukkan arah komponen horizontal bidang, yang diarahkan sepanjang meridian magnetik ke kutub magnet Bumi. Tetapi gaya-gaya magnetisme terestrial tidak hanya beraksi di bidang horizontal, tetapi juga menuju pusat planet, yaitu medan magnet juga memiliki komponen gravitasi yang vertikal atau, seperti kata mereka,. Jika jarum kompas dapat bergerak ke segala arah, termasuk naik dan turun, maka posisinya akan berubah saat bergerak dari ekuator ke kutub.

Di khatulistiwa, ia akan terletak sejajar dengan permukaan Bumi, yaitu, benar-benar horizontal, menunjuk dengan ujungnya yang termagnetisasi benar-benar ke utara. Saat bergerak menjauh dari garis khatulistiwa, penyimpangannya dari horizontal akan menjadi lebih nyata dan akhirnya di kutub utara panah akan beralih ke pusat planet, yaitu, ia akan naik secara vertikal. Di kutub magnet selatan, panah juga akan menempati posisi vertikal, tetapi ujung utara yang bermagnet akan menghadap ke atas secara ketat. Dengan demikian, kompas yang memiliki alat semacam itu dapat digunakan tidak hanya untuk menunjukkan arah ke utara, tetapi juga untuk menentukan posisinya pada meridian, yaitu, sebagai indikator garis lintang.

Hipotesis orientasi magnetik burung yang bermigrasi

Bisakah burung menggunakan magnet terestrial dengan cara yang sama seperti kita menggunakan kompas konvensional, yang panahnya, mematuhi komponen horisontal medan magnet, selalu menghadap ke utara? Apakah burung dapat merasakan dan menghargai komponen ini? Hipotesis orientasi magnetik burung yang bermigrasi diungkapkan oleh akademisi Akademi St. Petersburg A. Middendorf lebih dari seratus tahun yang lalu, namun, kemungkinan nyata untuk verifikasi eksperimentalnya muncul pada para ilmuwan hanya dalam beberapa tahun terakhir.

Metode mempelajari migrasi burung

Ternyata merpati dengan spiral terbuat dari kawat logam tipis di kepala mereka dengan arus listrik yang mengalir melalui mereka dari baterai mini dalam percobaan pada cuaca berawan tidak pulang dengan baik. Dalam cuaca yang cerah, mereka menggunakan kompas matahari yang akrab dan dengan penuh percaya diri menuju ke dovecote, sama sekali tidak sedih bahwa arah medan magnet di sekitar kepala mereka tidak ada hubungannya dengan arah magnetisme darat.

Dalam cuaca mendung, merpati dengan spiral di kepala mereka membuat kesalahan besar ketika merencanakan jalur dan terbang ke mana pun, sementara merpati tanpa spiral tidak mengalami kesulitan yang nyata. Sampai saat ini, ada lebih banyak bukti kemampuan burung untuk menggunakan kompas magnetik. Keraguan yang jauh lebih besar disebabkan sejauh ini oleh kemampuan burung untuk menggunakan komponen gravitasi medan magnet untuk menentukan lokasi mereka.

Rotasi bumi dan migrasi burung

Pada suatu waktu, bahkan disarankan bahwa burung memiliki metode navigasi berdasarkan penggunaan pasukan Coriolis. Kekuatan-kekuatan ini muncul karena rotasi bola dunia; mereka meningkatkan arah dari kutub ke ekuator sesuai dengan peningkatan kecepatan rotasi titik-titik yang terletak di permukaan bola bumi. Manifestasi global pasukan Coriolis dalam skala planet mencairkan tepian sungai yang mengalir ke arah meridional, dan memutar pusaran atmosfer raksasa. Penggunaan kekuatan-kekuatan ini didasarkan pada pembangunan gyrocompass - perangkat yang, pada posisi apa pun dari pesawat terbang atau kapal laut, secara spontan menempatkan dirinya di sepanjang meridian geografis. Gaya Coriolis cocok untuk menentukan garis lintang geografis dalam satu belahan bumi dari mereka.

Jika kita menambahkan satu indikator tempat lagi, misalnya, salah satu komponen medan magnet Bumi, maka kita bisa mendapatkan sistem yang diinginkan dari dua koordinat (karena ketidakcocokan antara sumbu magnet dan rotasi), yang memungkinkan kita membuat peta gravitasi-magnetik. Namun, perhitungan menunjukkan bahwa untuk dapat dirasakan oleh burung-burung, gaya Coriolis masih terlalu kecil dan, khususnya, tumpang tindih dan tertutup oleh percepatan yang mempengaruhi burung dalam penerbangan (saat lepas landas, selama akselerasi atau perlambatan, dan memang ketika setiap perubahan kecepatan penerbangan atau posisi di ruang angkasa).

Navigasi burung

Perbedaan antara orientasi kompas dan navigasi

Pergi ke tujuan mencakup dua komponen. Pertama, orientasi kompas - kemampuan untuk mempertahankan jalur yang dipilih untuk waktu yang lama, dan kedua, navigasi - kemampuan untuk merencanakan jalur antara dua titik berdasarkan perbandingan koordinat mereka, yaitu, pada peta yang disimpan dalam memori.

Perbedaan antara orientasi kompas sederhana dan navigasi diilustrasikan oleh pengalaman mengangkut jalak. Beberapa ribu burung ditangkap dan dilingkari, diangkut dari Belanda ke Swiss dan dilepaskan. Burung-burung muda, yang melakukan migrasi pertama dalam hidup mereka, pergi dari Swiss ke barat daya. Mereka berhasil memilih arah yang benar, tetapi mereka akhirnya menyimpang dari jalur dan jelas berada di selatan tempat yang mereka tuju, dan karenanya mereka tidak punya pilihan selain musim dingin di Spanyol dan daerah selatan Prancis.

Menurut kompas, anak-anak muda berorientasi dengan benar, tetapi burung jalak tidak mampu mengoreksi perpindahan tertentu dari rute yang biasa mereka gunakan. Dan burung jalak dewasa, yang sudah memiliki pengalaman migrasi, dengan sempurna menunjukkan bahwa mereka memiliki navigasi penembak jitu yang sangat baik. Mereka dapat menavigasi dan segera membuka jalur baru di arah barat laut dan barat dan sebagai akibatnya mereka dengan mudah mencapai musim dingin yang biasa.

Perbedaan antara orientasi spasial burung dewasa dan burung muda

Apa perbedaan antara orientasi spasial burung dewasa dan burung muda? Kemungkinan besar, gerakan untuk musim dingin pada hewan muda, mengatasi rute untuk pertama kalinya dalam hidup mereka, disubordinasikan terutama ke program perilaku naluriah. Dengan kata lain, jalak muda memiliki kemampuan bawaan untuk terbang ke arah musim dingin dan membayangkan dengan tepat jarak yang harus diatasi untuk mencapai mereka.

Hal lain adalah burung dewasa yang telah mengunjungi apartemen musim dingin dan menerima informasi tertentu di sana. Pertanyaan mana yang paling sulit dan utama, jawaban pasti yang belum ada. Ini bisa berupa informasi astronomis atau geofisika, yang memungkinkan untuk memberikan karakteristik unik dari titik mana pun di permukaan dunia. Jadi, seekor burung dewasa kemungkinan besar dapat membandingkan informasi musim dingin yang tersimpan dengan informasi terkini tentang lokasinya.Semua lebih lanjut adalah masalah teknologi dan merupakan tugas sederhana untuk setiap subjek yang mengetahui keterampilan orientasi menggunakan kompas.

Kemampuan merpati untuk menemukan jalan ke rumah

Kemampuan merpati yang luar biasa untuk menemukan jalan mereka ke rumah telah dikenal sejak jaman dahulu. Pasukan Persia kuno, Asyur, Mesir, dan Fenisia mengirim pesan dari kampanye dengan merpati. Selama kedua perang dunia, pos merpati melayani sedemikian rupa sehingga monumen didirikan untuk menghormati pembawa surat berbulu di Brussels dan kota Lyon di Perancis. Di kompetisi, merpati pos diangkut sejauh 150-1000 kilometer dan dilepaskan. Waktu pengembalian burung ke dovecote direkam menggunakan perangkat khusus. Merpati yang terlatih terbang ke rumah dengan kecepatan rata-rata 80 kilometer per jam, yang terbaik dari mereka mampu mengatasi 1000 kilometer per hari.

Monumen ketiga untuk merpati belum dibangun, tetapi mereka telah lama layak karena kontribusi luar biasa mereka untuk mempelajari cara orientasi burung. Ternyata, misalnya, merpati dapat kembali dari jauh ke dovecote meskipun "rabun jauh" terkuat. Burung-burung “Myopic” dibuat selama percobaan, dengan meletakkan lensa kontak matte pada mata mereka, yang memungkinkan untuk membedakan hanya kontur benda-benda terdekat. Dan dengan lensa seperti itu, merpati dilepaskan 130 km dari dovecote. Burung setengah buta melonjak ke atas dan bergegas pulang ke tempat yang tinggi, tidak melihat apa pun di sekitarnya kecuali kabut abu-abu yang tidak bisa ditembus. Hampir semua orang berhasil sampai ke tempat itu dengan aman, meskipun "miopia" tidak memungkinkan menemukan dovecote itu sendiri. Merpati turun dalam radius 200 meter darinya dan dengan sabar diharapkan menyingkirkan lensa yang mengganggu.

Kompas burung

Ketika sebuah kursus diketahui, Anda dapat mengikutinya untuk waktu yang lama hanya dengan bantuan kompas. Bergantung pada situasinya, burung dengan percaya diri menggunakan "kompas" dari setidaknya tiga jenis berbeda. Di siang hari, burung dengan akurasi tinggi menentukan posisi titik mata angin di matahari. Ini tidak dicegah bahkan oleh selubung cahaya awan selama itu masih memungkinkan Anda untuk merasakan posisi bintang di langit. Pada malam hari, "kompas" bintang datang untuk menggantikan matahari, dan dalam seni menanganinya, banyak burung yang melakukan migrasi malam juga mencapai kesuksesan besar. Ketika cuaca benar-benar memburuk dan langit tertutup awan sepanjang waktu, sebuah "kompas" magnetik datang untuk menyelamatkan para pelancong yang berbulu, yang juga mereka kelola dengan sangat terampil.

Dengan demikian, untuk pertanyaan tentang apa yang digunakan oleh para pelancong berbulu, para ilmuwan memiliki jawaban yang hampir komprehensif. Sejauh ini situasinya lebih buruk dengan pemahaman tentang “peta navigasi” burung dan metode apa yang mereka gunakan untuk menandai lokasi mereka di sana. Ingatlah bahwa pelaut belajar untuk melakukan ini hanya dengan kedatangan alat ukur yang akurat.

Pertama-tama, kronometer - arloji dengan kemajuan yang sangat akurat, memungkinkan Anda melacak ketinggian bintang-bintang di atas cakrawala dan azimutnya pada jam yang ditentukan secara ketat selama perjalanan berbulan-bulan - yaitu, lokasi mereka terkait dengan arah utara. Posisi tokoh-tokoh ditentukan dengan bantuan sextant - instrumen yang agak rumit, yang tanpanya selama tiga abad terakhir tidak ada satu kapal jarak jauh yang meninggalkan pelabuhan. Untuk "mendapatkan tempat" dari kapal, perlu dilakukan setidaknya dua pengukuran ketinggian atau azimuth bintang-bintang - dalam kombinasi apa pun.

Setelah memperoleh angka-angka yang diperlukan dengan bantuan tabel navigasi, sebagian membebaskan navigator dari perhitungan yang rumit, ia dapat menentukan bujur dan lintang geografis, yang dengannya kapal itu pada saat pengukuran, dengan akurasi beberapa mil. Metode navigasi yang lebih akurat, tetapi jauh lebih mahal, menunjukkan posisi kapal atau pesawat dengan akurasi puluhan meter, menjadi mungkin hanya dengan munculnya kendaraan luar angkasa.

Kompas surya dan bintang

Dengan demikian, sesuai dengan posisi Matahari atau bintang-bintang di langit, seseorang tidak hanya dapat mempertahankan arah dengan menggunakan tokoh-tokoh penting sebagai pengganti kompas, tetapi juga menentukan posisi seseorang di permukaan planet menggunakan tokoh-tokoh terkenal sebagai indikator suatu tempat. Saat ini, telah dipastikan bahwa burung memiliki kemampuan bawaan untuk menggunakan "kompas" matahari dan berbintang, karena adanya "jam internal" yang akurat, yang memungkinkan Anda memilih arah yang tepat untuk posisi bintang mana pun pada siang hari.

Bisakah burung menggunakan matahari dan bintang untuk menentukan lokasi?

Jika evolusi sistem navigasi burung akan mengikuti jalur yang sama dengan pengembangan urusan navigasi, maka burung-burung harus menemukan pengganti kronometer, sekstan, kalender dan, apalagi, menguasai jumlah pengetahuan dalam astronomi setidaknya dalam volume program sekolah menengah. Kemudian, menemukan dirinya di daerah yang tidak dikenal, merpati pos yang sama dapat menentukan posisinya dalam kaitannya dengan rumah tersebut, mengevaluasi perbedaan antara ketinggian matahari dan azimuth bintang-bintang di tempat baru dan tinggi yang tersimpan dan azimuth dari bintang yang sama pada hari yang sama dan kemudian waktu yang sama di atas dovecote asli.

Cara termudah adalah menunggu di tempat baru untuk permulaan siang setempat - saat puncak kulminasi dari pusat Matahari. Maka dua hal harus dilakukan. Pertama, lihat jam yang berjalan pada waktu "rumah", dan tentukan perbedaannya pada saat tengah hari. Jika Matahari pergi ke puncak sebelum jam 12.00, maka rumah itu tetap berada di barat, jika kemudian - di timur. Kedua, Anda perlu melihat Matahari dan mengevaluasi ketinggiannya di atas cakrawala. Jika Matahari pada siang hari lebih tinggi daripada di rumah, maka nasib telah membawa Anda ke selatan, jika lebih rendah - selatan ke utara (di Belahan Selatan, tentu saja, sebaliknya).

Pada pandangan pertama, semuanya sederhana, tetapi dalam kenyataannya kesulitan itu tidak dapat digambarkan. Untuk menggunakan metode ini, bahkan dalam modifikasi yang paling sederhana, Anda memerlukan jumlah memori yang luar biasa dan akurasi pengukuran tertinggi. Otak burung tidak memiliki sumber daya memori seperti itu. Selain itu, pengukuran untuk tujuan navigasi terlalu rumit untuk dapat dilakukan "oleh mata".

Misalnya, di garis lintang kota Simferopol, untuk setiap 100 kilometer jalan, ketinggian Matahari berubah hanya 1 °, waktu matahari terbit dan terbenam - kurang dari 5 menit, azimuth Matahari - kurang dari 1,5 °. Lebih mudah untuk menggunakan orientasi astronomi jarak jauh - karena semakin berkurang, persyaratan untuk akurasi pengukuran terus meningkat.

Ahli ornitologi telah bekerja keras untuk menemukan kesamaan dalam metode navigasi burung dan manusia. Tetapi semua studi dalam arah ini belum berhasil. Kemungkinan besar, burung menentukan lokasi mereka di permukaan bumi dan menggambar "peta" mereka dengan cara lain. Yang mana - ini masih harus dilihat di masa depan. Ini adalah bagaimana seorang spesialis terkenal di bidang migrasi burung melihat St. Petersburg profesor V.R. Dolnik: “Kita harus mengakui,” ia menulis, “bahwa sistem navigasi mengarahkan burung ke suatu titik - dalam arti kata yang paling harfiah, di mana mereka pernah menerima (atau dari mana mereka terus menerima) beberapa informasi.

Jelas, batas akurasi sistem yang diketahui oleh kami yang menyediakan navigasi astronomis, geomagnetik, atau gravitasi pada burung adalah 2-3 orde besarnya tidak cukup untuk navigasi ke suatu titik. Ini lagi (seperti dalam studi merpati pos) menimbulkan pertanyaan tentang beberapa faktor yang tidak diketahui yang memungkinkan kita untuk berarti navigasi absolut, atau faktor yang diketahui, tetapi cara yang tidak diketahui menggunakannya untuk navigasi. "