Jak ptáci vědí, kdy je čas odletět na jih a vrátit se zpět – Moskva 24, 03.04.2024

Duben je měsícem hromadné migrace ptáků vracejících se z jižních oblastí. Proč ptáci potřebují neustále měnit své bydliště a jak se orientují za letu, říká vědecký pozorovatel Nikolai Grinko.

Foto: Moskva 24/Lidiya Shironina

Učebnicová krajina Alexeje Savrasova „The Rooks Have Arrived“ zobrazuje časné jaro ve vesnici Susanino. Návrat těchto ptáků do našeho regionu ze zimovišť (Kazachstán, Střední Asie a Afghánistán) se zpravidla slaví dvacátého března. Jako první s nimi přilétají skřivani a konipasci, koncem května dokončují migraci rorýsi a kukačky.

Už od školních let víme, že stěhovaví ptáci odlétají v zimě do teplejších oblastí, protože v této době je mnohem snazší najít tam potravu – semena, hmyz, červy a tak dále. Tyto regiony mají ale i v létě bohaté zásoby potravin – proč se vracet? Nebylo by jednodušší tam zůstat po celý rok?

Důvodem zpětné migrace je, že ptáci potřebují prostor k rozmnožování. Původní domovinou stěhovavých ptáků nejsou severní zeměpisné šířky, ale právě ty jižní oblasti: severní Afrika, Asie, Indie. Ale v období rozmnožování začíná populace pociťovat zvýšený stres a nepříjemnosti. Za prvé, ptáci potřebují více potravy, což znamená více prostoru pro její získání. Za druhé potřebují vhodná místa pro hnízdění, kterých v jejich domovině bylo stále méně. A za třetí, vejce, kuřata a rodiče, kteří je inkubují, se ukáží jako mnohem bezbrannější vůči predátorům.

Proto před mnoha staletími začali v této době někteří jižní ptáci létat do vysokých zeměpisných šířek. V létě se tam dá krmit a dravci nebyli s novými druhy příliš obeznámeni. Postupně se objevila i transkontinentální migrace, za kterou létají vlaštovky nebo rybáci arktické tisíce kilometrů.

Foto: portál starosty a vlády Moskvy/Daria Myasina

Aby byl let úspěšný, musí se ptáci pohybovat vesmírem velmi přesně. V roce 1957 navrhl německý biolog Gustav Kramer koncept „mapy a kompasu“, který je stále aktuální. Podle ní musí migrující pták nejprve určit svou vlastní polohu vzhledem k cíli (fáze navigace, tedy „mapa“), a poté zvolit a udržovat směr vzhledem ke světovým stranám (fáze orientace, tj. , „kompas“).

Dnes se obecně uznává, že ptáci používají k orientaci tři různé „kompasy“. Jedna z nich je magnetická. Vědci nemají jednotnou teorii o biologickém mechanismu, který je za to zodpovědný. Četné experimenty však ukazují, že ptáci jsou skutečně schopni navigace podle magnetického pole Země. To nepřímo potvrzuje i fakt, že během magnetických bouří se zvyšuje počet ptáků, kteří se při migraci zřítí nebo se ztratí.

Existují ještě dva „kompasy“ – hvězdný a solární. Astronomická orientace je pro ptáky snazší: jejich oči dokonale vidí nebeské objekty a jejich vyvinutý mozek tyto informace zpracovává – a to bylo také experimentálně potvrzeno. Například stěhovaví ptáci na jaře a na podzim zažívají takzvaný stěhovavý neklid: zjednodušeně řečeno, v této době jsou „taženi k cestování“.

Aby se zjistilo, zda má tento pohon určitý směr, byli ptáci umístěni do klecí, přes které se na strop promítal obraz noční oblohy. Autoři experimentu zároveň vyloučili fungování magnetického „kompasu“. V důsledku toho neklidní ptáci, kteří viděli hvězdy nad svými hlavami, bojovali na podzim proti jižní stěně klece a na jaře proti severní stěně. Autoři experimentu navíc mohli tyto směry změnit otáčením obrázku oblohy.

Mechanismy ptačí migrace nepochybně stále skrývají mnohá tajemství, ale jednoho dne je biologové budou schopni všechna odhalit.

• existuje? Vědci zjistili, kteří ptáci skutečně mají ptačí mléko
• Kde je to jemné: vědci přišli na to, proč mají ptáci tak hubené nohy

Na tuto otázku lze správně odpovědět minimálně ze tří různých pozic. Tyto odpovědi se budou vzájemně doplňovat, a jsou proto stejně důležité. Za prvé, jaký je mechanismus tohoto jevu? Za druhé, proč to ptáci dělají – jaký je význam (funkce) tohoto chování? A nakonec, jak se stalo, že ptáci někam odletí a pak se vrátí (tedy jaký je původ a vývoj tohoto jevu)? Níže se krátce zamyslíme nad těmito třemi aspekty.

Jak?

Pokud jsou stěhovaví ptáci chováni v zajetí, dochází k jejich vyrušování během běžných sezónních migrací. Tento stát se nazýval migrační. V této době můžete například pozorovat atypickou aktivitu v noci. Je to dáno tím, že malí ptáci létají hlavně v noci. To znamená, že se zdá, že se snaží realizovat svou touhu migrovat, i když jim to (v zajetí) není dovoleno.

Kromě toho se ptáci snaží orientovat ve směru, kam by normálně měli létat. Tato funkce je široce využívána při studiu orientace ptáků pomocí tzv kulaté buňkyNebo Cramerovy buňky, pojmenovaný po německém ornitologovi Gustavu Kramerovi. V takových klecích (kulatého tvaru) jsou po obvodu hřady a jeden hřad je umístěn ve středu klece. Při skákání je pro ptáka výhodnější skočit z centrálního bidýlka na jedno z okrajových. Podle toho, kam je nejčastěji navštěvované periferní bidlo orientováno (ke světovým stranám), se určí, kterým směrem pták „chce“ migrovat.

Touha po migraci na jih (na podzim) nebo návratu domů (na jaře) se tedy u ptáků projevuje i tehdy, když to nemají dovoleno. To znamená, že migrační stav je ve skutečnosti instinktivní fenomén. U našich ptáků je spouštěn především vztahem mezi tmavou a světlou denní dobou (tzv. fotoperioda). Určitá hodnota tohoto parametru je jakýmsi spouštěčem migrace. To bylo prokázáno mimo jiné experimentálně.

Jak ptáci hledají cestu

Při výběru směru mohou ptáci využít několik zdrojů informací.

Důležité pro migrující ptáky sluneční disk, kterým určují směr. Slunce během dne neustále mění svou polohu na obloze, takže jej lze použít pro orientaci pouze s přihlédnutím k časuуya odškodnění. Jinými slovy, ptáci musí mít své vlastní „vnitřní hodiny“. A ptáci tuto schopnost skutečně mají. Zajímavé je, že ptáci se mohou pohybovat podle slunečního světla, a to i bez toho, aby viděli samotné slunce (například za oblačného počasí). K tomu využívají polarizované světlo, které vzniká při rozptylu a odrazu světla a je vždy přítomno v atmosféře.

Dalším důležitým zdrojem informací je hvězdné oblohy. V tomto případě jsou ptáci vedeni určitými hvězdami a jejich souhvězdími.

Orientace na slunce a hvězdy není vrozená. I když mládě má samozřejmě předpoklady k utváření takových dovedností už od narození. Ale aby se dovednost plně rozvinula, ptáček se musí naučit. Jak přesně to dělá, je stále málo jasné. Účast jiných ptáků zde ale není nutná. To znamená, že ptáci musí mít jiný navigační systém, zcela vrozený. Na jeho základě by mohli kalibrovat („ladit“) další orientační systémy. Tento vrozený systém, který je také nejstarší, je magnetorecepce. Pomocí zemského magnetického pole mohou ptáci volit směry „poleward“ a „equatorward“ (což znamená magnetický pól a rovník). Orientace podle magnetického pole je přitom hrubší než u slunce a hvězd. Například tímto způsobem nelze rozlišit směr „jih“ od směru „sever“. Zřejmě proto se ptáci naučili využívat i nebeské orientační body (slunce, hvězdy), což jim umožňuje přesnější navigaci.

Na závěr je třeba říci něco o „obyčejných“ orientačních bodech. Používají je samozřejmě i ptáci, ale role toho není zcela jasná. Není pochyb o tom, že ptáci mohou používat orientační bodykdyž se ocitnou v jim známé oblasti. Orientační body navíc mohou hrát roli při výběru konkrétní migrační trasy. Již dlouho je například známo, že mnoho vodních ptáků (kachny, husy) se při migraci drží na mořských pobřežích nebo na korytech velkých řek.

Proč?

Nyní se podívejme, proč se ptáci musí vrátit domů. Jaký to má smysl (funkci)? Jak jim to pomáhá přežít? Koneckonců, aby se instinkt probíraný v předchozím pododdílu vytvořil, musí mít nějakou hodnotu – jinak by prostě nevznikl.

V životě ptáků lze rozlišit několik období. Opakují se každý rok, takže většinou mluvíme o ročním cyklu. V typickém případě vypadá roční cyklus takto: hnízdění, línání, podzimní migrace, zimování, jarní migrace, znovu hnízdění a pak „dole v seznamu“. Všechna tato období jsou důležitá, ale zvláště důležité je období hnízdění. V této době ptáci chovají potomstvo, vyžadují mnoho dalších výdajů – jak času, tak energie. Proto se úspěšně rozmnožují pouze ti jedinci, kteří tak činí na pro ně příznivých místech, na která jsou nejlépe adaptováni.

Proč naši ptáci obvykle nehnízdí například v tropech? Jsou zde dva hlavní důvody. Za prvé nejsou dobře přizpůsobeny tamním podmínkám. To znamená, že tam mohou bydlet, získat vlastní jídlo, dokonce i zpívat, ale na víc nemají dost. Je těžké najít vhodné místo pro hnízdo, je obtížné krmit mláďata atd. A za druhé, v tropech je spousta místních přisedlých druhů, které „přehrávají“ migranty v konkurenčním boji – jak přímém (např. pro hnízdní úkryty) a nepřímé (pro potravu).

Stává se ale i to, že naši severáci najdou vhodné podmínky někde daleko na jihu a zůstanou tam hnízdit. V některých případech to může časem dokonce vést ke vzniku nových forem. Dobrým příkladem je kachna divoká (Anas platyrcynchus, rýže. 1), běžné ve středním Rusku, včetně Moskvy. A kromě toho hnízdí po celé Severní Americe a Eurasii, od tundry po subtropy. Tento druh je tedy velmi flexibilní. Proto možná není divu, že některé populace, které si během migrace našly cestu na tropické ostrovy, tam zůstaly a usadily se.

Obr. 1. Kachna divoká (vlevo ženský, vpravo mužský). Foto z ru.wikipedia.org

Nyní jsou takové formy dokonce považovány za samostatné (ale příbuzné) druhy. Jedná se o kachnu havajskou Anas (platyrhynchus) wyvilliana a Laysan modrozelená Anas (platyrhynchus) laysanensis, oba druhy jsou z Havajských ostrovů (obr. 2).

Obr. 2. Kachna divoká havajská (vlevo) a Laysan teal. Samci a samice těchto druhů se neliší a připomínají samici kachny divoké. Foto z birdlife.org

Existují ještě zajímavější výjimky. Jedním z nich je černá hedvábná voskovka (Phainopepla nitens, rýže. 3), žijící v Severní Americe. Tento pták dokáže hnízdit dvakrát ročně. Na jaře chová mláďata v Kalifornii. A na podzim se stěhuje do Colorada. Zde opět hnízdí. Takové hnízdění na dvou různých místech je mezi ptáky ojedinělým případem. Jak je tedy pro zoologii obecně charakteristické, existují pouze obecné tendence či pravidla s mnoha různými výjimkami.

Obr. 3. Černý hedvábný voskovka (Phainopepla nitens). levý mužský, vpravo ženský. Fotografie z en.wikipedia.org

Nakonec vám musíme stručně říci, proč ptáci obecně létají v zimě do teplejších oblastí. Hlavním důvodem je nedostatek jídla. Proto odlétají především ty ptačí druhy, které se živí volně žijícím hmyzem. V zimě se taková potrava samozřejmě sehnat nedá. Takže migrují, dalo by se říci, nuceně. Na našem území zůstávají stejné druhy, které si v zimě dokážou najít potravu. Jsou to například sýkorky, které obratně vyhledávají spící hmyz v různých štěrbinách a jídelníček si zpestřují semínky. Nebo strakapoud velký (Dendrocopos major), krmení semeny smrku a borovice v zimě.

Proč?

Proč ale ptáci, kteří hnízdí v severních zeměpisných šířkách a zimují v tropických zeměpisných šířkách, dělají toto a ne jinak? Proč nehnízdí třeba v zimě v tropech a v létě nejedou odpočívat na sever? Abychom na to odpověděli, je také nutné zvážit evoluční aspekt. Totiž historie rozšíření druhů.

Faktem je, že mnoho našich ptačích druhů je jižního původu. Všichni jsou z Afriky nebo jižní Asie. V průběhu své evoluční historie se z těchto oblastí postupně rozptýlili. Vznikly nové populace a druhy, které se přizpůsobily novým, severnějším podmínkám. Tváří v tvář nepříznivým zimním podmínkám v nových podmínkách byli tito ptáci nuceni migrovat na jih. A tato cesta vedla do oblastí, kde tyto druhy původně vznikly. Jakási historická paměť. Proto existuje známá analogie, že migrační cesta obecně opakuje distribuční cestu druhu. Samozřejmě není nutné přesně spojovat zimoviště a oblast, ze které přesídlování začalo. Je zde korespondence, ale je přibližná. Pokud tedy nějaký druh zimuje v tropické Asii, můžeme mluvit o jeho asijském původu, ale ne nutně tropickém.

Zimní oblasti mohou zůstat konzervativní, i když to není příliš vhodné. To je například situace s dubrovnickými ovesnými vločkami (emberiza halo) – asijský druh, který se nedávno rozšířil do Evropy až do pobaltských států. Pro evropské ptáky by to samozřejmě bylo kratší dobu, než by letěli na zimu do Afriky, nicméně do jihovýchodní Asie létají „po staru“ – stejně jako ptáci ze Sibiře a Dálného východu (obr. 4).

Obr. 4. Gnezdovoy (červená) a zimování (zelená) stanoviště strnada dubrovnického. Diagram byl sestaven na základě materiálů z webu xeno-canto.org, foto A. S. Opaev

Dubrovník teprve nedávno začal hnízdit v Evropě. Většina ostatních druhů, starověkých přistěhovalců z Asie, ale časem svá zimoviště změnila. Evropské populace začaly trávit zimu v Africe – což je samozřejmě blíže a pohodlnější.

Historie druhu je tedy také důležitá pro pochopení toho, jak se nyní chová. Ale žádný ze tří aspektů (mechanismus, funkce, evoluce), brány samostatně, nemůže odpovědět na položenou otázku. A teprve společně dokreslují ucelený obrázek o tom, proč a proč se ptáci na jaře vracejí.

Odpovězeno: Alexej Opajev