Для перелітних птахів осінь приносить труднощі та небезпеку. Щоб дістатися теплих зимових країв, багатьом птахам доводиться долати сотні й тисячі кілометрів, витрачати величезну кількість енергії та успішно ухилятися від буревіїв, хмарочосів та інших потенційних загроз.
Проте вчені вже давно припускають, що основний компроміс робить міграцію вартою того, щоб на неї піти: Коли птахи прибувають до місць зимівлі, їм не потрібно так багато працювати, щоб зігрітися, і вони заощаджують значну кількість енергії. «Але ніхто ніколи цього не перевіряв», - каже Нільс Лінек, еколог-поведінковий еколог з Інституту поведінки тварин імені Макса Планка в Німеччині.
Тепер доктор Лінек та його колеги зробили це. Їхні висновки, зроблені на частково мігруючій популяції німецьких дроздів, кидають виклик загальноприйнятій думці. Навіть в глибині зими дрозди, що гріються в теплій Південній Європі або на півночі Африки, витрачають не менше енергії, ніж ті, що переховуються від холоду в Німеччині, виявили науковці.
«Це шокує, що немає цієї чистої вигоди», - сказав Скотт Янко, еколог тварин з Мічиганського університету і автор статті. (Доктор Янко проводив дослідження під час навчання в Єльському університеті).
Дослідження, опубліковане в журналі Nature Ecology & Evolution в середу, також показало, що мігранти почали готуватися до осінніх подорожей за кілька тижнів до їх початку, заощаджуючи енергію для польоту, сповільнюючи свій метаболізм вночі.
За словами д-ра Лінека, всі ці результати свідчать про те, що міграція є «набагато складнішою, ніж передбачали всі теорії». «Було багато сюрпризів».
Дослідники вивчали звичайних дроздів, які проводять літо в лісах південної Німеччини. Більшість птахів залишаються на зиму, але близько чверті з них мігрують, відлітаючи на південь у жовтні та листопаді. Ці мігранти проводять зиму на півдні Європи або півночі Африки, повертаючись до Німеччини на початку квітня.
До недавнього часу було б надзвичайно важко відстежити енергетичні витрати цих маленьких диких птахів протягом усього їхнього міграційного циклу. Але завдяки крихітним імплантованим реєстраторам даних це стало можливим. «Це все одно, що птахи носять фітнес-годинники», - каже д-р Лінек.
Ці пристрої записували температуру тіла і частоту серцебиття кожного птаха кожні 30 хвилин протягом приблизно дев'яти місяців, з вересня по травень. Частота серцевих скорочень є загальновідомим показником витрат енергії; чим більше енергії птах використовує, тим вищою є його частота серцевих скорочень. Вчені імплантували реєстратори даних 118 чорним дроздам і зрештою змогли відловити 83 з них, щоб завантажити отримані дані. Дані підтвердили, що сам процес міграції, який в середньому становить близько 500 миль, вимагав від птахів додаткових енерговитрат. І це свідчить про те, що мігранти почали заощаджувати на ці витрати заздалегідь. За чотири тижні до від'їзду з Німеччини мігранти почали знижувати свій нічний пульс. Приблизно через півтора тижні знизилася і нічна температура тіла.
«Це виглядає так, ніби вони вимикають свій термостат», - сказав д-р Лінек.
Ці фізіологічні зрушення, які не відбувалися у місцевих птахів, допомогли мігрантам зберегти енергію перед перельотом на південь.
Але протягом зими у мігрантів серцебиття не було нижчим, ніж у тих, хто залишився в холодній Німеччині. І протягом усього міграційного циклу обидві групи птахів зрештою витратили однакову кількість енергії, як з'ясували вчені.
Тепліша погода мала свої переваги. Використовуючи комп'ютерне моделювання, дослідники розрахували, скільки енергії знадобиться кожному птахові для підтримання температури тіла, враховуючи місцеві погодні умови. Мігранти підтримували трохи вищу температуру тіла, ніж місцеві жителі Німеччини, протягом всієї зими - і витрачали на це набагато менше енергії.
Дослідники виявили, що протягом зими чорному дрозду, який залишився в Німеччині, потрібно було витратити додаткові 18 600 кілоджоулів - еквівалент приблизно 4 400 калорій - лише для того, щоб зігрітися. Це значна різниця для птаха, який важить лише кілька унцій, каже д-р Янко. «Але на частоті серцевих скорочень це не відображається», - додав він.
Це означає, що енергію, яку мігранти економили на терморегуляції, вони витрачали на щось інше. «Ми достеменно не знаємо, куди йде ця енергія, - сказав д-р Янко. «Це щось на кшталт наступної великої таємниці, яку нам належить розгадати».
За словами д-ра Лінека, сама подорож не може пояснити всю цю енергію, але можуть бути й інші «приховані витрати», пов'язані з міграцією. Наприклад, можливо, мігранти, які проводять зиму на незнайомій території, повинні бути особливо пильними щодо загроз.
Інша можливість, поки що спекулятивна, полягає в тому, що мігранти можуть інвестувати цю додаткову енергію в якийсь інший процес, наприклад, у відтворення. Це може дозволити мігрантам виробляти трохи більші яйця або забезпечувати більше батьківської турботи, що дасть їм селективну перевагу навіть без будь-якої чистої економії енергії.
Хоча залишається багато питань, нові технології, такі як мініатюрні реєстратори даних, дають вченим можливість ставити і відповідати на питання, які колись були немислимі, сказав д-р Янко. «Стрімкий прогрес у тому, що ми можемо виміряти у вільно живучих тварин, з кожним роком зростає в геометричній прогресії», - сказав він. «Ми дійсно знаходимося в цій захоплюючій фазі відкриттів».
