جهت‌یابی در پرندگان

جهت‌یابی در هنگام مهاجرت از عجایب زندگی پرندگان است. به راستی پرندگان در مسافتهای چند هزار کیلومتری با وجود باد، باران و ... چگونه موفق به پیدا کردن مسیر خود می‌شوند؟؟؟ اگرچه موضوع مهاجرت پرندگان از سالیان دور برای بشر شناخته شده بود، اما در اواخر قرن نوزدهم به بعد ابعاد گسترده‌ای از پدیده مهاجرت پرندگان برای بشر آشکار گردید.

انسان‌ها با علامت‌گذاری و حلقه‌گذاری بر روی تعدادی از گونه‌ها متوجه مهاجرت طولانی آنها شدند. در ابتدا تصور بر این بود که پرندگان از دید مستقیم و با اتکا بر چشمان خود مسیر را می‌یابند. اگرچه این نظریه در بسیاری از موارد مانند حرکت در مسیر رودخانه، عبور در امتداد یک رشته کوه یا استفاده از عوارض زمین‌شناسی خاص منطقی به نظر می‌آمد، سؤالی مطرح می‌گردید که پرندگان در پهنه اقیانوس چه می‌کنند؟ آنها دیگر نشانه‌ای برای پیدا کردن مسیر نداشتند و یا در مواردی کشف شد که برخی پرندگان مانند بسیاری از مرغابیها، بادخورک‌ها، بسیاری از آبچلیک‌ها و ... شب‌ها پرواز می‌کنند. استفاده از موقعیت خورشید نیز نمی‌توانست جواب درست باشد، زیرا در هوای کاملاً ابری نیز پرندگان مهاجرت می‌کردند و مسیر را درست می‌پیمودند. استفاده از موقعیت ستاره‌ها و ماه مطرح گردید، اما برای آن هم سریعاً نقضی پیدا شد. مشاهده می‌شد که پرندگان در شب‌های کاملاً ابری در حال مهاجرت هستند. برخی معتقد بودند که ممکن است پرندگان است طریق حس بویایی مسیریابی کنند، اما این نظریه نیز تناقض‌های زیادی پیدا کرد از جمله این که حس بویایی در بسیاری از گونه‌های پرنده ضعیف است.

در سال 1950، یک محقق آلمانی متوجه تمایل حرکت پرندگان به یک جهت جغرافیایی خاص شد. این در حالی بود که اتاق پرنده پوشیده بوده و به آسمان دید نداشت. در سال ۱۹۶۶ جانورشناسی به نام ویلسچ‌کو نشان داد که جهت پرواز پرندگان را می‌توان به کمک آهنربای قوی تغییر داد. آیا مغناطیس زمین و جهت یابی پرندگان بهم مرتبط است؟ تحقیقات ثابت کرد که پرندگان می‌توانند از جریان مغناطیسی اطراف زمین استفاده کرده و مسیر خود را بیابند، اما این کار چگونه اتفاق می‌افتد؟ آثار داخلی این حس برتر در پرندگان مدت‌ها به صورت یک راز باقی بود. اما اکنون پژوهشگران معتقد هستند که نحوه احساس مغناطیسی از جانب پرندگان را یافته و حتی چگونگی مسیریابی با این روش را نیز کشف کرده‌اند. در سال ۱۹۷۵ میلادی مشخص شد که بعضی از باکتری‌هایی که در گل و لای دریا زندگی می‌کنند، حاوی زنجیره‌ای از کریستالهای ترکیبات آهن همسو با میدان مغناطیسی زمین هستند. این زنجیره‌ها، باکتری‌ها را در امتداد این میدان قرار می‌دهند تا به سمت پایین شناور و از آبهای پر از اکسیژن دور شوند. در این حالت هر باکتری یک قطب‌نمای کوچک است.

چنین امری این فرضیه را که بعضی از حیوانات دارای سلول‌های حاوی کریستال‌های مشابه هستند، تقویت کرد. دانشمندان احتمال می‌دادند که حرکات سلول‌ها به حیوانات امکان می‌دهد که میدان‌های مغناطیسی را احساس کنند. یافتن این سلول‌ها در بدن حیوانات چندان آسان نبود. کریستال‌های مغناطیسی در میان پرندگان اولین بار در میان کبوترهای خانگی کشف شد. انتهای عصب‌های پوست در داخل منقار بالایی کبوتر، حاوی مقدار زیادی ساختارهای گلوله‌ای شکل پر از آهن است. اثبات کاربرد این ساختارها برای حس مغناطیسی چندین دهه طول کشید. ولی اکنون مشخص شده است که حسگرهای مغناطیسی آهنی در اکثر پرندگان وجود دارد.

حال این نقشه‌ها چه سودی برای پرندگان دارند؟ آیا به نحوه جهت یابی پرندگان کمک می‌کند؟ برای فهم میزان سودمندی این نقشه‌ها فرض کنید که در مه شدید در بین کوه‌ها گیر افتاده‌اید و سعی دارید به سمت مکان خاصی بروید. در این شرایط قطب‌نما به تنهایی کمک کمی می‌کند، اما اگر به جای آن یک ارتفاع سنج و یک نقشه خطوط تراز در اختیار داشته باشید؛ هم می‌توانید جای خود را پیدا کنید و هم مسیر حرکت خود را مشخص نمایید. مطالعات و پژوهش‌های انجام شده در استرالیا در دهه ۱۹۹۰ میلادی توسط ویلتسچ‌کو، ایجاد نقشه‌های تراز توسط پرندگان را ثابت کرد.

در یکی از پژوهش‌های صورت گرفته در مورد برخی از توکاها که شبها مهاجرت می‌کنند، مطالب جالبی مشخص گردید. وقتی توکاها در زمان غروب آفتاب در معرض میدان‌های مغناطیسی دست ساز یا مصنوعی قرار گرفتند، در شب و هنگامی که آزاد شدند، در جهت اشتباه حرکت و بعد از دیدن غروب بعدی مسیر خود را اصلاح کردند. بنابراین می‌توان گفت که بعضی از پرندگان هر روز قطب نماهای خود را طبق خورشید تنظیم می‌کنند. در هر صورت باید توجه داشت که هر چند پرندگان استاد استفاده از جریان مغناطیسی زمین هستند، اما در شرایط طبیعی پرندگان از هرچیزی برای مسیریابی استفاده می‌کنند و تنها متکی به مغناطیس نیستند. آنها از خورشید، ستاره‌ها بو، علائم بصری و ... برای این کار بهره می‌گیرند.

میدان‌‌های مغناطیسی زمین توسط پرندگان در حالی قابل تشخیص است که گروهی از پژوهشگران سوئدی و آلمانی توانسته‌اند دلیل قدرت پرندگان در تشخیص میدان‌‌های مغناطیسی زمین را مشخص کنند. این در حالی است که زمین دارای میدان‌‌های مغناطیسی در شمال و جنوب خود است که این میدان مغناطیسی که در واقع سپر مغناطیس سطح زمین نیز هست، به واسطه جریان الکتریکی که این میدان‌ها ایجاد می‌کنند، زمین را از ذرات باردار بادهای خورشیدی محافظت می‌کند و حالا در پژوهشی جدید مشخص شده است که برخلاف باورهای موجود، قدرت جهت‌یابی پرندگان به خاطر آهن موجود در نوک آن‌ها نیست، بلکه به خاطر پروتئین موجود در چشمان آن‌هاست. این پروتئین، تشخیص میدان‌‌های مغناطیسی زمین توسط پرندگان را فراهم می‌کند.

توضیح بیشتر در خصوص تشخیص میدان‌‌های مغناطیسی زمین توسط پرندگان این که این پروتئین چشمی، کرای 4 (Cry4) نام دارد و بخشی از انواع پروتئین‌‌های موسوم به کریپتوکروم (cryptochromes) است. کریپتوکروم‌ها، فتوگرامترهای حساس به نور آبی هستند که هم در گیاهان و هم در حیوانات وجود دارند. نقش پروتئین‌‌های کریپتوکروم، در تنظیم ساعت زیستی قابل توجه است.

در سال‌های اخیر، شواهدی مبنی بر این وجود داشته است که کریپتوکروم‌های موجود در چشم پرندگان، دلیل جهت‌یابی یا تشخیص میدان‌‌های مغناطیسی زمین توسط پرندگان است. این حس، مگنتورسپشن (magnetoreception) نام دارد.

برای یافتن سرنخ‌های بیشتر در مورد کریپتوکروم‌ها، دو گروه پژوهشی از دانشگاه‌ لوند سوئد و دانشگاه اولدنبورگ آلمان با یکدیگر همکاری کرده‌اند که پژوهشگران دانشگاه لوند، بیان ژن سه کریپتوکروم Cry1, Cry2 و Cry4 را در مغز، عضله و چشمان فنچ راه‌راه سنجیدند. آن‌ها دریافتند که Cry1 و Cry2 روزانه تغییر می‌کنند اما Cry4 سطح ثابتی دارد که احتمال آمادگی آن را برای مگنتورسپشن افزایش می‌دهد.

دریافت مشاوره تخصصی رایگان