Iránytű az agyban - Az állatok tájékozódása a természetben

Sok állatfaj él olyan élőhelyen, ahol az ökológiai körülmények csak az év egy részében megfelelők számára, emiatt évről évre hosszú vándorút megtételére kényszerül. Legyen bár az úti cél akár több ezer kilométerre egy másik kontinensen, a legtöbb állat mégis visszatalál a következő évben megszokott szaporodóhelyére. Hogyan képesek az állatok tájékozódni útjuk során? Tanulják a navigáció képességét vagy öröklik szüleiktől? Cikkünkben e kérdésekre keressük a választ.

Az indigópintyek a csillagképeket használják iránytűként

Gustav Kramer, a Max Plack Institut ornitológusa a második világháború után furcsa dologra lett figyelmes, miközben egy állatkert európai seregélyeit vizsgálta. A madarak ősszel kifutójuk délnyugati végében tartózkodtak leggyakrabban, míg tavasszal átköltöztek a vele szemben lévő, északkeleti oldalra. Kramer érdeklődését felkeltette ez a különös viselkedés, hiszen látszólag semmi nem indokolta a költözést. Egyik télen áthelyezte őket egy kör alakú röpdébe, amelyet munkatársaival szinte teljesen befedtek, a napfény csupán néhány kis ablakon keresztül juthatott be, a seregélyek így nem láthatták megszokott környezetüket. Amikor beköszöntött a tavasz, a seregélyek mindennek ellenére idejük legnagyobb részét a röpde északkeleti oldalában töltötték. Mi lehetett e magatartás oka?

A seregélyek letakart kifutójukban semmit sem láthattak, csak a kis ablakokon keresztül beszűrődő napfényt. A fény irányát pedig a kutatók tükrök segítségével módosíthatták. Sorozatos kísérletek során kiderítették, hogy a madarak a Nap feltételezett helyzete alapján határozzák meg az égtájak irányát. Amikor a tükörrendszert úgy állították be, hogy a Nap a megszokottól eltérő irányból "sütött", a madarak összezavarodtak, és nem találták meg a helyes északkeleti irányt. Mivel a Nap látszólag halad az égbolton, ezért a Nap és az égtájak viszonylagos helyzete folyamatosan változik az idő múlásával. A seregélyek ezt a körülményt is képesek voltak kiküszöbölni, minden napszakban az északkeleti oldalon tartózkodtak legszívesebben. De miért pont ott?

A Nap mutatja az utat

A seregélyek vonuló madarak, a Kramer által vizsgált egyedek pedig a balti régióból származtak. Szabadon élő társaik ősszel délnyugatnak veszik az irányt, míg tavasszal visszatérnek fészkelőhelyükre, a Baltikumba. Ősszel tehát délnyugati, míg tavasszal északkeleti irányba kellene elindulniuk a fogságban élő madaraknak is. A kutató a seregélyek két, egymást kiegészítő képességét fedezte fel: a belső iránytűt és a belső órát. A Nap helyzete alapján képesek meghatározni az égtájak irányát, miközben figyelnek arra is, hogy az adott napszakban hol helyezkedik el a Nap az égbolton.

Egy másik kísérletükben munkatársaival tizenkét etetőedényt helyeztek el a kör alakú röpde körül. Az edények átlátszatlanok voltak, így a madarak nem láthatták, hogy melyik tartalmaz magokat és melyik nem. A kutatók minden reggel felkeresték a röpdét, és madáreleséggel töltötték föl a keleti oldalon lévő etetőt. A madarak könnyedén megtanulták ezt, és hamarosan a többi edényben már nem is kerestek táplálékot. Akkor sem okozott nekik gondot a magok megtalálása, amikor nem reggel, hanem délután töltötték fel az etetőt. A kísérlet második részében egy erős lámpát helyeztek el a kifutó mellett, amely egész nap kelet felől világította meg a ketrecet. A madarak ezután csak reggel találták meg az eleséget, más napszakokban legtöbbször azokban az etetőkben kerestek, amelyek a mozgó Nap aktuális helyzetéhez viszonyítva a megszokott irányban voltak.

Útjuk végéhez érő seregélyek Algériában

A seregély azóta is sok más, madárvonulással foglalkozó vizsgálat alanya maradt. Kramer kísérletei bizonyították, hogy a seregélyek ismerik az útirányt, amerre a telelőhely vagy a fészkelőhely található, de továbbra is kérdéses volt az, hogy e tudás "genetikai memóriájuk" részét képezi vagy tanult ismereteken alapszik. Ennek vizsgálatára Albert Perdeck, a Texas A&M Egyetem kutatója és munkatársai több ezer seregélyt fogtak be Hollandiában és gyűrűzésük után Svájcban engedték őket szabadon, ott ahol még sosem jártak. Az elengedést követő hónapokban számos madarat fogtak be szerte Európában. Miután azonosították a befogott seregélyeket, arra a következtetésre jutottak, hogy az idősebb madarak, amelyek már megtették a vándorutat az előző években, visszataláltak eredeti útvonalukra. Úgy tűnt, hogy elengedésük után felismerték, hogy nem Hollandiában vannak, ezért letértek a megszokott délnyugati irányról, és északnyugat felé fordultak, így eljutva természetes telelőhelyükre. Velük szemben, a fiatal egyedek, amelyek abban az évben keltek ki (így nem lehetett tapasztalatuk az útvonalról), nem tudtak arról, hogy áthelyezték őket, és folytatták útjukat délnyugatra, mígnem Spanyolországban kötöttek ki. A kutatók mindezt úgy magyarázták, hogy az útirány genetikailag rögzült a madarakban, de útjuk során megjegyzik a tájat, és a későbbi tájékozódásukhoz felhasználják ezeket az ismereteket.

Szárnyas csillagászok

A Nap helyzete természetesen csak a nappal vándorló madárfajok számára szolgálhat útjelzőül. Sok éjjeli társuk a Nap helyett a csillagok állását használja tájékozódása során. Hasonlóan a Naphoz, a Föld forgása miatt a csillagok látszólagos helyzete is változik az idő múlásával, egy nap alatt az összes csillag egy teljes fordulatot ír le az égbolton. Az éjjeli vándormadarak tájékozódását kutatva Stephen Emlen, a Cornell Egyetem viselkedésökológusa egy planetáriumot épített, amelyben indigópintyeket vizsgált. A planetárium kupolájába a csillagos égbolt képét vetíthették, miközben a madarak egy felfelé nyitott papírhengerben röpködtek, a padlót pedig tintás nyomdapárnákkal borították. Erre azért volt szükség, mert a kísérlet eredményeit a papírhenger oldalain lévő tintás lábnyomokat megszámolva értékelték ki.

Stephen Emlen planetáriumában

Az indigópintyek ősszel a déli égbolt irányába igyekeztek repülni, és így a papírhenger "déli" oldalán hagyták ott lábnyomaikat. Amellett, hogy a csillagok állása alapján tájékozódtak, hasonlóan a seregélyekhez, ők is figyelembe vették az idő múlását. Mint Emlen és munkatársai felfedezték, az indigópintyek pontos navigációjukhoz teljes csillagképeket használtak fel. Egyik kísérletükben fokozatosan leoltották a planetárium kupolájába vetített csillagok többségét. A madarak kevesebb csillagot látva egyre pontatlanabbul voltak képesek meghatározni a helyes irányt (tehát a kísérlet közben nagyobb területen elszórva hagyták ott lábnyomaikat a papírhenger falán). A kutatók egy másik vizsgálatuk eredményei alapján arra következtettek, hogy, bár a vonulás iránya öröklötten rögzített lehet a madaraknál, az északi irány felismerését bizonyosan meg kell tanulniuk. Ebben a kísérletben fiatal madarakat neveltek fel úgy, hogy fejlődésük ideje alatt egy megfordított égboltot vetítettek nekik. Ezen az égbolton a csillagok nem az északi Esthajnalcsillag körül fordultak el az éjszaka során, hanem a déli égbolt Orion csillagképének egyik tagja, a Betelgeuse csillag körül. Amikor ezeket a madarakat elhelyezték a korábban megismert papírhengeres kísérleti planetáriumban, akkor a Betelgeuse csillagot tekintették az északi égtáj jelzőjének, és ehhez képest határozták meg a repülésük irányát.