Могут ли птицы чувствовать запах?
Живые существа склонны иметь и развивать те чувства, которые необходимы им для выживания. Важно ли обоняние для птиц? Вероятно, не очень важно, потому что оно практически отсутствует у всех птиц. Какие же чувства важны для птиц? Значительная часть мозга и нервной системы связаны у них с органами зрения и балансировки, так как это нужно для полета. Острое зрение — жизненная необходимость для летающих животных, поэтому у птиц удивительное зрение. Обычно у них широкий угол зрения. Каждый глаз смотрит под определенным углом к телу птицы и видит только ту часть окружающего мира, которая находится по одну сторону от нее — или слева, или справа.
Таким образом оба глаза дают очень широкий обзор.
Способность птиц различать цвета более или менее напоминает человеческую. У ночных птиц — большие зрачки. Такой тип глаза (например, у семейства сов) дает возможность собирать максимум света в сумерках. У птиц отлично развит слух, ориентация в пространстве. Органы этих чувств находятся в ухе.
Многие птицы обладают осязанием. Так они могут находить необходимую пищу. Многие из повадок птиц мы называем врожденными инстинктами. Птицы рождаются, уже зная практически все, что им нужно для жизни. Им не нужно много учиться.
Птицы летят на запах
Ольга Нестеренко, Московский зоопарк / «Химия и жизнь» №6, 2018
Гриф-индейка — возможно, чемпион по восприятию запахов среди птиц. Zweer de Bruin
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.
Обонятельный эпителий
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.
Зебровые амадины. Фото: Patrick Kavanagh
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.
Птица киви находит корм по запаху. Фото: Josh More
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.
Охотники и любители птиц знают, что вороны способны найти закопанные в снег куски мяса, а кедровки и кукши отыскивают в вольере пахучую пищу, зарытую в подстилку. Может быть, обоняние и в природе помогает этим птицам находить желуди и орехи под снегом. Утки чуют корм на расстоянии 1–2 м, наблюдения за куликами давно уже демонстрируют, что они находят пищу по запаху. В экспериментах было доказано, что на запах ориентируются даже пингвины: пятна со специально созданным привлекательным запахом за 20–30 мин привлекли в два-три раза больше птиц, чем контрольные масляные пятна. Если учесть, что африканские пингвины Spheniscus demersus плавают со скоростью около 1,2 м/с, за полчаса они могут преодолеть около 2 км. Видимо, с такого расстояния они и чувствуют дивный аромат планктона, поедаемого рыбой (см. статью Натальи Резник в «Троицком варианте», 2011, 84,14).
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.
Пингвины Гумбольдта различают индивидуальные запахи сородичей. Фото: Christian Fiderer
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.
«Химия и жизнь» №6, 2018