زیست‌شناسی زیست‌شناسی جانوری
بر پایه‌ی ۶ منبع علمی

پرنده‌ها چطوری زمان مهاجرت راهشون رو پیدا می‌کنن؟

دسته‌ای از پرنده‌های مهاجر موقع غروب بالای ساحل؛ یه طرف آسمون خورشید داره غروب می‌کنه و طرف دیگه اولین ستاره‌ها دور ستاره‌ی قطبی پیدا شدن
۴ دقیقه کاوش آخرین به‌روزرسانی: ۲۹ مهر ۱۴۰۵
مفهوم‌های این کاوش قطب‌نمای خورشیدی ساعت درونی میدان مغناطیسی کریپتوکروم
این کاوش را چطور دوست داری دنبال کنی؟ ۴ ارائه‌ی دیگر در راه‌اند
نوشتار ۴ دقیقه کاوش
در حال خواندن
روخوانی نوشتار هنوز آماده نیست
به‌زودی

پاسخ کوتاه پرنده‌ها برای پیدا کردن راه فقط به یه نشونه تکیه نمی‌کنن؛ چند تا قطب‌نما دارن که همدیگه رو تنظیم می‌کنن. جهت اولین سفر از قبل توی خودشونه و به ارث می‌رسه. روزها از خورشید جهت می‌گیرن و با ساعت درونی‌شون جابه‌جا شدن خورشید رو جبران می‌کنن. شب‌ها از ستاره‌های دور ستاره‌ی قطبی کمک می‌گیرن و میدان مغناطیسی زمین رو هم حس می‌کنن. ولی قطب‌نما فقط جهت رو می‌ده؛ پرنده‌ای که از مسیرش دور افتاده، برای پیدا کردن جای خودش به نقشه هم احتیاج داره و بوی هوا یکی از سرنخ‌های این نقشه‌ست.

جهتی که از اول باهاشونه

حتماً برات پیش اومده که پاییز یه دسته پرنده رو بالای سرت ببینی که همه با هم به یه سمت می‌رن. از کجا می‌دونن کدوم طرف برن؟ اونم پرنده‌ی جوونی که اولین باره این راه رو می‌ره؟

پردک، یه دانشمند هلندی، برای جوابش کار عجیبی کرد. طی چند سال، بیش از ۱۴ هزار سار رو از ساحل هلند با هواپیما به سوئیس و اسپانیا برد و همون‌جا رهاشون کرد.

سارهای جوون همون جهتی رو که از اول داشتن، یعنی غرب‌جنوب‌غربی، ادامه دادن و به جای همیشگی زمستون‌گذرونی‌شون نرسیدن. ولی سارهای بالغ مسیرشون رو عوض کردن و به سمت مقصد واقعی برگشتن. دانشمندها بعدها گزارش‌های پیدا شدن این سارها رو دوباره بررسی کردن و دیدن جوون‌ها دنبال سارهای محلی هم نرفته بودن. پس جهت اولین سفر رو کسی بهشون یاد نمی‌ده؛ از اول توی خودشونه و به ارث می‌رسه.

یک واژه قطب‌نمای خورشیدی (sun compass) جهت‌یابی با جای خورشید توی آسمون، که فقط همراه با دونستن ساعت روز کار می‌کنه.

خورشید روزها، ستاره‌ها شب‌ها

دانشمندی به اسم کرامر نشون داد پرنده‌ها از خورشید مثل قطب‌نما استفاده می‌کنن. ولی خورشید یه جا نمی‌مونه؛ صبح یه طرف آسمونه و عصر طرف دیگه. پرنده با ساعت درونی خودش می‌دونه الان چه وقت روزه و این جابه‌جایی رو جبران می‌کنه. دانشمندها پرنده‌ها رو حدود یه هفته توی نوری نگه داشتن که ۶ ساعت با روز واقعی فرق داشت. پرنده‌ها بعدش طبق همون ساعت جابه‌جاشده جهت گرفتن و راه رو اشتباه رفتن.

شب‌ها چی؟ املن سهره‌های نیلی رو زیر سقف گنبدی‌ای گذاشت که آسمون شب رو نشون می‌داد. پرنده‌ها با ستاره‌ها جهت پیدا کردن و بیشتر به ستاره‌های نزدیک ستاره‌ی قطبی تکیه کردن. وقتی املن ستاره‌ی قطبی مصنوعی رو جابه‌جا کرد، پرنده‌ها هم جهتشون رو باهاش عوض کردن. زیر آسمون ابری هنوز می‌خواستن پرواز کنن، ولی هر کدوم به یه طرف تصادفی.

این نقشه‌ی ستاره‌ها رو جوجه‌ها توی اولین تابستونشون یاد می‌گیرن: دنبال نقطه‌ای می‌گردن که آسمون دورش می‌چرخه، حتی وقتی توی آزمایش آسمون دور یه ستاره‌ی دیگه بچرخه.

یک واژه ساعت درونی (internal clock) ساعتی توی بدن که بدون نگاه کردن به بیرون می‌دونه الان چه وقت روزه.

قطب‌نمایی که زمین رو حس می‌کنه

پرنده‌ها یه قطب‌نمای دیگه هم دارن: میدان مغناطیسی زمین رو حس می‌کنن. ولی این قطب‌نما مثل قطب‌نمای معمولی شمال و جنوب رو نشون نمی‌ده. آزمایش ویلچکو روی سینه‌سرخ‌ها نشون داد پرنده زاویه‌ی خط‌های میدان نسبت به زمین رو می‌خونه و از اون می‌فهمه کدوم طرف به سمت قطبه و کدوم طرف به سمت استوا.

این حس کجای بدنشونه؟ هنوز دقیق نمی‌دونیم. یه سرنخ توی چشمه: پژوهشی توی مجله‌ی Nature نشون داد یه نوع کریپتوکروم از چشم سینه‌سرخ اروپایی، زیر نور آبی به میدان مغناطیسی واکنش نشون می‌ده. ولی این آزمایش روی خود پروتئین بود، جدا از چشم پرنده، و هنوز معلوم نیست پرنده این تغییر رو چطور حس می‌کنه.

این قطب‌نماها جدا از هم هم کار نمی‌کنن. دانشمندها توکاهایی رو قبل از رها کردن توی یه میدان مغناطیسی چرخونده‌شده گذاشتن و با فرستنده‌ی رادیویی دنبالشون کردن. توکاها شب اول به سمت اشتباه، یعنی غرب، پرواز کردن و شب بعد مسیرشون رو درست کردن. یعنی قطب‌نمای مغناطیسی‌شون رو هر غروب با خورشیدی که داره غروب می‌کنه تنظیم می‌کنن.

پرنده شمال و جنوب رو حس نمی‌کنه، شیب خط‌های میدان مغناطیسی زمین رو حس می‌کنه. کنار استوا این خط‌ها تقریباً موازی زمینن و هرچی به قطب نزدیک‌تر بشیم، تندتر توی زمین فرو می‌رن. طرفی که خط به سمتش پایین می‌ره، سمت قطبه.
یک واژه کریپتوکروم (cryptochrome) پروتئینی توی چشم پرنده که زیر نور آبی به میدان مغناطیسی واکنش نشون می‌ده.

قطب‌نما کافی نیست، نقشه هم لازمه

قطب‌نما فقط جهت رو می‌ده، نمی‌گه کجایی. اگه تو رو چشم‌بسته به یه شهر دیگه ببرن، قطب‌نما بهت می‌گه شمال کدوم طرفه، ولی نمی‌گه خونه کدوم طرفه. پرنده‌ای هم که از مسیرش جابه‌جا شده، برای برگشتن به یه نقشه احتیاج داره.

یکی از سرنخ‌های این نقشه بوی هواست. کبوترهایی که حس بویایی نداشتن، از جاهای ناآشنا راه خونه رو پیدا نکردن. پرنده‌های دریایی رو هم صدها کیلومتر دورتر وسط اقیانوس رها کردن. اونایی که حس بویایی‌شون رو ازشون گرفته بودن، حسابی سردرگم شدن؛ ولی اونایی که فقط حس مغناطیسی‌شون رو به هم زده بودن، راهشون رو گم نکردن.

پرنده‌ی جوونی که فقط یه جهت ارثی داره، کی و چطور یاد می‌گیره این نقشه رو بخونه؟

پرنده‌ها جهت اولین سفر رو به ارث می‌برن و با خورشید، ستاره‌ها و میدان مغناطیسی زمین نگهش می‌دارن؛ برای برگشتن به مسیر، به نقشه‌ای هم احتیاج دارن که بوی هوا بخشی از اونه.

این پاسخ از کجا آمده

هر چیزی که بالا خواندی از این ۶ منبع بیرون آمده. اگر خواستی خودت سرچشمه را ببینی، لینک‌ها همین‌جاست.

۶ منبع
۱ Behavioral and Neural Mechanisms of Homing and Migration in Birds (Verner Bingman، Avian Visual Cognition) بخش‌های «خورشید روزها، ستاره‌ها شب‌ها»، «قطب‌نمایی که زمین رو حس می‌کنه» و «قطب‌نما کافی نیست، نقشه هم لازمه» — قطب‌نمای خورشیدی و ساعت درونی، یاد گرفتن نقشه‌ی ستاره‌ها، قطب‌نمای مغناطیسی و آزمایش سینه‌سرخ‌ها، فرق قطب‌نما و نقشه و نقش بو در کبوترها پژوهش داوری‌شده ۲ Pot et al. 2024، Biology Letters، بازتحلیل آزمایش جابه‌جایی سارها توسط Perdeck بخش «جهتی که از اول باهاشونه» — جابه‌جایی سارها با هواپیما، رفتار جوون‌ها و بالغ‌ها و ارثی بودن جهت اولیه پژوهش داوری‌شده ۳ Migration Mystery (Laura Tangley، National Wildlife، 2004) بخش «قطب‌نمایی که زمین رو حس می‌کنه» — ردیابی توکاها و تنظیم قطب‌نمای مغناطیسی با غروب خورشید رسانه‌ی علمی ۴ A quantum process may underlie songbirds' magnetic compass (Emily Conover، Science News، 2021) بخش «قطب‌نمایی که زمین رو حس می‌کنه» — واکنش کریپتوکروم چشم سینه‌سرخ اروپایی به میدان مغناطیسی رسانه‌ی علمی ۵ Gagliardo et al. 2013، Journal of Experimental Biology 216 بخش «قطب‌نما کافی نیست، نقشه هم لازمه» — پرنده‌های دریایی رهاشده وسط اقیانوس، اثر بو در برابر حس مغناطیسی پژوهش داوری‌شده ۶ Indigo Buntings (The Outside Story، Northern Woodlands) بخش «خورشید روزها، ستاره‌ها شب‌ها» — آزمایش املن با سهره‌های نیلی، ستاره‌ی قطبی مصنوعی، آسمون ابری و یاد گرفتن ستاره‌ها رسانه‌ی علمی