Изучение перелётных птиц

Задача изучения перелётных птиц до начала века мелких спутниковых передатчиков была почти нерешаемой. Конечно, люди знали, что птицы куда‑то улетают на некоторое время. А сколько из всех, куда, с какими остановками и маршрутами — оставалось тайной. Неподъёмности задаче до XXI века добавляло то, что птицы буквально крыльями махали на все человеческие границы: живут в Италии, зимуют в Египте или Турции, пересекают какие угодно регионы.

Но пришёл век доступного спутникового интернета, навигации с точностью до 10 метров, маленьких приёмников, появились передатчики сигнала о местонахождении, хорошие, но не тяжёлые литиевые аккумуляторы, да ещё и максимально сжатое энергопотребление устройств.

По итогу птиц начали комплексно изучать в плане перелётов, как, например, египетского стервятника. Но это уже не работа для какого-то гения или института, или страны. Тут нужен весь мир. Список учёных для одного исследования зашкаливает — 40 человек, это только сами специалисты, а ещё ведь у всех были помощники.

Стервятник на редкость любит разные страны. По итогу каждая отдельная особь из изученных могла улететь куда угодно из 28 стран мира, общий ареал включает и подавно 44 страны.

Теперь цифры. Отловили и снабдили передатчиками 94 птицы. В исследовании участвовали 11 отдельных научных коллективов, они работали в Албании, Армении, Болгарии, Эфиопии, Франции, Греции, Израиле, Северной Македонии, Португалии, России, Испании и Турции. Ареалы помеченных особей простирались на 4000 км от Пиренейского полуострова до Кавказского региона в Западной Азии. И на 4000 километров от Южной Европы до Сахары.

Вес передатчиков — от 24 до 45 граммов, это 3,5% от массы тела египетского стервятника. Цеплялись через систему «рюкзак + система ремней с ножными петлями». GPS-фиксация по частоте данных варьировалась от одного сигнала в минуту до двух часов. Точность определения местоположения птицы — ± 18 метров.

Возраст птиц выбирали разный: от молодых, с малым опытом или без опыта перелётов до возрастных, с большим опытом.

Данные с датчиков загрузили в онлайн‑репозиторий movebank.org, ошибочные определения местоположения удалены с использованием фильтров данных общего назначения. Радиус ошибки установлен в 30 метров. Всего высчитано и проверено 188 полных миграций: 71 весенняя и 117 осенних.

Общие выводы исследования:

1. Субпопуляция с Балкан перекрывалась при зимовке с субпопуляциями Ближнего Востока и Кавказа. И так с другими субпопуляциями — постоянно птицы залетали на чужие зимовки, что обеспечивает в итоге активное перемешивание генетики внутри вида, убирает опасный инбридинг.

2. Начало перелётов у разных птиц этого вида, которых изучили в этом исследовании, различается на месяц и больше.

3. Взрослые особи лучше и быстрее мигрировали, летели на зимовку более прямыми путями. Молодёжь хуже. Обучение — посмотреть друг у друга, плюс личный опыт, набиваемый через голод, жажду и возможную гибель. Нет никакой мега‑карты внутри головы у птиц, их учат особи вокруг, надо просто повторять происходящее. Играет большую роль и тот самый инстинкт. Это не значит, что в назначенный час у птицы в голове загорается 3D-карта и требование лететь в такую‑то точку, как на Яндекс‑карте. За тысячи поколений гормоны так прошли естественный отбор, что действуют на птиц, как на кошек. Птица просто летит за своим видом, а если рядом нет никого, то мечется и тоже летит. Одиночно летающие на зимовку птицы беспокоятся так же, как стайные.

4. Показано, что сама миграция постоянно стимулирует пробовать новые места для зимовки и маршруты возвращения после. В периоды миграции птицы периодически прилетают в разные места, что стимулирует смешивание разной генетики.

Следы всех 188 завершенных миграций 60 особей стервятников как весной ( n = 71), так и осенью ( n = 117).

Медиана и диапазон параметров миграции по сезонам, возрастным классам в начале миграции (Juv. = год вылупления; Imm. = 2-5 ^{календарный} год; Ad. = 6-й календарный год и старше) и субпопуляции.

ТАБЛИЦА 2 . Коэффициенты корреляции Мантела миграционной связности и коэффициенты корреляции R-квадрата между долготами мест начала и окончания миграции от первой завершенной миграции каждой особи в каждом сезоне.

Места начала и окончания первых полных весенних и осенних миграций 60 отдельных стервятников использовались для оценки миграционных связей внутри и между четырьмя субпопуляциями.

 Блок-графики, показывающие медианный и межквартильный диапазон параметров миграции египетского стервятника по сезонам, возрастным классам (Juv. = год вылупления; Imm. = 2-5-й календарный год; Ad. = 6-й календарный год и старше) и субпопуляции. (А) Прямое расстояние — это расстояние между летними и зимними ареалами; (B) совокупное расстояние представляет собой сумму расстояний между каждой последовательной точкой траектории миграции; (C) скорость миграции (км·д ^-1 ) представляет собой совокупное расстояние миграции, деленное на продолжительность миграции; (D) прямолинейность — это соотношение между прямым и совокупным расстоянием; начало миграции (E,G) и конец (F,H) — дни начала и завершения миграции; и (I) продолжительность миграции – это количество дней, потраченных на миграцию. Оранжевые и зеленые столбцы обозначают осеннюю и весеннюю миграции соответственно. Были включены только параметры полных траекторий миграции

Вот базовая статья по первой части.

Второй пример массового исследования перелётных птиц. Объект исследования — хищная птица лунь — Circus pygargus . По описанным выше причинам до века спутникового определения местоположения орнитологи полагались только на кольцевание птиц, что очень трудоёмко: надо кольцевать буквально сотни и сотни птиц каждого вида и это не даёт никаких гарантий, что птицу ещё раз увидит кто-либо.

Исследование затронуло 34 взрослых луня, отслеживали их до шести миграций, с 2005 по 2011 года. Луней отлавливали для оснащения датчиками в Дании, Германии, Нидерландах, Польше, Белоруссии.

Рис. 1. Маршруты миграции взрослых луней Монтегю осенью ( а ) ( n = 27) и весной ( б ) ( n = 17). Цвета обозначают разные гнездящиеся популяции (оранжевый — западный; синий — центральный; зеленый — восточный). Символы относятся к путям миграции (круг — западный; квадрат — центральный; треугольник — восточный). У особей, отслеживавшихся в течение нескольких лет, за сезон показан только один репрезентативный след. Карты представлены в проекции Меркатора. Различия между осенними конечными точками и весенними исходными точками являются результатом движений в середине зимы

Всех особей отловили около гнёзд. Выпускали через 40 минут после отлова. Передатчики крепились тефлоновой лентой толщиной 6 мм. Использованы солнечные спутниковые передатчики массой от 9,5 и 12 граммов — PTT-100 series, Microwave Telemetry Inc., Columbia, MD, USA. Передатчики запрограммированы на два цикл «вкл‑выкл» 10–48 и 6–16 часов. Данные с них получены через систему ARGOS, Тулуза, Франция. При обработке информации внесено 47 000 исправлений. Всего было получено 104 трека‑миграции, из них 17 неполные по причине гибели птицы или выхода датчика из строя. Тест Мантела для количественной оценки силы миграционных связей проводился с использованием пакета R 'ade4', в котором статистическая значимость коэффициента корреляции Мантеля определялась с помощью 9999 случайных перестановок.

Рисунок 3. Основные места остановок луней Монтегю во время осенней ( а ) и весенней ( б ) миграции. Цвета обозначают различные маршруты миграции (оранжевый — Испания; синий — Италия; зеленый — Греция). Размер символа отражает продолжительность остановок. Обратите внимание, что качество спутниковых передатчиков в восточном Средиземноморье относительно плохое (см. [ 35 ]), поэтому (короткие) остановки в этом регионе могли быть пропущены.

Общие итоги — птицы консервативны в выборе маршрута миграции, сказывается место рождения. Те, кто родился в западной гнездовой популяции, мигрировали в 78% случаев по западному маршруту и в 22% случаев — по центральному, ни одна птица не летела по восточному маршруту. Из двух птиц центральной гнездовой популяции один самец мигрировал западным путём, одна самка — центральным. Все особи восточной гнездовой популяции мигрировали восточным путём.

Базовая статья.