Птахи летять на запах

Гриф-індичка — можливо, чемпіон зі сприйняття запахів серед птахів. Фото: flickr.com / Zweer de Bruin

Довгий час передбачалося, що у птахів нюх розвинене погано, оскільки нюх мозку у них дуже малі, на відміну від зорових. Винятком вважалися такі види, як новозеландський нелітаючий птах ківі, який годується, розгрібаючи м’який грунт ногами, і буквально винюхує хробаків і комах, або гуахаро Steatornis caripensis, які вночі за запахом знаходять стиглі плоди, або американські грифи, що харчуються падаллю. Особливо хорошим нюхом, як вважають, відрізняється кондор. Втім, найбільші нюх цибулини (відділи головного мозку, відповідальні за нюх) серед усіх птахів — у грифа-індички. Це не обов’язково означає, що і запахи він розрізняє краще за всіх, але таку гіпотезу варто перевірити (Scientific Reports, 2017, 7, 17408).

Висновок про незначну роль нюху в житті більшості птахів свого часу зробили також на підставі того, що нюстивні рецепторні клітини у них займають не таку велику площу в носовій порожнині, як у ссавців. Однак пізніше з’ясувалося, що у сірого гуся і сріблястої чайки на нюшових клітинах є реснички, що майже в десять разів збільшує поверхню, що сприймає запахи. Можливо, такі ворсинки є і в інших видів.

Смердючий епітелій

Дослідження останнього десятиліття підтвердили, що з нюхом у птахів не так вже й погано. Велика група вчених розшифрувала геном зебрової амадини Taeniopygia guttata (Nature, 2010, 464, 757-762). Двоє учасників роботи з Вейцманівського інституту в Ізраїлі, Дорон Ланцет і Цвія Олендер, особливо зацікавилися генами нюшливих рецепторів у птахів. Виявилося, що у зебрових амадин близько 500 генів, що відповідають за синтез нюшливих рецепторів, і приблизно 200 з них активні. (Нюхливі, або ольфакторні, рецептори — це білки, вбудовані в мембрани нюшливих нейронів.) Передбачається, чим більше таких генів, тим краще має бути нюх у тварини. У курки, наприклад, з тих же 500 генів всього 70 виробляють активні білки. Для порівняння: у мишей понад 1000 активних генів нюшливих рецепторів, у людини — близько 400.

Зеброві амадини. Фото: flickr.com / Patrick Kavanagh

Вчені з Німеччини та Нової Зеландії також знайшли в геномах птахів докази їхнього гарного нюху (Proceeding of the Royal Society B, 2008, 275, 1649, 2309-2317). Вони порівняли нюшливі гени дев’яти видів із семи сімейств: лазоревки, африканської шпорцевої зозулі, бурого ківі, канарки, рожевого какаду, банківської джунглевої курки, какапо, крякви, снігового буревісника. Кількість нюшливих генів у різних видів варіювала від 107 до 667. Також було виявлено зв’язок між числом цих генів і величиною нюшної цибулини. Чемпіоном передбачувано виявився ківі — у нього нюшливих генів в шість разів більше, ніж у лазоревки або канарки. До групи лідерів (від 600 до 667 генів) також увійшли банківська джунглева курка і какапо. Але головне, з’ясувалося, що велика частина цих генів активна у всіх вивчених видів, а це означає, що за нюхом птахи не поступаються деяким ссавцям. Як заявила керівник дослідження з Інституту орнітології Товариства Макса Планка Сільке Стайгер, можна припустити, що у багатьох птахів нюх навіть краще, ніж у людини, але кількість генів дозволяє лише приблизно оцінити його силу, і для з’ясування цього питання необхідні як генетичні, так і поведінкові дослідження.

Птах ківі знаходить корм за запахом. Фото: flickr.com / Josh More

Такі дослідження проводилися. Габріель Невітт зі співавторами з Університету Каліфорнії в Девісі вивчали поведінку мандрівних альбатросів Diomedea exulans під час гніздування на островах в Індійському океані (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2008; 105 (12): 4576–1481). У альбатросів відносно великі нюх цибулини. Виявилося, що вони чують запах їжі на відстані до 20 км. Птахи, які беруть участь в експерименті, несли на собі GPS-передавачі, а щоб дізнатися, коли птах щось з’їв, їм згодовували капсули з термометрами. Під час перетравлення їжі температура в шлунку змінюється, і, якщо простежити траєкторію птиці перед цією подією, можна зрозуміти, на якій відстані вона спрямувалася до їжі, зіставити траєкторію з можливістю або неможливістю побачити видобуток, з тим, звідки дув вітер. Відчувши запах їжі, альбатроси змінювали напрямок польоту і рухалися в бік, протилежну напрямку вітру, а іноді шукали здобич, рухаючись проти вітру зигзагоподібно, — типова тактика для тварин, які покладаються на нюх. Також вони виявили, що в контролі птиці керувалися нюхом майже в половині (46,8%) всіх льотних підходів, що передували захопленню видобутку. Експериментально доведено, що інші морські птахи, дурні буревісники, можуть відчувати запах їжі за 3 км.

Мисливці і любителі птахів знають, що ворони здатні знайти закопані в сніг шматки м’яса, а кедрівки і кукші відшукують у вольєрі пахучу їжу, зариту в підстилку. Можливо, нюх і в природі допомагає цим птахам знаходити жолуді та горіхи під снігом. Качки чують корм на відстані 1-2 м, спостереження за куликами давно вже демонструють, що вони знаходять їжу за запахом. В експериментах було доведено, що на запах орієнтуються навіть пінгвіни: плями зі спеціально створеним привабливим запахом за 20-30 хв залучили в два-три рази більше птахів, ніж контрольні масляні плями. Якщо врахувати, що африканські пінгвіни Spheniscus demersus плавають зі швидкістю близько 1,2 м/с, за півгодини вони можуть подолати близько 2 км. Мабуть, з такої відстані вони і відчувають дивний аромат планктону, що поїдається рибою (див. статтю Наталії Різник у «Троїцькому варіанті», 2011, 84,14).

Цікаве відкриття зробили вчені з Чикаго, які проводили експерименти з пінгвінами Гумбольдта в зоопарку. Виявилося, що пінгвіни не тільки відчувають запах один одного, але і розрізняють по запаху своїх і чужих. Запахи знайомих птахів вони явно надавали перевагу, але ось якщо їм пред’являли запахи двох незнайомих птахів — родича і неродинника, пінгвіни надавали перевагу нерідному незнайомцю (PLoS ONE, 2011, 6 (9): e25002). Птахам, які живуть колоніями, може бути корисно вміння відрізняти сусідів не тільки по виду, але і по запаху, а перевага нерідних чужинців підвищує ймовірність того, що пінгвін обере в партнери особину, генетично далеку від нього; це запобігає інбридингу і виродженню.

Пінгвіни Гумбольдта розрізняють індивідуальні запахи сородичів. Фото: flickr.com / Christian Fiderer

Здатність голубів відшукувати дорогу до голубники вивчають багато десятиліть. Доведено, що вони можуть використовувати різні способи орієнтації, наприклад орієнтуються і по магнітному полю, і по сонцю. Однак досліди німецького вченого Ханса Вальраффа з Інституту орнітології Товариства Макса Планка показали, що в орієнтації голубів грає роль і нюх (Ethology, Ecology & Evolution, 2001, 13, 1, 1-48). Молоді голуби, яким давали понюхати запахи, зібрані навколо голубники, знаходили дорогу додому швидко і практично без помилок. Водночас контрольні птахи, які не нюхали запахів рідного округу, довго плутали, хоча зрештою все-таки добиралися до голубники. Аналогічний результат був отриманий в дослідах з голубами, яким заткнули праву ніздрю — як і люди, вони краще розрізняють запах саме правої ніздрей, мабуть, тому, що нюшна інформація обробляється в лівій півкулі мозку (Journal of Experimental Biology, 2011; 214: 593–598).

Є дані на користь того, що нюх — ключовий фактор у навігації птахів. Дослідники з Оксфорда, Барселони і Пізи спостерігали за середземноморськими буревісниками, що несуть GPS-передавачі (Scientific Reports, 2017, 7, 9668). Птахів розділили на три групи: одних тимчасово позбавили нюху, закопавши в ніздрі сульфат цинку, іншим прикріпили магніти до голів, щоб позбавити їх здатності орієнтуватися по магнітному полю, третя група була контрольною. Ніхто з буревісників, які літали годуватися, не розучився відшукувати дорогу, але поведінка птахів, позбавлених здатності відчувати запахи, змінилася: повертаючись до місця гніздування, вони летіли прямо, ніби по компасу, але не надто точно витримували напрямок, поки орієнтири не з’являлися в полі зору.

Таким чином, нюх птахів — це область, в якій можливі нові цікаві відкриття. Якщо в геномі є гени нюшливих рецепторів і вони працюють, значить, і продукт їх для чогось потрібен.