לא מאבדות את הצפון...

איך הן מוצאות את הדרך? זאת באמת שאלה טובה…

לציפורים יש חוש התמצאות יוצא מגדר הרגיל. הכישרון של הציפורים לשוב "הביתה" או למקום מסוים, גם אם הוא נמצא בצד השני של כדור הארץ, מעסיק את חוקרי הטבע עוד משחר ההיסטוריה.

זאת עדיין תעלומה גדולה, אבל כבר יש לחוקרים "כיוון"...

 

מחקרים מצביעים על כך שציפורים צעירות, שאינן נודדות בליווי ההורים או בחברת ציפורים מנוסות (שזה מה שמקובל אצל רוב רובם של המינים הנודדים, המינים המתלהקים הם מיעוט שבמיעוט), "מצוידות" בידע מולד באשר לכיוון ולטווח הנדידה. כלומר שאת מסע הנדידה הראשון הן עושות "על עיוור", מבלי להכיר את הדרך, כשהדבר היחידי שמנחה אותן הוא כיוון וזמן מעוף, כפי שאלה מקודדים אצלן בגנום, במוח הציפור שלהן.

 

 

ניסוי מעניין בוצע בהקשר זה עם סבכים שחורי-כיפה בגרמניה.

באמצע גרמניה עובר קו דמיוני הנקרא "מחלק הנדידה" (Migration Divider""), המחלק אותה לאורכה (בכיוון צפון-דרום).

באופן גס, ניתן לומר שאוכלוסיית הציפורים שמקננת ממזרח לו נודדת בסתיו לאפריקה בכיוון כללי דרום-מזרח, כלומר דרך תורכיה והמזרח התיכון, ואילו אלה שמקננות ממערב לו בוחרות לנדוד לאפריקה דרך חצי האי האיברי וגיברלטר.

 

בניסוי שנערך על ידי פיטר ברטהולד וחובריו, נלקחו סבכים שחורי-כיפה מזרחיים ומערביים ושדכו ביניהם כך שנוצרו זוגות מעורבים של מזרחי עם מערבית או להיפך (אצל הסבכים הנישואין האלה התקבלו בהבנה וללא איבה גלויה). בשלב הבא נבדק כיוון הנדידה של הסבכים הצעירים. נמצא, שסבכים מזרחיים נקיים "נדדו" לכיוון דרום-מזרח, סבכים מערביים נקיים נדדו, כצפוי, לכיוון דרום-מערב ואילו המעורבים... לכיוון דרום!

כלומר הניסוי הוכיח שלציפורים ישנם גנים מסוימים המקודדים את כיוון הנדידה, ושכל אוכלוסייה מכיילת אותם באופן כמותי, כאילו היו מעלות על מחוגה. נמצא שגם משך הנדידה נקבע על ידי גנים כמותיים, כך שמשך הנדידה של הסבכים המעורבים היה ממוצע של שתי אוכלוסיות ההורים.  

הציפור הצעירה, אם כן, בוחרת בעצמה את אזור החריפה בפעם הראשונה בחייה. מקום זה "נצרב" בזיכרון שלה ולשם היא תדע לשוב כעבור שנה, גם אם מסלול הנדידה שלה ישתנה בעקבות גורמים סביבתיים, כאלו או אחרים.

 

הציפורים הבוגרות מצוידות בארגז כלים עשיר יותר שמסייע להן למצוא את דרכן, גם באפלה מוחלטת.

קחו למשל את היסעורים האטלנטיים שהוטסו מאזורי הקנון שלהם באיים הבריטיים לשני מקומות מרוחקים -  בוסטון, מסצ'וסטס ארצות הברית, וונציה שבאיטליה.

יסעורים, למי שלא מכיר, לא מעופפים מעל היבשה. ברור, אם כן, שהם בחרו בנתיבים ימיים בלבד כדי לחזור הביתה. במקרה של היסעורים ששוחררו בחוף המזרחי של ארצות הברית, המסע הביתה התבצע בצורה ישרה ("דוך") מזרחה לכיוון האיים הבריטיים.

הקבוצה השנייה, לעומת זאת, נאלצה לעוף את כל הים האדריאטי, להקיף את המגף האיטלקי, להמשיך מערבה למצרי גיברלטר ואז, צפונה באוקיינוס האטלנטי לכיוון היעד הסופי.

שתי הקבוצות שבו לבריטניה כעבור שבועיים לאחר שעברו מרחק מדהים של 250 מייל (כ-400 קילומטרים) בכל יום!

כיצד הם הצליחו לשוב הביתה במהירות ובדיוק רב כל כך? שאלה מצוינת.

 

 

 

 

"שפני הניסוי" העיקריים, במחקרים שעסקו בניווט ציפורים, היו יונים. ובצדק! יש להן חוש ביות מפותח במיוחד, הן קשוחות מאוד ולא פחות זריזות.

בניסוי אחד, למשל, החוקר הגרמני הנס וולראף הטיס יונים הרחק מהשובך שלהן וכדי שהמשתתפות בניסוי לא "יציצו", וילמדו את הדרך, כל ההעברה התרחשה תחת תנאים מחמירים במיוחד:

היונים הוטסו בארגזים אטומים עם אספקת חמצן פנימית. התאורה בארגזים כובתה והודלקה בצורה אקראית ו"רעש לבן" (הרעש שאנחנו שומעים כאשר יש "שלג" בטלוויזיה) בעוצמה גבוהה הושמע לאורך כל הטיסה. וזה עוד לא הכול… המכלים, שנאטמו בסלילים מגנטים, הותקנו על מתקנים מיוחדים אשר הסתובבו כל הזמן במהירות וכיוון משתנים. הטיסה הזאת, כפי שאתם מבינים, הייתה רחוקה מלהיות טיסת "ביזנס".

סוף הניסוי ברור לכולנו: היונים שוחררו וחזרו אל השובך במהירות ובקלות. (אני אפילו יכול לדמיין את ברלד מ"בובה של לילה" מחכה אותן בטיסה הזאת…)

 

העובדה שהיונים הצליחו לשוב הביתה ממקום זר לחלוטין מוכיחה שלציפורים יש עזרי ניווט - גם מצפן וגם מפה.

מצפן בלבד לא היה יכול לסייע לציפור להתמצא בשטח מכיוון שגם אם היא יודעת היכן נמצא הצפון, עדיין יש צורך בנקודת יחוס, צריך לדעת באיזה כיוון נמצא הבית, ואחר כך למצוא את הכיוון הזה ולשמור עליו לאורך הדרך בעזרת מצפן.

השאלה הנשאלת היא: איך, או מי, ציד את הציפור במפה שתוביל אותה הביתה ממקום שאליו היא מעולם לא הגיעה?

 

"המפה הריחנית"

תאוריה מפתיעה במיוחד מתייחסת לחוש הריח המפותח שיש לחלק מהציפורים. דמיינו לעצמכם שבביתה של ציפור יש בכיוון אחד יער אלונים ובכיוון אחר נמצאת חווה שבה מגדלים בצל… אם הציפור תתקרב יותר אל האזור המיוער, ריח האלונים יתעצם בעוד שריח הבצלים ייחלש… על פי התיאוריה הזאת, גרדיאנט (מפל) הריחות יכול לסייע לציפור בבניית מפה. החוקרים שבדקו את התאוריה הזאת טוענים שליונים, למשל, יש מפה ריחנית שכזו והיא מדויקת (במקרה שלהן) בטווח של 500 קילומטרים.

חוקרים אחרים, לעומת זאת, טוענים שהתיאוריה הזאת היא קשקוש!

 

השדה המגנטי…

תיאוריה זו נשענת על ההנחה שציפורים נעזרות בשדה המגנטי של כדור הארץ על מנת לקבל מידע, ולו חלקי, אודות המיקום שלהן.

השפעת השדה המגנטי של כדור הארץ הולכת ומתחזקת ככל שאנחנו מתרחקים מקו המשווה ומתקרבים אל הקטבים. כך הציפור "יודעת" לצייר לעצמה מפה - בזכות השינוי בעוצמת השדה המגנטי. גם אם זה נכון, המפה המתקבלת היא חלקית: הציפור איפה היא נמצאת מבחינת קווי הרוחב, אבל אין לה קווי אורך, כלומר אולי היא יודעת שכדי להגיע ליעדה צריך לעוף צפונה או דרומה, אבל מה עם תיקונים מזרחה או מערבה?

גם תיאוריית השדה המגנטי שנויה במחלוקת… "חידה", כבר אמרנו?

 

המצפן

אמצעי חשוב בניווט, בנוסף למפה, הוא המצפן.

בעוד שהמפה הפנימית מספקת את המידע הכללי באשר למיקום הציפור ביחס ליעדה, תפקידו של המצפן הוא  לדאוג לכך שהיא תעוף בכיוון הנכון.

ציפורים נודדות נעזרות, כפי הנראה, בכמה מצפנים שכאלה:

 

 

 

 

מצפן השמש

בשנת 1951 גילה גוסטב קרמר את מצפן השמש אצל ציפורים. הוא נעזר בזרזירים מצויים שאותם הוא הכניס לכלוב גדול ואז, בעזרת מערכת מראות, "שינה" את מיקום השמש.

בתגובה הזרזירים (שהיו בעלי דחף נדידה חזק) נדחקו לאזור אחר בכלוב - בהתאם לכיוון הנדידה החדש שנוצר בגלל "המיקום החדש" של השמש. נשאלת השאלה כיצד נעזרות הציפורים בשמש לקביעת כיוון, כאשר מיקומה משתנה כל הזמן, בבוקר היא במזרח, בערב היא במערב, ובמשך היום היא איפשהו בין לבין? נכון, מיקומה משתנה כל הזמן - אם נדע את הזמן, נדע את הכיוון...

 

ניסויים רבים הצביעו על קשר ישיר בין מצפן השמש של הציפורים ובין השעון הביולוגי שלהן - אשר משמש למדידת זמן.

השעון הביולוגי של הציפורים (ושל בעלי חיים רבים אחרים) פועל על פי "המקצב הצרקדי" - מקצב שפועל במחזוריות של 24 שעות ונועד להתאים את פעילותו של בעל החיים (או הצמח, הפטרייה ואפילו חיידקים מסוימים) להשפעתה המשתנה של השמש לאורך היממה. Circadian, בלטינית = "בערך יום".

 

נראה שלציפורים יש את היכולת לדעת את השעה במדויק, ובעזרתה לקבוע את הכיוון תוך הסתמכות על השמש.

שימו לב לניסוי הבא:

שוב יונים… הפעם הן הוכנסו לחדר סגור עם מחזורי תאורה משתנים של אור וחושך. כעבור כמה ימים בחדר הזה, ולאחר שהשעון הפנימי שלהם "כויל" מחדש, הן שוחררו לחופשי.

זאת הייתה הפעם הראשונה שהמדענים הצליחו להערים על היונים - הנווטות האולטימטיביות.

כשהן יצאו לחופשי, השמש בשמיים ניצבה במיקום המתאים לשעה X (נאמר 18:00 בערב). אבל השעון הפנימי שלהן התעקש שעכשיו השעה היא Y! (נאמר 08:00 בבוקר), כלומר שהיונים שוחררו במצב של "ג'ט לאג" היסטרי, מבחינתן השמש נמצאת בזריחה, כלומר במזרח, בעוד שבמציאות היא במערב.

היונים לא התעלמו מהשמש, אך ההסתמכות שלהן על שעון פנימי לא מדויק הביאה לטעות בבחירת הכיוון…

 

מצפן כוכבים

מצפן השמש, אם כן, משמש כלי עזר מרכזי במקרה של ציפורים שמנווטות בשעות היום.

אבל האמת היא שרוב הציפורים לא נודדות ביום אלא בשעות הלילה. ציפורי שיר, למשל, לא יכולות לנדוד בשעות האור. הנדידה "האקטיבית", שלהן כרוכה בהשקעת אנרגיה גדולה ואם היא תתרחש בשעות היום קיים חשש שהציפור הנודדת "תתחמם" (כמו מנוע של מכונית). בלילה האוויר קריר יותר. ויש כוכבים.

 

 

 

 

במשך שנים רבות חוקרי הטבע חשדו שציפורים מצוידות ב"מצפן כוכבי".

הניסוי הידוע ביותר, שהתרחש בתוך פלנטריום, הוכיח ללא כל צל של ספק שהציפורים יודעות את הכיוון הנכון בזכות מפת הכוכבים שבשמיים.

ההשערה הייתה כי הציפורים מצוידות, ואפילו יורשות את מפת הכוכבים בצורה גנטית… ניסוי נוסף, מרתק, הביא לתפנית מפתיעה בתאוריית "מפת הכוכבים".

גם דר' סטפן אמלן נעזר בפלנטריום על מנת לערוך את הניסוי שלו. הוא אסף ביצים של ציפורי שיר ממשפחת הגיבתונים ואת הגוזלים שבקעו הוא גידל במעבדה.

 

הניסוי כלל שלוש קבוצות:

1. קבוצה שגדלה בחדר ללא חלונות ומעולם לא נחשפה למקור אור שמימי (שמש, כוכבים) טבעי.

2. קבוצה שמעולם לא ראתה אור שמש, אבל כן נחשפה בצורה קבועה לשמי הלילה ולתנועת הכוכבים הטבעית סביב ציר כוכב הצפון.

3. קבוצת הטיפול השלישית דומה מאוד לקבוצה השנייה אבל במקום ששמי הלילה ינועו בצורה טבעית, החוקרים דאגו לכך שציר הסיבוב יהיה סביב ביטלג'וז…

 

מכירים את הכוכב הזה? זהו כוכב האלפא של קבוצת אוריון - "ענק אדום" המרוחק 430 שנות אור ממערכת השמש שלנו. מדובר בכוכב התשיעי בבהירותו בשמי הלילה.

 

כאשר הגיע הזמן לנדוד החוקרים שיחררו את הציפורים - בפלנטריום כמובן.

קבוצת הטיפול הראשונה ששוחררה אל שמי הלילה הפגינה חוסר התמצאות מוחלט כשכל חברי הקבוצה מעופפים לכיוונים שונים.

בקבוצה השנייה, זו שנחשפה לשמי לילה שנעים בצורה טבעית, כל הגיבתונים בקבוצה הפנו את גבם אל כוכב הצפון ועופפו דרומה - לכיוון הנכון!

גם בקבוצה השלישית הייתה "תמימות דעים". הגיבתונים הפנו את גבם לכוכב ביטלג'וז והחלו לנדוד ממנו והלאה… הניסוי הוכתר בהצלחה.

הניסוי הזה מוכיח כי ציפורים צעירות אינן מכירות את מפת הכוכבים ובוודאי שלא יורשות מפה שכזו בצורה גנטית. לעומת זאת הן כן לומדות להכיר את הכיוונים צפון/דרום בזכות ציר הסיבוב של שמי הלילה, שנובע מסיבוב כדור הארץ כמובן, ואחר-כך גם לומדות לזכור את תמונת גורמי השמיים ולהיעזר בה.

 

 

 

 

מצפן מגנטי

בניסוי נוסף, שנערך על מנת לבחון את יכולות הניווט אצל הציפורים, השתתפה חבורה עליזה של אדומי חזה - שהיו ב"מוד" חזק של נדידה (מה שמכונה "ריגשת נדידה"). אדומי החזה הוכנסו למכלים אטומים לאור ובכל זאת - נטו (קפצו או נדחקו) לכיוון הנכון.

בהמשך החוקרים הציבו ליד המכלים מתקן מיוחד שנקרא "סליל הלמהולץ" (ע"ש הפיזיקאי הגרמני הרמן פון הלמהולץ) שמייצר שדה מגנטי מקומי ובעצם מבטל את השפעת השדה המגנטי הטבעי של כדור הארץ.

בעזרת המתקן המיוחד החוקרים שינו את כיוון השדה המגנטי ולשמחתם הרבה גם אדומי החזה הגיבו מיד (!) וניסו לנדוד לכיוון חדש.

 

לסיום - אין ספק שהציפורים הן אלופות בניווט! מערכות הניווט שלהן כוללות מפה ומצפן משוכללים ביותר המסתמכים על כל אותם גורמים סביבתיים שהוזכרו ועל עוד גורמים אחרים שלא הוזכרו כאן, דוגמת השדה הגרביטציוני של כדור הארץ, מפת קיטוב אור השמש, קולות אולטרא-סוניים ואינפרא-סוניים (גבוהים מאוד ונמוכים מאוד) ועוד ועוד.

 

 

 

למעשה כל גורם שהחוקרים ניסו לבדוק על העופות - נמצא שהם משתמשים בו! בוודאי ישנם עוד הרבה גורמים סביבתיים המשמשים לציפורים כ"מפתחות" למציאת כיוון ומקום, שאנחנו בני האדם לא חשבנו עליהם, אך הן, עם מוח הציפור הקטן שלהן... הן כבר מצאו לזה שימוש... היידה ציפורה!!

 

 


 

מקורות:

 The Cornell Lab of Ornithology - All About Birds - Navigation

 

 

 

 

 

land marks