تئوری جدیدی به توضیح معمای مهاجرت پرندگان کمک می‌کند

سسک نیزار اوراسیایی ممکن است شبیه هر پرنده‌ی قهوه‌ای کوچک دیگری به‌نظر برسد؛ اما در هوا کار خارق‌العاده‌ای انجام می‌دهد. این پرنده هرسال بیش از هفت‌هزار کیلومتر را بین اروپا و آفریقا طی می‌کند، از صحرای بزرگ آفریقا عبور می‌کند، تا ارتفاع ‌شش‌هزارمتری پرواز می‌کند و گاهی اوقات به‌مدت سی ساعت بی‌وقفه در آسمان می‌ماند.

سسک نیزار اوراسیایی ازنظر جهت‌یابی بسیار دقیق است. هرسال تعداد زیادی از این پرندگان که وزن هریک از آن‌ها حدود دوازده گرم است، برای تولیدمثل دقیقاً به همان نقطه از جنگل اروپایی برمی‌گردند. دانشمندان گاهی آن‌ها را دقیقاً در همان توری‌هایی می‌گیرند که سال قبل گرفته بودند.

گفتنی است این توانایی مختص سسک‌ها نیست؛ چراکه گونه‌های مختلفی از کبوترهای شهری گرفته تا کوکوها می‌توانند در موقعیت دقیقی ساکن شوند و مانند این است که آن موقعیت را در چیزی مانند نقشه‌های داخلی گوگل ذخیره کرده باشند.

پرنده‌شناسان پرندگان را در توری‌های بزرگ و ثابتی و نامرئی به‌دام می‌اندازند. پرندگان مهاجر اغلب هرسال دقیقاً در همان تورها به‌دام می‌افتند. در این‌جا، پژوهشگری پرنده‌ی مهاجری را از دامی در جمهوری چک خارج می‌کند.

پرندگان به روش‌های مختلفی جهت‌یابی و ازطریق حس بینایی و بویایی و حتی ستاره‌ها راهشان را پیدا می‌کنند. به‌نظر می‌رسد پرندگان نوعی قطب‌نمای زیستی داشته باشند که به آن‌ها کمک می‌کند تا میدان مغناطیسی زمین را دنبال کنند. میدان مغناطیسی زمین میدانی نامرئی است که به‌دلیل گردش سیاره و هسته فلزی مایع آن ایجاد می‌شود. اسرار ادراک مغناطیسی در پرندگان چندین دهه است که دانشمندان را مجذوب خود کرده و اکنون سرنخ‌های جدیدی از این توانایی شگفت‌انگیز داریم.

مطالعه‌ی جدیدی که در مجله‌ی Science منتشر شده است، نشان می‌دهد سسک نیزار اوراسیایی و احتمالاً پرندگان آوازخوان مهاجر دیگر جنبه‌ی خاصی از میدان مغناطیسی زمین را احساس می‌کنند که «زاویه‌ی انحراف» نامیده می‌شود. زاویه‌ی انحراف به این پرندگان کمک می‌کند تا متوجه شوند که در سفر خود به‌سمت شمال در کجا باید به زمین بنشینند و لانه بسازند. این ویژگی مانند نوعی آدرس مغناطیسی یا علامت ایست عمل می‌کند که به پرندگان می‌گوید به مقصد رسیده‌اند.

اگر پرنده‌ای هستید که برای تولیدمثل مهاجرت می‌کنید، بهتر است محل تولدتان را به‌خاطر بسپارید. محل تولد شما برای پرورش جوجه‌های شما ایدئال است؛ زیرا شما (پرنده‌ای که زنده مانده‌اید)، در این‌جا پرورش پیدا کرده‌اید. برای سسک‌ها مسئله‌ی مهم این است که از هزاران مایل دورتر به این نقطه برسند.

سسک نیزار اوراسیایی به جوجه‌های خود غذا می‌دهد

درحالی‌که انسان‌ها از قطب‌نما و GPS برای بهبود مسیریابی استفاده می‌کنند، پرندگان از سخت‌افزاری درونی بهره می‌برند. دیمیتری کیشکینف، پژوهشگر و کارشناس رفتار حیوانات در دانشگاه کیل، گفت آن‌ها رنگ‌ها را می‌بینند و می‌توانند نشانه‌هایی مانند درختان یا ساختمان‌ها را به‌خاطر بسپارند. برای مثال، اگر قبل از رها‌کردن کبوتر مسابقه، به او نمایی از منظره را نشان دهید، او از مسیر دقیق‌تری به قفسش باز خواهد گشت.

پرندگان خصوصاً پرندگان دریایی که ممکن است علامت‌های بصری زیادی نداشته باشند، به‌کمک حس بویایی نیز جهت‌یابی می‌کنند. آتیکوس پینزون رودریگز، پژوهشگر دانشگاه لاند‌، افزود به‌نظر می‌رسد پرندگان مهاجر حتی بدون نشانه‌های محیطی بدانند که به کجا می‌روند.

پرنده‌شناسان دهه‌ها پیش با قراردادن پرندگان در قفس‌های بدون پنجره قیفی‌شکلی که در کف آن جوهر وجود داشت، این موضوع را کشف کردند. وقتی پرندگان سعی می‌کردند فرار کنند، دنباله‌ای از جوهر را در جهت پرواز خود برجای می‌گذاشتند. پرندگان مهاجر سعی می‌کردند در بهار به‌سمت شمال و در پاییز به‌سمت جنوب حرکت کنند که با جهت مهاجرت پرندگان در طبیعت مطابقت دارد. به‌گفته‌ی پینزون رودریگز، آن‌ها میدان مغناطیسی زمین را حس می‌کنند.

برخی از تئوری‌ها درباره‌ی اینکه پرندگان چگونه این مغناطیس نامرئی را احساس می‌کنند، بسیار پیچیده‌اند. یکی از تئوری‌ها براساس مکانیک کوانتومی پیشنهاد می‌کند که تغییرات ظریف در میدان مغناطیسی زمین می‌تواند موجب واکنش شیمیایی درون پروتئین‌های حساس به نوری به نام کریپتوکروم شود که در چشم پرندگان وجود دارد. کیشکینف گفت این واکنش‌ها به چیزی مانند نشانه‌ی بصری ترجمه می‌شوند و به‌نوعی مانند عینک خاصی عمل می‌کنند که خطوط میدان مغناطیسی را آشکار می‌کند.

پژوهشگران از قفسی به نام قیف املن برای تشخیص جهت پرواز پرنده استفاده می‌کنند

این معما زمانی عمیق‌تر می‌شود که دانشمندان این مسئله را در نظر بگیرند که میدان مغناطیسی زمین ثابت نیست و جا‌به‌جا می‌شود. درواقع از سال ۱۸۳۱، قطب شمال مغناطیسی بیش از ششصد مایل جابه‌جا شده است. ناگفته نماند قطب‌های مغناطیسی زمین بارها وارونه شده است.

جو وین، نویسنده‌ی اصلی این مقاله و پژوهشگر مؤسسه‌ی تحقیقات پرندگان در آلمان، بیان کرد که حرکت اندک قطب‌های مغناطیسی انجام مطالعه جدید را ممکن کرد. اگر پرندگان از میدان مغناطیسی زمین برای بازگشت به سرزمین‌های تولیدمثلی خود استفاده می‌کنند، منطقی است که تغییر میدان به‌معنای تغییر منطقه‌ی تولیدمثلی باشد.

وین داده‌های مربوط به سسک نیزار اوراسیایی را تجزیه‌و‌تحلیل کرد. این داده‌ها مربوط به حدود هشتاد سال بود و نشان می‌داد این پرنده هرسال در کجا تولیدمثل می‌کند. او سپس آن اطلاعات را با تغییر میدان مغناطیسی و به‌طورخاص چگونگی تغییر ویژگی‌های میدان، ازجمله شدت و انحراف آن مقایسه کرد. انحراف یا زاویه‌ی شیب زاویه‌ی میان میدان مغناطیسی و سطح زمین است.

وین متوجه شد درحالی‌که پرندگان معمولاً هرسال به مکان مشابهی می‌رسند، گاهی کمی دورتر و زمانی که دور می‌شوند، معمولاً در همان جهتی است که زاویه‌ی شیب حرکت کرده است. به‌گفته‌ی وین، این نشان می‌دهد که سسک‌های اوراسیایی ممکن است برای جهت‌یابی این انحراف را دنبال کنند. پژوهشگران هم‌بستگی محکمی را با تغییر در ویژگی‌های دیگر میدان مغناطیسی پیدا نکردند.

کوکوی معمولی، پرنده‌ای مهاجر در حال پرواز

به‌گفته‌ی پژوهشگران، زاویه‌ی انحراف را می‌توان به‌عنوان علامت توقف در سفر پرنده به‌سوی شمال برای تولیدمثل در نظر گرفت. آن‌ها احتمالاً پرواز خود را در مسیری ثابت شروع و وقتی زاویه‌ی انحرافی را احساس می‌کنند که با احساس قبلی‌شان از آن همخوانی دارد، چیزی درون مغزشان می‌گوید که فرود بیایند، جفتی پیدا کنند و خانواده‌ای تشکیل دهند.

وین گفت ازآن‌جاکه میدان مغناطیسی حرکت می‌کند، دقیق‌ترین نقشه نیست؛ اما در سراسر جهان تشخیص‌دادنی است و در بیشتر مسیرها و شاید با دقت چند فوت پرندگان مهاجر را هدایت می‌کند. هنگامی که آن‌ها در نزدیکی محل قرار می‌گیرند، احتمالاً از حواس دیگر، مانند مشاهده‌ی آ‌ب‌گیری آشنا یا درختی دلخواه برای پیدا‌کردن مکان درست استفاده می‌کنند.

میدان مغناطیسی زمین درحال تغییر است

پژوهش وین درباره‌ی زوایای انحراف داستان کامل این موضوع را بیان نمی‌کند که پرندگان چگونه از میدان مغناطیسی برای جهت‌یابی استفاده می‌کنند. پینزون رودریگز گفت درحالی‌که مطالعه‌ی جدید از مجموعه‌ی عظیمی از داده‌های دنیای واقعی استفاده می‌کند، یافته‌ها مبتنی‌بر مدلی کامپیوتری است و باید در آزمایش کنترل‌شده تأیید شود.

پژوهش‌ گذشته‌ی کیشکینف و دیگران نشان داده است که پرندگان حتی اگر هزاران مایل جابه‌جا شده باشند، می‌توانند مکانشان را در نقشه‌ی مغناطیسی جهان موقعیت‌یابی کنند. وین گفت درحالی‌که انحراف فقط سیگنال می‌دهد که پرندگان چه زمانی باید متوقف شوند، این پژوهش نشان می‌دهد پرندگان می‌دانند که در کجای فضا هستند.

به‌گفته‌ی پینزون رودریگز، انسان‌ها ممکن است پیدا‌کردن راه را برای پرندگان سخت‌تر کنند. درحالی‌که میدان مغناطیس زمین کل سیاره را دربر می‌گیرد، دانشمندان گمان می‌کنند که انسان‌ها به‌صورت محلی ازطریق تجهیزات الکتریکی و برج‌های رادیویی و فناوری‌های دیگر آن را به‌هم می‌زنند. برای مثال، در مجموعه‌آزمایش‌هایی که سال ۲۰۱۴ در مجله‌ی Nature منتشر شد، پرندگان سینه‌سرخ اروپایی در حضور امواج رادیویی خاص نمی‌توانستند جهت‌یابی کنند.

هنریک موریتسن، زیست‌شناس دانشگاه اولدنبورگ و هدایت‌کننده‌ی این مطالعه گفت: «اثرهای این میدان‌های الکترومغناطیسی ضعیف زیاد است؛ مثلاً عملکرد سیستم حسی مهره‌داران برتر سالم را مختل می‌کنند.» با‌‌توجه‌‌به اینکه پرندگان از ابزارهای دیگری نیز برای جهت‌یابی استفاده می‌کنند، مشخص نیست که آیا این تداخل واقعاً به پرندگان مهاجری مانند سسک نیزار اوراسیایی در طبیعت آسیب می‌زند یا خیر؛ ولی نشان می‌دهد انسان‌ها چه تأثیر عمیقی بر زمین می‌گذارند و گاهی تأثیرشان نامرئی است.