Конкурс «Био/Мол/Текст»-2026/2027

Эта работа опубликована в номинации «Своя работа» конкурса «Био/Мол/Текст»-2026/2027.

Генеральный партнер конкурса — международная инновационная биотехнологическая компания BIOCAD.

---

«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

Каждую осень миллионы птиц покидают места размножения и отправляются на зимовку, а спустя несколько месяцев, весной, проделывают обратный путь. Одни виды перемещаются на сотни километров, другие пересекают континенты, моря и пустыни. Но как птица понимает, куда ей нужно лететь?

Люди наблюдают за сезонными перемещениями птиц уже не одно тысячелетие. Еще в IV веке до нашей эры Аристотель в «Истории животных» описывал перелеты журавлей, пеликанов, перепелов и других птиц и пытался связать их перемещения со сменой времен года [1]. За следующие две тысячи лет сам факт миграции перестал быть загадкой, но появился куда более сложный вопрос: каким образом птицы находят путь между удаленными друг от друга районами? «Весьма интересен вопрос, каким образом птицы находят дорогу при своих перелетах, тянущихся часто на тысячи верст», — писали в конце XIX века в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона [2].

За прошедшие сто с лишним лет орнитологи научились довольно подробно восстанавливать миграционные пути птиц. Сначала главным инструментом было кольцевание: птице надевали на лапу легкое металлическое кольцо с уникальным номером, а если позднее ее находили или повторно отлавливали в другом месте, исследователи узнавали, куда она переместилась. По мере накопления тысяч таких повторных находок на картах постепенно проступали направления и дальность миграций разных видов [3–6]. Позднее появились миниатюрные передатчики и другие устройства слежения, которые птица несет с собой. Они позволили перейти от отдельных точек на карте к гораздо более подробным маршрутам отдельных животных: проследить, где птица летела, где останавливалась и где проводила зиму [7]. Но все эти методы позволяют наблюдать путешествие птицы со стороны. Они показывают, какой путь она прошла, но сами по себе не объясняют, как она ориентировалась в пути.

Особенно загадочна первая миграция. У гусей, журавлей и аистов молодые птицы могут путешествовать вместе со взрослыми и постепенно запоминать маршрут. У многих мелких воробьинообразных такой возможности нет. Молодая птица отправляется в первое путешествие самостоятельно, никогда прежде не видев ни дороги, ни места, куда должна попасть (рис. 1).

Но что именно помогает такой неопытной птице пройти незнакомый путь? Просто ли она следует заранее заданному направлению или способна еще и понимать, где находится? Проверить это можно довольно простым способом — намеренно изменить ее местоположение. Если перенести птицу на сотни километров в сторону от обычного маршрута и выпустить в незнакомой местности, дальнейшее направление полета покажет, заметила ли она смещение. Именно на этой идее почти девяносто лет назад был построен эксперимент, заложивший основу будущих исследований навигации птиц.

Птицы, самолеты и первые поиски навигационной карты

Осенью 1938 года человеческий замысел впервые вмешался в маршрут почти шестисот скворцов. Во время осеннего пролета птиц отлавливали возле Гааги и Хардервейка в Нидерландах, но выпускали совсем в другом месте, у французского городка Дюсе. Так скворцы оказались в сотнях километров от места отлова и в стороне от пути, которым собирались следовать к местам зимовки на западе и юго-западе (рис. 2) [8], [9].

Оставалось узнать, куда они отправятся из новой точки. Сегодня за выпущенными птицами можно было бы следить с помощью миниатюрных передатчиков, но в 1938 году исследователям приходилось полагаться на металлические кольца. Сотни скворцов выпускали на свободу, а затем ждали, пока хотя бы одну из птиц снова поймают или найдут где-нибудь в Европе и сообщат номер кольца. Каждая такая находка становилась новой точкой на карте и позволяла хотя бы приблизительно восстановить дальнейший путь птицы.

Но первый эксперимент не успел дать убедительного ответа. Началась Вторая мировая война, и исследование прекратилось прежде, чем удалось собрать достаточно данных. Альберт Пердек позднее написал об этом предельно кратко: война положила конец опыту [9]. Научный вопрос пришлось отложить.

К опытам с перемещением птиц вернулись в 1948 году, через десять лет после первой попытки. На этот раз птиц решили отправлять не во Францию, а гораздо дальше, к юго-востоку, в Швейцарию. Такое боковое смещение делало возможные исходы особенно наглядными. Если скворцы продолжат лететь обычным западным или юго-западным курсом, они окажутся в Южной Франции или на Пиренейском полуострове. Чтобы добраться до привычных районов зимовки, им придется выбрать совсем другое направление — северо-западное [9].

Исследователи обратили внимание и учли еще одну важную деталь: молодых и взрослых птиц нужно изучать раздельно. Если способность определять собственное положение появляется благодаря опыту, молодые и взрослые птицы должны были отреагировать на перемещение по-разному.

Эксперимент продолжался десять лет: с 1948 по 1957 год. За это время в окрестностях Гааги отловили, окольцевали и перевезли в Швейцарию 11 247 скворцов. Среди них было 7460 молодых птиц, вылупившихся тем же летом и еще ни разу не совершавших миграцию, и 3787 взрослых, уже имевших миграционный опыт. Птиц самолетами доставляли в Базель, Цюрих и Женеву, откуда выпускали в незнакомой для них местности [9].

По современным меркам организация такой перевозки выглядела необычно, и сама по себе представляла довольно сложную логистическую задачу: за несколько часов нужно было разместить, напоить, накормить и доставить самолетом в другую страну сотни скворцов. Птиц помещали в низкие бамбуковые клетки, которые оборачивали бумагой, оставляя небольшие отверстия для вентиляции и световое окно в центре верхней части. Перед отправлением птицам давали воду и корм и во время перелета продолжали кормить. В большинстве случаев скворцов выпускали в Швейцарии менее чем через сутки после отлова [9].

Затем начиналось ожидание, самое долгое и полное неопределенности звено эксперимента. Более одиннадцати тысяч птиц растворились в осеннем небе Европы. Подавляющее большинство из них больше никогда не попалось человеку в руки. Повторно обнаружить удалось только 354 скворца, что составляло около 3,1 % от числа перевезенных. Но даже этих немногочисленных находок оказалось достаточно, чтобы на карте проступили два совершенно разных паттерна [9].

После выпуска в Швейцарии молодые скворцы продолжили лететь на запад или юго-запад — почти в том же направлении, которое привело бы их к месту зимовки, начни они путь из Нидерландов. Вместо этого они оказались в Южной Франции и на Пиренейском полуострове. Скворцы словно располагали исправным компасом и врожденной инструкцией: «осенью лети в эту сторону». Однако определить, что их путешествие началось в необычной точке, и скорректировать маршрут, они не смогли.

Взрослые скворцы повели себя иначе. Оказавшись в Швейцарии, они словно сверились с внутренней картой: определили свое положение относительно привычных мест зимовки и поняли, что теперь цель находится к северо-западу. Поэтому они не продолжили держать курс на юго-запад, а выбрали новое направление, которое вело их на исходный маршрут.

Эти эксперименты и навели ученых на мысль о том, что птицы используют две разные навигационные системы . Одна из них помогает сохранять нужное направление движения — ее называют компасом. Причем компас у птиц не один: они способны ориентироваться по Солнцу, вращению звездного неба и магнитному полю Земли (рис. 3) [10–14]. Все эти ориентиры позволяют определить стороны света и ответить на вопрос «куда лететь?».

Подробнее о том, как устроены навигационные компасы птиц, можно прочитать в наших материалах: о магнитном компасе — в статье «Пазл магнитного компаса птиц» [15], а о звездном — в статье «Как птицы учатся использовать звезды, чтобы найти дорогу домой» [16].

Но опытные скворцы сделали нечто большее. После перемещения они не просто выбрали определенную сторону света, а изменили направление так, словно смогли определить, где оказались относительно привычного маршрута. Эту вторую систему называют навигационной картой.

Эксперименты Пердека показали, что птица может не только сохранять определенный курс, но и корректировать его после перемещения. Но оставался главный вопрос: по каким признакам она определяет, где оказалась? Одно из возможных объяснений появилось задолго до этих опытов. Еще в XIX веке исследователи предполагали, что птицы могут каким-то образом использовать магнитное поле Земли. Так, в 1859 году российский естествоиспытатель и академик Петербургской академии наук Александр Федорович Миддендорф связал направление миграций птиц с земным магнетизмом [17], [18]. Несколько десятилетий спустя, в 1882 году, французский зоолог Камиль Вигье предложил более смелую идею: географические изменения магнитного поля могут сообщать животному не только направление, но и информацию о его местоположении [18], [19].

В то время проверить такое предположение было практически невозможно. Но сама идея оказалась удивительно живучей и спустя десятилетия вернулась уже как предмет экспериментальных исследований.

Как из разных параметров магнитного поля получается карта?

На первый взгляд использовать для навигации магнитное поле кажется странной идеей: оно окружает птицу повсюду. Но каким образом по нему отличить Балтийское побережье от Германии или Великобритании?

Дело в том, что магнитное поле Земли не везде одинаковое. При перемещении по поверхности планеты его характеристики постепенно меняются. Например, меняются напряженность — сила магнитного поля; наклонение — угол, под которым его силовые линии направлены к поверхности Земли, и магнитное склонение — отклонение магнитного севера от географического. Эти изменения можно нанести на обычную карту. Если соединить все места, где магнитное наклонение одинаково, получатся линии — изоклины (рис. 4А). Если таким же образом соединить места с идентичной напряженностью поля — изодинамы (рис. 4Б).

Но одной такой линии все еще недостаточно, чтобы определить точное местоположение. Представьте, что навигатор вместо привычной синей точки сообщает вам только: «вы находитесь на 55-й параллели». Информация, безусловно, полезная: теперь известно, что искать вас нужно не где угодно на планете. Проблема лишь в том, что эта параллель тянется через тысячи километров от Европы через Азию до Северной Америки. Примерно так же работает и один магнитный параметр. Определенное значение наклонения позволяет «поместить» птицу на соответствующую изоклину, но не сообщает, в какой именно ее части она находится.

Решение этой проблемы существует: представьте две прозрачные карты, наложенные друг на друга. На одной проведены линии одинакового магнитного наклонения — изоклины, на другой — линии одинаковой напряженности поля, изодинамы. По отдельности каждая из них сообщает лишь: «ты находишься где-то вдоль этой линии». Но если совместить две карты, линии пересекутся и область поиска резко сузится. Получается своеобразная магнитная координатная сетка, работающая примерно по тому же принципу, что широта и долгота (рис. 5А, Б) [10], [20], [21].

Так невидимое магнитное поле Земли теоретически может превратиться для птицы из простого физического фона в сетку невидимых линий, пересечения которых становятся магнитными «адресами» разных участков планеты [22]. Птице при этом совершенно не обязательно знать, сколько градусов составляет наклонение или какова напряженность поля. Ей достаточно уметь различать эти характеристики и связывать их сочетания с определенными участками пространства.

Правда, реальное магнитное поле Земли устроено сложнее аккуратной координатной сетки из школьного атласа. Классическую бикоординатную модель часто иллюстрируют сочетанием наклонения и напряженности, однако во многих районах их градиенты проходят почти параллельно, поэтому использование этих двух параметров далеко не везде позволяет однозначно определить положение [10], [23]. В качестве второй координаты могут использоваться и другие характеристики поля, например, склонение (рис. 6А, Б) [10], [24], [25].

Чтобы проверить, действительно ли магнитное поле служит для мигрирующих птиц источником географической информации, нужно было поставить довольно необычный и методически сложный эксперимент: изменить магнитный «адрес» птицы и посмотреть, поймет ли она, что переместилась на сотни километров?

От реальных перемещений к магнитной телепортации

К изучению этого вопроса приложили руку российские ученые, которые отлавливали взрослых тростниковых камышевок во время весенней миграции на Куршской косе. В это время птицы направлялись преимущественно на северо-восток к местам размножения. Перелетные птицы особенно удобны для подобных исследований, поскольку даже в неволе сохраняют сезонную миграционную мотивацию и стремятся двигаться в направлении естественного перелета — такое поведение называют миграционным беспокойством. Весной и осенью в привычное для миграции время птицы становятся активными, а у ночных мигрантов пик такой активности приходится на темное время суток. Люди, которым доводилось держать дома диких перелетных птиц, возможно, замечали, что весной и осенью те становятся необычайно активными по ночам — они прыгают, хлопают крыльями и пытаются взлететь.

Чтобы узнать, в какую сторону стремится продолжить путь каждая камышевка, ее помещали в конус Эмлена — небольшую круглую арену с наклонными стенками, названную в честь придумавшего ее орнитолога [26]. В разгар миграции желание двигаться к цели настолько велико, что птица продолжает показывать выбранное направление даже в клеточных условиях, почти как в мотивационной шутке, которую любят повторять бизнес-коучи: если можешь бежать к цели — беги, не можешь бежать — иди, не можешь идти — ползи, а если не можешь и ползти — хотя бы ляг головой в сторону цели. Камышевка в конусе Эмлена поступает примерно так же: не имея возможности улететь, она постоянно прыгает к той стороне арены, куда стремилась бы направиться на свободе (рис. 7).

Когти оставляли на стенках конуса следы, по распределению которых исследователи определяли выбранный птицей азимут. Одного испытания было недостаточно: каждую особь тестировали несколько раз, после чего результаты повторных тестов объединяли. Затем данные отдельных птиц приводили к среднему значению, чтобы выяснить, в какую сторону в целом ориентировалась вся группа. После первых испытаний на Куршской косе камышевок перевозили на самолете примерно на тысячу километров к востоку, в район Звенигорода под Москвой, и снова тестировали в конусах Эмлена.

Если бы птицы не заметили перемещения, они продолжили бы ориентироваться на северо-восток. Однако из новой точки прежний курс увел бы их в сторону от предполагаемых мест размножения. Камышевки поступили иначе: они повернули на северо-запад. Значит, птицы каким-то образом определили, что оказались слишком далеко к востоку, и скорректировали дальнейший путь (рис. 8) [27].

Однако у этого опыта было важное ограничение. При физической перевозке одновременно менялся весь набор доступных птице сигналов. Другими становились запахи, окружающий ландшафт, вид звездного неба и характеристики магнитного поля. Камышевки продемонстрировали способность компенсировать смещение, но по-прежнему было непонятно, что именно сообщило им о новом положении.

Ответ удалось получить через несколько лет, когда настоящее путешествие заменили его магнитной имитацией (рис. 9). С помощью системы магнитных катушек Мерритта исследователи создали на Куршской косе магнитные условия, характерные для района Звенигорода. Установка состояла из трех расположенных перпендикулярно друг другу наборов катушек. Каждый из наборов изменял магнитное поле вдоль одной из пространственных осей (рис. 10) [28]. Регулируя силу и направление тока, ученые могли управлять суммарным магнитным полем внутри установки: менять его напряженность, наклонение и склонение так, чтобы оно соответствовало точке примерно в тысяче километров к востоку.

На протяжении этой части эксперимента камышевки жили внутри магнитной установки, там же проходили ориентационные тесты. Их никуда не перевозили: птицы оставались на Куршской косе, дышали тем же воздухом, видели то же звездное небо, слышали те же звуки и находились среди того же ландшафта. Почти все окружающие сигналы сообщали им, что они находятся на прежнем месте. Только магнитное поле утверждало: «вы находитесь в районе Звенигорода».

Камышевки отреагировали на эту подмену так, словно их действительно переместили на тысячу километров к востоку (рис. 11). В естественном магнитном поле они ориентировались на северо-восток, а после виртуального перемещения повернули на северо-запад — почти так же, как птицы, которых прежде доставляли в Звенигород. Поскольку остальные внешние сигналы продолжали указывать на Куршскую косу, причиной изменения направления могло быть только магнитное поле [29].

Так появился метод виртуального магнитного перемещения — своеобразной магнитной телепортации. Он позволил выделить один из сигналов, на которых может основываться их внутренняя карта — невидимый рисунок магнитного поля Земли. Но это открытие все еще не проливало свет на многие вопросы. Если камышевка умеет читать этот рисунок, каким именно образом она понимает, что определенное сочетание магнитных параметров соответствует определенной части ее пути? Получает ли она готовую магнитную карту при рождении или составляет ее постепенно, во время собственных путешествий?

А может ли вообще карта быть врожденной?

Для человека сама мысль о врожденной навигационной карте звучит почти фантастически. Мы не появляемся на свет со знанием того, где находится ближайший магазин, станция метро или университет. Даже самый простой маршрут сначала нужно выучить, или хотя бы доверить GPS-навигатору.

Однако человеческий опыт не всегда помогает понять, как ориентируются другие животные. Для некоторых из них первое путешествие начинается еще до того, как появляется возможность чему-либо научиться. Родители не показывают дорогу, знакомых ориентиров вокруг нет, а цена ошибки предельно высока: неудачливый путешественник просто не оставит потомства, и дальнейшая эволюция продолжится уже без его участия. В таких условиях естественный отбор не может позволить себе рассчитывать только на обучение.

Один из самых впечатляющих примеров обнаружили у детенышей головастой морской черепахи, или логгерхеда (Caretta caretta). Черепашата вылупляются на пляжах Флориды, выбираются из песка и впервые в жизни входят в Атлантический океан. Вскоре они оказываются в системе течений Северо-Атлантического круговорота, которая несет их вокруг Саргассова моря. Это путешествие растягивается на тысячи километров и занимает несколько лет [30–32]. Родители не сопровождают детенышей, а сами черепашата прежде никогда не видели океана и не могли запомнить будущий маршрут. Однако, слишком сильное отклонение к северу может вынести их из круговорота в холодные воды, а один неверный поворот — увести от подходящих районов обитания.

Чтобы выяснить, откуда черепашата знают, куда плыть, исследователи забирали их из гнезд за несколько часов до естественного выхода на поверхность. До начала испытаний животных содержали в темноте: они еще ни разу не достигали моря и не имели миграционного опыта. Во время теста черепашонка помещали в круглый бассейн, окруженный магнитными катушками. Небольшая мягкая упряжь соединяла его с подвижным рычагом, который свободно вращался вслед за животным и регистрировал выбранное направление (рис. 12). Черепашонок мог плыть сколько угодно, хотя фактически оставался в центре арены [30], [31].

Магнитные кольца Мерритта позволяли воспроизводить магнитные условия разных частей Атлантики. Сам бассейн оставался на прежнем месте, но по магнитным параметрам черепашонок мог внезапно «оказаться» посреди океана, возле границы течения или у берегов Европы. В каждой из этих виртуальных точек животные выбирали разные направления. Они поворачивали так, как если бы действительно находились в соответствующей части миграционного пути: их движения помогли бы не покинуть теплый круговорот и продолжить путешествие по безопасному маршруту (рис. 13) [31], [33].

Более того, когда исследователи воспроизводили магнитные условия области, находящейся далеко за пределами нормального маршрута, согласованное направление исчезало: черепашата, по-видимому, не располагали готовой инструкцией для места, в котором их предки обычно не оказывались [33].

Такую систему назвали врожденной магнитной картой. Впрочем, речь скорее идет о наборе унаследованных правил: если магнитное поле выглядит так, плыви в эту сторону. Вместе эти реакции складываются в навигационную систему, позволяющую впервые проходить сложный маршрут без учителя и предварительной разведки. Последующие эксперименты показали, что морские черепахи способны извлекать из магнитного поля информацию как о положении с севера на юг, так и о смещении с запада на восток [21].

На фоне данных исследований предположение о наличии похожей врожденной магнитной карты у птиц не выглядит совсем невероятным. С точки зрения современной систематики птицы входят в эволюционную ветвь рептилий: они являются потомками тероподных динозавров и вместе с крокодилами относятся к архозаврам. Черепахи принадлежат к другой, более древней ветви, которую современные филогенетические исследования сближают с архозаврами [34]. Конечно, родство само по себе еще ничего не доказывает. Магнитная карта могла возникнуть у черепах и птиц независимо и иметь совершенно разное устройство. Но пример черепах показывал главное: эволюция в принципе способна снабдить молодое животное врожденной системой, которая связывает магнитные характеристики удаленных районов с правильными действиями.

Оставалось провести решающий эксперимент. Нужно было взять птиц, которые еще никогда не мигрировали и не могли составить карту в дороге, а затем показать им магнитное поле далекой точки. Если они скорректируют направление, значит, хотя бы часть карты существует еще до первого путешествия; если продолжат следовать прежнему курсу — карта, вероятно, появляется вместе с опытом.

Решающая проверка: рождаются ли птицы с картой?

Осуществить эту идею было гораздо сложнее, чем сформулировать ее. Требовались птицы, уже достигшие весеннего миграционного состояния, но еще ни разу не совершавшие настоящего путешествия. Найти таких камышевок весной в природе невозможно: к этому времени все птицы уже должны провести зиму в Африке и преодолеть тысячи километров во время осенней и весенней миграции. Поэтому будущих участников эксперимента необходимо было отловить еще до их первого вылета и оставить зимовать в неволе.

Осенью 2025 года на Куршской косе отловили молодых тростниковых камышевок, родившихся тем же летом. Вместо перелета через Европу и зимовки к югу от Сахары их ожидали несколько месяцев в специально оборудованном вольере [35]. За это время птицы не должны были приобрести никакого миграционного опыта: увидеть маршрут, познакомиться с его ландшафтами и запахами или проследить, как по пути меняется магнитное поле Земли. Если внутренняя карта действительно формируется во время путешествий, эти камышевки должны были остаться без нее.

Содержать небольшую насекомоядную птицу целую зиму оказалось отдельным вызовом еще до начала основного опыта. Важно было не только сохранить камышевок живыми, но и поддержать их здоровье, естественный годовой ритм и готовность к весенней миграции.

Одним из главных сезонных ориентиров для перелетных птиц служит продолжительность светового дня. По ее изменениям организм синхронизирует годовой цикл: линьку, накопление энергетических запасов, подготовку к размножению и возникновение миграционного беспокойства. Поэтому при длительном содержании в неволе было недостаточно включать свет утром и выключать вечером, фотопериод должен был меняться так, как он менялся бы в природе. Для этого была создана автоматизированная система управления освещением. Специальные алгоритмы ежедневно рассчитывали продолжительность дня и ночи с учетом предполагаемого сезонного перемещения камышевок.

Не менее сложной задачей оказалось кормление. Тростниковые камышевки питаются преимущественно беспозвоночными, поэтому для них постоянно выращивали мучных червей. Когда собственных запасов не хватало, десятки килограмм корма привозили из Санкт-Петербурга и Москвы. За состоянием птиц ежедневно наблюдали, условия содержания при необходимости корректировали.

Все птицы благополучно пережили зиму. А весной произошло то, ради чего предпринималась эта многомесячная работа — камышевки вновь начали проявлять ночное миграционное беспокойство. До ответа на главный вопрос — смогут ли камышевки распознать магнитные условия далекой координаты, в которой никогда не бывали, оставалось совсем немного.

Куда летит птица, которая никогда не мигрировала?

Прежде чем виртуально перемещать камышевок, необходимо было выяснить, в какую сторону они в принципе стремятся лететь. Для определения направления каждую птицу несколько раз тестировали в конусах Эмлена в естественном магнитном поле Куршской косы. Этот этап позволял убедиться, что камышевки действительно выбирают устойчивое направление. Позднее с ним можно было сравнить их поведение после изменения магнитного поля.

Результат оказался неожиданным. В естественном магнитном поле камышевки ориентировались в среднем на северо-запад, около 299° по часовой стрелке. Для птиц, находящихся весной в Балтийском регионе, это выглядело необычно. В предыдущих экспериментах птицы с опытом миграции, отловленные во время весеннего пролета, устойчиво выбирали северо-восточное направление: их средний курс составлял около 42° [27], [29], [36].

Однако это еще не означало, что молодые птицы были дезориентированы — общее распределение их индивидуальных направлений было статистически значимым. Камышевки не двигались случайным образом: они выбирали определенный курс, просто этот курс не совпадал с направлением опытных птиц, мигрирующих через тот же регион.

Возможное объяснение связано с необычной биографией участников эксперимента. Они не совершили осеннюю миграцию, не достигли африканских зимовок и встретили весну совсем не там, где в это время находились их свободноживущие сородичи. Мы полагаем, что камышевки воспроизводили часть врожденной весенней программы, рассчитанной на начало движения из Западной Африки. В таком случае северо-западное направление могло отражать один из ранних участков естественного пути к Европе, а не попытку лететь от Балтийского побережья непосредственно к месту размножения. Также нельзя полностью исключить и влияние длительного содержания в неволе. Для проверки наличия магнитной карты было важнее другое: у камышевок имелся устойчивый исходный курс.

Куда сместить никогда не мигрировавших птиц?

После получения исходного направления нужно было выбрать подходящую точку виртуального перемещения — слишком незначительное смещение птицы могли не заметить. С другой стороны, магнитное поле чрезвычайно далекой области могло оказаться за пределами той части мира, которая вообще имеет для них биологический смысл.

Для виртуального смещения выбрали район Кила в Великобритании. Сам город, разумеется, не имел для камышевок никакого значения. Важным было его географическое положение — Кил находится почти на той же широте, но примерно на полторы тысячи километров западнее. Такое перемещение представляло собой прежде всего выраженный сдвиг по долготе, а не перенос птицы далеко к северу или югу.

Это позволило достаточно четко разделить возможные реакции. Если камышевка распознает магнитные условия Кила и решит, что оказалась в Великобритании, ей придется изменить курс с северо-западного на северо-восточный, чтобы направиться от новой точки к области размножения. Если же параметры поля ничего не сообщат птице о ее местоположении, оснований пересчитывать маршрут у нее не будет, и направление ориентации останется прежним (рис. 15).

Полторы тысячи километров внутри магнитных колец

Для второго этапа отобрали 18 тростниковых камышевок, которые были наиболее активны в контрольных тестах и демонстрировали устойчивое направление ориентации. Птиц поместили внутрь трехосной системы катушек Мерритта. Изменяя силу и направление тока в трех взаимно перпендикулярных наборах медных катушек, мы воспроизвели магнитное поле, характерное для района британского города Кил.

Результат оказался удивительно однозначным. В естественном магнитном поле среднее направление ориентации камышевок составляло 299°, а после виртуального перемещения в Кил — 305°. Разница между ними равнялась всего шести градусам, и статистический анализ не выявил значимых различий (рис. 16). Иными словами, магнитное путешествие длиной около полутора тысяч километров почти не сдвинуло стрелку птичьего курса.

При этом сама способность поддерживать курс у камышевок сохранялась. Их компас работал, но магнитные характеристики другой части Европы не заставили их перестроить маршрут. Иначе говоря, птицы смогли ответить на вопрос «в какую сторону двигаться?», но, по-видимому, не извлекли из магнитного поля ответ на вопрос «где я нахожусь?» и не попытались компенсировать западное смещение.

Вероятно, в первую миграцию молодая птица отправляется с готовым магнитным компасом и врожденной программой последовательной смены компасных направлений [37]. Но напряженность, наклонение и склонение магнитного поля сами по себе еще не являются для нее географическими координатами. Чтобы превратить их в карту, птице необходимо связать разные магнитные условия с реальными участками маршрута — пройти этот путь, запомнить его и нанести на собственную внутреннюю схему мира (рис. 17).

Исследование формирования магнитной карты у тростниковых камышевок, результаты которого легли в основу этой статьи, выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках проекта № 24-14-00085 «Магнитный компас и магнитная карта у птиц и земноводных» под руководством профессора, доктора биологических наук, члена-корреспондента РАН Никиты Севировича Чернецова. Авторы выражают благодарность Российскому научному фонду за поддержку работы, а также коллективу Биологической станции «Рыбачий» Зоологического института РАН и полевого стационара «Фрингилла» за помощь в организации и проведении исследования.

Литература

1. Aristotle. Historia animalium / trans. D’Arcy W. Thompson. Oxford: Clarendon Press, 1910;
2. Бианки В. Л. Перелет птиц. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. Т. XXIII. СПб.: Акционерное издательское общество Ф. А. Брокгауз — И. А. Ефрон, 1898. С. 222–225;
3. Bairlein F. (2001). Results of bird ringing in the study of migration routes. Ardea. 89, 7–19;
4. Чернецов Н. С. (2022). Про миграции и навигацию птиц. Эффект Наблюдателя;
5. Харитонов С. П. (2016). Как кольцуют птиц? ПостНаука;
6. Харитонов С. П. (2016). Миграция птиц. ПостНаука;
7. Bridge E. S., Thorup K., Bowlin M. S., Chilson P. B., Diehl R. H., Fléron R. W., Hartl P., Kays R., Kelly J. F., Robinson W. D., Wikelski M. (2011). Technology on the Move: Recent and Forthcoming Innovations for Tracking Migratory Birds. BioScience. 61, 689–698;
8. van Dobben W.H. (1939). Stichting Vogeltrekstation “Texel”. Jaarverslagen 1937 en 1938, 12–14;
9. Perdeck A. C. (1958). Two Types of Orientation in Migrating Starlings, Sturnus vulgaris L., and Chaffinches, Fringilla coelebs L., as Revealed by Displacement Experiments. Ardea. 46, 1–37;
10. Чернецов Н. С. (2016). Ориентация и навигация мигрирующих птиц. Зоологический журнал. 95, 128–146;
11. Кишкинёв Д. А., Чернецов Н. С. (2014). Магниторецепторные системы у птиц: обзор современных исследований. Журнал общей биологии. 75, 104–123;
12. Kramer G. (1952). Experiments on bird orientation. Ibis. 94, 265–285;
13. Emlen S. T. (1970). Celestial Rotation: Its Importance in the Development of Migratory Orientation. Science. 170, 1198–1201;
14. Wiltschko W., Wiltschko R. (1972). Magnetic Compass of European Robins. Science. 176, 62–64;
15. Пазл магнитного компаса птиц;
16. Как птицы учатся использовать звезды, чтобы найти дорогу домой;
17. von Middendorff A. (1859). Die Isepiptesen Rußlands. Mémoires de l’Académie Impériale des Sciences de St.-Pétersbourg. 8, 1–143;
18. Wiltschko R., Wiltschko W. (2022). The discovery of the use of magnetic navigational information. Journal of Comparative Physiology A. 208, 9–18;
19. Viguier C. (1882). Le sens de l’orientation et ses organes chez les animaux et chez l’homme. Revue Philosophique de la France et de l’Étranger. 14, 1–36;
20. Lohmann K. J., Lohmann C. M. F. (1996). Detection of magnetic field intensity by sea turtles. Nature. 380, 59–61;
21. Putman N. F., Endres C. S., Lohmann C. M. F., Lohmann K. J. (2011). Longitude Perception and Bicoordinate Magnetic Maps in Sea Turtles. Current Biology. 21, 463–466;
22. Lohmann K. J., Goforth K. M., Mackiewicz A. G., Lim D. S., Lohmann C. M. F. (2022). Magnetic maps in animal navigation. Journal of Comparative Physiology A. 208, 41–67;
23. Schneider W. T., Packmor F., Lindecke O., Holland R. A. (2023). Sense of doubt: inaccurate and alternate locations of virtual magnetic displacements may give a distorted view of animal magnetoreception ability. Communications Biology. 6, 187;
24. Chernetsov N., Pakhomov A., Kobylkov D., Kishkinev D., Holland R. A., Mouritsen H. (2017). Migratory Eurasian Reed Warblers Can Use Magnetic Declination to Solve the Longitude Problem. Current Biology. 27, 2647–2651.e2;
25. Packmor F., Kishkinev D., Zechmeister T., Mouritsen H., Holland R. A. (2024). Migratory birds can extract positional information from magnetic inclination and magnetic declination alone. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 291, 20241363;
26. Emlen S. T., Emlen J. T. (1966). A technique for recording migratory orientation of captive birds. The Auk. 83, 361–367;
27. Chernetsov N., Kishkinev D., Mouritsen H. (2008). A Long-Distance Avian Migrant Compensates for Longitudinal Displacement during Spring Migration. Current Biology. 18, 188–190;
28. Merritt R., Purcell C., Stroink G. (1983). Uniform magnetic field produced by three, four, and five square coils. Review of Scientific Instruments. 54, 879–882;
29. Kishkinev D., Chernetsov N., Pakhomov A., Heyers D., Mouritsen H. (2015). Eurasian reed warblers compensate for virtual magnetic displacement. Current Biology. 25, R822–R824;
30. Lohmann K. J. (1991). Magnetic Orientation by Hatchling Loggerhead Sea Turtles (Caretta caretta). Journal of Experimental Biology. 155, 37–49;
31. Lohmann K. J., Cain S. D., Dodge S. A., Lohmann C. M. F. (2001). Regional Magnetic Fields as Navigational Markers for Sea Turtles. Science. 294, 364–366;
32. Lohmann K. J., Putman N. F., Lohmann C. M. F. (2012). The magnetic map of hatchling loggerhead sea turtles. Current Opinion in Neurobiology. 22, 336–342;
33. Fuxjager M. J., Eastwood B. S., Lohmann K. J. (2011). Orientation of hatchling loggerhead sea turtles to regional magnetic fields along a transoceanic migratory pathway. Journal of Experimental Biology. 214, 2504–2508;
34. Chiari Y., Cahais V., Galtier N., Delsuc F. (2012). Phylogenomic analyses support the position of turtles as the sister group of birds and crocodiles (Archosauria). BMC Biology. 10, 65;
35. Utvenko G., Gorvat P., Akhapkina A., Pakhomov A., Chernetsov N. (2026). Navigation map has to be learned by migration-naïve Eurasian reed warblers. Current Biology. In press;
36. Pakhomov A., Anashina A., Heyers D., Kobylkov D., Mouritsen H., Chernetsov N. (2018). Magnetic map navigation in a migratory songbird requires trigeminal input. Scientific Reports. 8, 11975;
37. Chernetsov N., Utvenko G. (2025). Do first-time avian migrants know where they are going: the clock-and-compass concept today. Frontiers in Physiology. 16, 1562569.