Обоняние у птиц кратко
Обновлено: 03.07.2024
У птиц есть обоняние, как правило - слабое, а у отдельных видов - вообще отсутствующее. Исключением является южноамериканские птицы-падальщики, похожие на африканских грифов, но не их родственники. Там джунгли, а не степь (саванна, прерии) и труп невозможно увидеть сверху. Тем не менее, эти птицы быстро находят падаль. Выяснилось, что делают это они с помощью обоняния и оно у них очень даже хорошее.
Есть и другие птицы с хорошим обонянием: например, птица киви, за сходство с которой такое же название получил съедобный плод лианы. Киви, фактически, ведет жизнь млекопитающего: ходит по земле (летать не умеет) и ищет там корм. Вот ей и понадобилось умение различать запахи. Вроде, неплохое обоняние у кулика, который хотя и летает, но корм тоже ищет, передвигаясь пешком.
Хотя зрение, возможно, является наиболее важным чувством, которым обладают птицы, обоняние также играет решающую роль в их выживании. Обоняние птиц было обнаружено только за последние 50 лет. В прошлом ученые считали, что у птиц практически нет обонятельной способности, но недавние эксперименты доказали, насколько ошибочными были предыдущие гипотезы (1, 2).
Какими чувствами обладают птицы?
Окружающая среда, кажется, диктовала, какие чувства станут доминирующими по мере развития видов птиц, хотя, как и у людей, чувства можно развить, когда это необходимо. Например, альбатросы могут использовать обоняние, чтобы находить добычу на больших расстояниях, и переключаться на зрение в качестве основного чувства, когда они приближаются к своей пище. Кроме того, буревестники могут ориентироваться, используя свое обоняние, но доверяют своему зрению, когда они лишены обонятельных сигналов. Некоторые виды птиц для выживания в основном полагаются на зрение, в то время как другие монополизируют свои обонятельные рецепторы. Обычно, хотя обоняние у разных видов различается, птицы больше полагаются на зрение и слух, чем на осязание и вкус (1).
Зрение
Вполне естественно, что глаза занимают в черепах птиц больше места, чем их мозг, поскольку зрение в большинстве случаев является наиболее важным чувством. Птицы обычно обладают чрезвычайно острым зрением, что позволяет им замечать хищников, добычу и других птиц с большой высоты и на больших расстояниях. Эволюция сыграла свою роль в сохранении более мелких видов птиц, прививая им способность видеть ультрафиолетовый свет, в отличие от хищных птиц и людей. В то время как у хищных птиц глаза посажены спереди, у других видов глаза расположены по бокам головы, чтобы охватывать зрением большее пространство (3).
Хотя у птиц зрение обычно преобладает над другими чувствами, слух также важен для их выживания. Когда вы слышите щебетание птиц, они обмениваются информацией друг с другом. Птицы используют слух, чтобы охотиться за едой, спасаться от хищников и, у некоторых видов, находить своих вылупившихся птенцов. Слух птиц, как и их зрение, сильно развит.
Какие птицы имеют самое лучшее обоняние
Некоторые птицы развили чрезвычайно сильное обоняние после того, как эволюционировали в среду обитания, в которой запах важнее зрения.
Гриф-индейка
Фрэнсис Наеф / Getty Images
Гриф-индейка – один из лучших примеров птиц, которые сильно зависят от обоняния. У них развито обоняние, позволяющее находить пищу в среде с плотным навесом из листьев. Грифы-индейки могут точно определить место кормления, даже не увидев его. Возможно, вы видели видео, где небольшая стая стервятников кружит в воздухе, ожидая нового запаха.
powerofforever / Getty Images
Киви – национальный символ Новой Зеландии – нелетающие птицы с очень длинными клювами, учитывая их небольшой размер. Это единственные известные птицы, у которых ноздри находятся на кончике чувствительного клюва. Поскольку киви не умеют летать, они как вид приспособились вынюхивать скрытую пищу. Они могут учуять червя глубоко в земле и схватить его, даже не открывая клюва. Несмотря на свое культурное значение для Новой Зеландии, популяция киви ежегодно уменьшается на 2%, и в стране остается менее 70000 этих птиц (4, 5).
Альбатросы и буревестники
Темноспинный альбатрос в полете. Arthur Morris / Getty Images
Обонятельная луковица в мозгу контролирует обоняние существа. Альбатросы и буревестники – морские птицы, которые обладают одними из самых больших обонятельных луковиц (по сравнению с размером мозга) среди всех видов птиц. Их невероятные навигационные способности зависят от обоняния. Одно исследование сравнивало аносмических и неаносмических буревестников и обнаружило, что те, у кого отсутствовало обоняние, выбирали альтернативный маршрут во время полета домой после кормления. Буревестники, лишенные обоняния, использовали зрение для получения топографической информации, летая ближе к береговой линии, чем буревестники с нормальным обонянием. Альбатросы и буревестники демонстрируют аналогичную зависимость от запаха при навигации в открытом океане. Более того, буревестники, которые добывают корм ночью, могут находить свои норы в темноте по запаху. Обоняние также играет роль в добывании пищи. Буревестники могут различать запахи пищи, например, кальмаров и криля, когда они кормятся над океаном (6, 7).
Голуби
Selwyn Tungol / EyeEm / Getty Images
Эксперимент, аналогичный исследованию буревестников, проводился на голубях в 1970-х годах. После того, как группа голубей лишилась обоняния, исследователи обнаружили, что птицы не могли найти дорогу домой после того, как их выпустили в разных местах. Наблюдая за голубями, которые могут и не могут чувствовать запах, исследователи обнаружили, что птицы отслеживают запахи окружающей среды в зависимости от направления ветра и могут различать знакомые запахи в воздухе, что помогает определить место назначения. Чтобы ориентироваться и определять свое местонахождение в незнакомых местах, как голуби, так и морские птицы могут использовать запахи в атмосфере (8).
Обонятельная чувствительность сыграла ключевую роль в поддержании выживания некоторых из самых известных современных птиц. Несмотря на то, что эти виды существуют тысячи лет, важность обоняния была осознана только недавно, что шокировало некоторых орнитологов, которые ранее недооценивали обоняние птиц.
Долгое время предполагалось, что у птиц обоняние развито плохо, поскольку обонятельные доли мозга у них очень малы, в отличие от зрительных. Исключением считались такие виды, как новозеландская нелетающая птица киви, которая кормится, разгребая мягкий грунт ногами, и буквально вынюхивает червей и насекомых, или гуахаро Steatornis caripensis, которые ночью по запаху находят спелые плоды, или американские грифы, питающиеся падалью. Особенно хорошим обонянием, как считают, отличается кондор. Впрочем, самые большие обонятельные луковицы (отделы головного мозга, ответственные за обоняние) среди всех птиц — у грифа-индейки. Это не обязательно означает, что и запахи он различает лучше всех, но такую гипотезу стоит проверить (Scientific Reports, 2017, 7, 17408).
Вывод о незначительной роли обоняния в жизни большинства птиц в свое время сделали также на основании того, что обонятельные рецепторные клетки у них занимают не такую большую площадь в носовой полости, как у млекопитающих. Однако позднее выяснилось, что у серого гуся и серебристой чайки на обонятельных клетках имеются реснички, что почти в десять раз увеличивает поверхность, воспринимающую запахи. Возможно, такие ворсинки есть и у других видов.
Исследования последнего десятилетия подтвердили, что с обонянием у птиц не так уж плохо. Большая группа ученых расшифровала геном зебровой амадины Taeniopygia guttata (Nature, 2010, 464, 757–762). Двое участников работы из Вейцмановского института в Израиле, Дорон Ланцет и Цвия Олендер, особенно заинтересовались генами обонятельных рецепторов у птиц. Оказалось, что у зебровых амадин около 500 генов, отвечающих за синтез обонятельных рецепторов, и примерно 200 из них активны. (Обонятельные, или ольфакторные, рецепторы — это белки, встроенные в мембраны обонятельных нейронов.) Предполагается, чем больше таких генов, тем лучше должно быть обоняние у животного. У курицы, к примеру, из тех же 500 генов всего 70 производят активные белки. Для сравнения: у мышей более 1000 активных генов обонятельных рецепторов, у человека — около 400.
Ученые из Германии и Новой Зеландии также нашли в геномах птиц доказательства их хорошего обоняния (Proceeding of the Royal Society B, 2008, 275, 1649, 2309–2317). Они сравнили обонятельные гены девяти видов из семи семейств: лазоревки, африканской шпорцевой кукушки, бурого киви, канарейки, розового какаду, банкивской джунглевой курицы, какапо, кряквы, снежного буревестника. Количество обонятельных генов у разных видов варьировало от 107 до 667. Также была обнаружена связь между числом этих генов и величиной обонятельной луковицы. Чемпионом предсказуемо оказался киви — у него обонятельных генов в шесть раз больше, чем у лазоревки или канарейки. В группу лидеров (от 600 до 667 генов) также вошли банкивская джунглевая курица и какапо. Но главное, выяснилось, что большая часть этих генов активна у всех изученных видов, а это значит, что по обонянию птицы не уступают некоторым млекопитающим. Как заявила руководитель исследования из Института орнитологии Общества Макса Планка Сильке Стайгер, можно предположить, что у многих птиц обоняние даже лучше, чем у человека, но количество генов позволяет лишь приблизительно оценить его силу, и для выяснения этого вопроса необходимы как генетические, так и поведенческие исследования.
Такие исследования проводились. Габриэль Невитт с соавторами из Университета Калифорнии в Дэвисе изучали поведение странствующих альбатросов Diomedea exulans во время гнездования на островах в Индийском океане (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2008; 105 (12): 4576–1481). У альбатросов относительно большие обонятельные луковицы. Оказалось, что они чуют запах пищи на расстоянии до 20 км. Птицы, участвующие в эксперименте, несли на себе GPS-передатчики, а чтобы узнать, когда птица что-то съела, им скармливали капсулы с термометрами. Во время переваривания пищи температура в желудке меняется, и, если проследить траекторию птицы перед этим событием, можно понять, на каком расстоянии она устремилась к еде, сопоставить траекторию с возможностью или невозможностью увидеть добычу, с тем, откуда дул ветер. Почувствовав запах пищи, альбатросы изменяли направление полета и двигались в сторону, противоположную направлению ветра, а иногда искали добычу, двигаясь против ветра зигзагообразно, — типичная тактика для животных, полагающихся на обоняние. Также они обнаружили, что в контроле птицы руководствовались обонянием почти в половине (46,8%) всех летных подходов, предшествовавших захвату добычи. Экспериментально доказано, что другие морские птицы, глупыши буревестники, могут чувствовать запах пищи за 3 км.
Интересное открытие сделали ученые из Чикаго, проводившие эксперименты с пингвинами Гумбольдта в зоопарке. Оказалось, что пингвины не только чувствуют запах друг друга, но и различают по запаху своих и чужих. Запахи знакомых птиц они явно предпочитали, но вот если им предъявляли запахи двух незнакомых птиц — родственника и неродственника, пингвины предпочитали неродного незнакомца (PLoS ONE, 2011, 6 (9): e25002). Птицам, живущим колониями, может быть полезно умение отличать соседей не только по виду, но и по запаху, а предпочтение неродственных чужаков повышает вероятность того, что пингвин выберет в партнеры особь, генетически далекую от него; это предотвращает инбридинг и вырождение.
Способность голубей отыскивать дорогу к голубятне изучают многие десятилетия. Доказано, что они могут использовать разные способы ориентации, например ориентируются и по магнитному полю, и по солнцу. Однако опыты немецкого ученого Ханса Вальраффа из Института орнитологии Общества Макса Планка показали, что в ориентации голубей играет роль и обоняние (Ethology, Ecology & Evolution, 2001, 13, 1, 1–48). Молодые голуби, которым давали понюхать запахи, собранные вокруг голубятни, находили дорогу домой быстро и практически без ошибок. В то же время контрольные птицы, не нюхавшие запахов родной округи, долго плутали, хотя в конце концов все-таки добирались до голубятни. Аналогичный результат был получен в опытах с голубями, которым заткнули правую ноздрю — как и люди, они лучше различают запах именно правой ноздрей, видимо, потому, что обонятельная информация обрабатывается в левом полушарии мозга (Journal of Experimental Biology, 2011; 214: 593–598).
Есть данные в пользу того, что обоняние — ключевой фактор в навигации птиц. Исследователи из Оксфорда, Барселоны и Пизы наблюдали за средиземноморскими буревестниками, несущими GPS-передатчики (Scientific Reports, 2017, 7, 9668). Птиц разделили на три группы: одних временно лишили обоняния, закапав в ноздри сульфат цинка, другим прикрепили магниты к головам, чтобы лишить их способности ориентироваться по магнитному полю, третья группа была контрольной. Никто из буревестников, летавших кормиться, не разучился отыскивать дорогу, но поведение птиц, лишенных способности ощущать запахи, изменилось: возвращаясь к месту гнездования, они летели прямо, будто по компасу, но не слишком точно выдерживали направление, пока ориентиры не появлялись в поле зрения.
Таким образом, обоняние птиц — это область, в которой возможны новые интересные открытия. Если в геноме есть гены обонятельных рецепторов и они работают, значит, и продукт их для чего-то нужен.
Органы чувств и рецепторные системы у птиц
Органы обоняния и вкуса сравнительно слабо развиты. Вкусовые органы птиц
представлены вкусовыми почками, располагающимися на мягком нёбе и у основания языка. У подавляющего большинства видов плохо развито чувство обоняния, они практически не различают запахи. Однако у немногих наземных птиц (киви, кулики) и у некоторых других групп (трубконосые, некоторые дневные хищники, американские грифы) обоняние довольно развито. Ушные раковины отсутствуют, уши прикрыты перьями. В лабиринте внутреннего уха имеется один завиток улитки, отходящий от нижнего мешочка. Среднее ухо содержит одну косточку, которая передаёт в лабиринт звуковые волны; барабанная перепонка лежит в небольшом углублении, обрамление у некоторых птиц наружного слухового отверстия перьями создает как бы ушную раковину. У ушастых сов, филинов и совок эти перья, называемые кроющими, вытянуты и внешне напоминают уши. Прекрасно развито у птиц восприятие изменений равновесия тела, благодаря хорошему развитию соответствующих частей лабиринта.
Самым известным примером птиц, способных к эхолокации, являются южноамериканские гуахаро. Другой группой птиц, с подобной способностью являются
саланганы (Collocalia troglodytes и Aerodramas), гнездящиеся на отвесных скалах и в пещерах Юго-Восточной Азии и островах Борнео и Шри-Ланка. Эхолокация помогает данным видам ориентироваться в темноте. Органы осязания рассеяны в разных местах поверхности кожных покровов и представлены главным образом тремя типами образований: тельцами Грандри, Меркеля и Гербста.
В настоящее время у птиц доказано наличие как минимум двух независимых систем магниторецепции. Одна система находится в сетчатке глаза и, вероятно, основана на фотозависимых химических реакциях на основе криптохрома. Зрительные магниторецепторы обеспечивают восприятие компасной информации, требующейся для ориентации птиц при миграциях. В основе второй системы, вероятно, находятся магнитные свойства соединений железа (биогенного магнетита). Она предположительно расположена в надклювье и участвует в репрезентации пространства, обеспечивая аналог карты. Некоторые авторы также предполагают наличие третьей системы магниторецепции, основанной на вестибулярном аппарате. Не исключается, что магниторецепция на основе оксидов железа происходит в лагене - структуре, гомологичной улитке внутреннего уха млекопитающих, а информация от них обрабатывается в вестибулярных ядрах головного мозга.
Читайте также: