یکی از دلایل گم شدن پرندگان مهاجر از این دنیاست | علوم پایه

در هفته اول سپتامبر 1958، ناظران زیرک صدها پرنده کمیاب را در جزایر بریتانیا مشاهده کردند. با توجه به الف گزارش در طی این مدت آنها گزنه های خوش آهنگ، دارکوب ها و شگفت انگیزتر از همه، “جریان قابل توجهی” از مگس گیرهای سینه قرمز را دیدند. بخش بسیار کمی از این مگس‌ها معمولاً هر سال از انگلستان بازدید می‌کنند، زیرا از اروپای مرکزی به مناطق زمستانی خود در جنوب آسیا می‌روند. آنهایی که در بریتانیا به پایان می رسند “ولگرد” نامیده می شوند زیرا آنها به خوبی خارج از محدوده مورد انتظار هستند.

ظاهر مگس‌گیرهای سینه قرمز، حداقل 30 مورد از آنها، بسیار دور از مسیر مهاجرتشان که سقوط می‌کنند، تماشاگران پرنده و پرنده‌شناسان آن زمان را گیج کرده است. تجزیه و تحلیل نقشه های آب و هوا برای طوفان های اخیر کمک زیادی به توضیح این پدیده نکرد. کنت ویلیامسون، افسر تحقیقات مهاجرت در سازمان پرنده‌شناسی بریتانیا، نوشت که درک این پدیده با توجه به اینکه آب و هوا «تقریباً برای جهت‌یابی» عالی است، بسیار دشوار است.

اکنون، 65 سال بعد، تحقیقات جدید در مورد ناوبری پرندگان به دانشمندان حدس دیگری درباره آنچه ممکن است اتفاق افتاده باشد می دهد. آنها دریافته اند که آب و هوای زمین تنها چیزی نیست که می تواند پرندگان را از مسیر خود دور کند – به نظر می رسد آب و هوای فضا بر GPS داخلی پرندگان تأثیر می گذارد. فوران انرژی از خورشید به شکل لکه های خورشیدی، شعله های خورشیدی و پرتاب جرم تاجی هستند. مکرر شوند و می تواند بر نحوه حرکت پرندگان تأثیر بگذارد.

اریک گلسون-کاستیلو، دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه میشیگان که رهبری می‌کرد، گفت: سیگنالی در منابع داده‌های مختلف، روش‌های مختلف وجود دارد که نشان می‌دهد این پدیده‌های فرازمینی در زمان واقعی روی ارگانیسم‌هایی که می‌توانند آنها را حس کنند، می‌گذارند. بررسی اثرات اختلالات فضایی بر مهاجرت پرندگان. ما خودمان نمی‌توانیم مستقیماً آنها را حس کنیم، اما پرندگان می‌توانند.»

«آب و هوای فضا» و «آب و هوای زمین» پدیده های طبیعی و اغلب غیرقابل پیش بینی را توصیف می کنند، اما شباهت ها در همین جا متوقف می شود. گولسون-کاستیلو توضیح می دهد که در حالی که “آب و هوای زمین” می تواند مجموعه ای از رویدادهای آب، باد، زمین و خورشید باشد، “آب و هوای فضا” به سادگی به تغییرات در جریان انرژی از خورشید اشاره دارد.

این انفجارهای انرژی خورشیدی مغناطیسی میدان ژئومغناطیسی زمین را مختل می کند، که انسان تنها می تواند آن را به صورت دست دوم به عنوان اختلال در ما تجربه کند. سیستم های فناورانه. طوفان های خورشیدی و دیگر آب و هوای فضایی باعث تخلیه الکتریسیته ساکن می شوند که می تواند ماهواره هایی را که GPS را تغذیه می کنند و خطوط برق را از بین می برد، تحت تأثیر قرار دهد. به عنوان مثال، در سال 1989، الف طوفان ژئومغناطیسی منجر به قطعی برق 9 ساعته در کبک شد.

میدان مغناطیسی زمین ما زمانی تشکیل می شود که انرژی گرمایی آهن مذاب در هسته بیرونی زمین به انرژی الکتریکی و مغناطیسی تبدیل شود. این فرآیند سیال دائماً در حال تغییر منجر به یک میدان مغناطیسی با نوسانات جزئی می‌شود و گاهی به نتیجه عجیبی می‌انجامد: هر 300000 سال یا بیشتر، قطب‌های مغناطیسی زمین معکوس می‌شوند – قطب شمال به قطب جنوب تبدیل می‌شود و بالعکس. وقتی آب و هوای فضا وارد این معادله می شود، به طور موقت میدان مغناطیسی زمین را روی فریتز قرار می دهد.

اگرچه انسان ها دارای مغناطیسی یا توانایی درک میدان های مغناطیسی نیستند، زیاد حیوانات انجام دهید، از جمله نهنگ ها، لاک پشت ها، ماهی ها و پرندگان. دانشمندان در مورد دهه ها که پرندگان از میدان های مغناطیسی برای مسیریابی استفاده می کنند، اما محققان نمی دانند وقتی این میدان ها به طور غیرمنتظره ای مختل می شوند چه اتفاقی می افتد. با استفاده از مجموعه داده های بزرگ، دو مطالعه در اوایل سال جاری منتشر شد – یکی در گزارش های علمیو دیگری در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم– تصویر واضح تری از واکنش پرندگان به اختلالات ژئومغناطیسی ترسیم کنید.

گولسون-کاستیلو، نویسنده اصلی دومی مطالعه ترکیبی از داده های رادار از سال 1995 تا 2018 با اندازه گیری های ژئومغناطیسی در همان دوره زمانی. پرتوهای رادار، که برای تشخیص آب و هوا استفاده می‌شوند، هنگام سفر در گله‌های بزرگ در شب توسط پرندگان مهاجر نیز منعکس می‌شوند. با تجزیه و تحلیل اسکن ها در فواصل حدود نیم ساعت، محققان می توانند حرکات پرندگان را از سیگنال های دیگر جدا کنند. به طور همزمان، رصدخانه ها در سرتاسر آمریکای شمالی، میدان مغناطیسی زمین را اندازه گیری می کنند و هرگونه اختلال ژئومغناطیسی ناشی از آب و هوای فضا را شناسایی می کنند. ترکیب این دو منبع داده به گلسون-کاستیلو و همکارانش اجازه داد تا تأثیراتی را که اختلالات گذرا به دلیل آب و هوای فضا بر پرندگان مهاجر شبانه می‌گذارد را اندازه‌گیری کنند.

محققان کاهش قابل توجهی در تعداد مهاجرت پرندگان – حدود 10 درصد – در طول اختلالات ژئومغناطیسی قوی دریافتند. آنها فرض کردند که این یافته به این معنی است که وقتی میدان مغناطیسی زمین به طور قابل توجهی توسط آب و هوای فضا تغییر کرده بود، پرندگان برای مهاجرت مرددتر شدند. همچنین، پرندگان پاییزی که مهاجرت را انتخاب کردند، رفتار عجیبی داشتند: بیش از حد معمول، آنها ترجیح دادند با باد مبارزه نکنند و در عوض به جایی که باد آنها را هل داد، رانده شدند. از آنجایی که بسیاری از پرندگان در غیر این صورت برخلاف باد پرواز می‌کردند، محققان این فرضیه را مطرح کردند که تحت فشار قرار دادن باد می‌تواند این پرندگان را از مسیر خود پرتاب کند و در نهایت باعث شود که آنها به ولگردهایی تبدیل شوند که بسیار خارج از محدوده مورد نظرشان یافت می‌شوند.

در مطالعه دیگر، در گزارش های علمیمورگان تینگلی، بوم شناس از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، مهاجرت پرندگان را به اختلالات ژئومغناطیسی و فعالیت خورشیدی مرتبط می داند. برای 60 سال، دانشمندان از آزمایشگاه علامت گذاری پرندگان دو میلیون پرنده را در ایالات متحده و کانادا به دام انداخت و گونه ها و مکان آنها را ثبت کرد. با استفاده از این رکوردها، Tingley یک شاخص ولگردی را برای هر صید با تطبیق مکان مستند پرنده با محدوده مورد انتظار گونه آن برای آن فصل محاسبه می کند. او تعداد لکه‌های خورشیدی و اندازه‌گیری روزانه آشفتگی‌های ژئومغناطیسی را در نظر گرفت و میانگین هر یک را طی سه هفته قبل از شکار پرنده محاسبه کرد تا فاصله زمانی بین خروج از مسیر پرنده و گرفتن پرنده را محاسبه کند.

تینگلی دریافت که در طول مهاجرت های پاییزی، اختلالات ژئومغناطیسی به شدت با سرگردانی مرتبط است. با این همبستگی، بنجامین تونلی – نویسنده اول مطالعه و شاگرد تینگلی – بر پرندگان عجیب و غریب موجود در بریتانیا تمرکز کرد.

«بن به عقب برگشت و در واقع به تاریخ ژئومغناطیسی قبل از سپتامبر 1958 نگاه کرد و دریافت که به نظر می رسید یک موج عظیم و عظیم ژئومغناطیس درست قبل از آن رویداد وجود داشته است که به ویژه در آن منطقه قوی بوده و به احتمال زیاد می تواند باعث سرگردانی شود. تینگلی می گوید به همه این پرندگان.

در هر دو مطالعه، اثرات مخرب ژئومغناطیس تغییر یافته در طول مهاجرت پاییز قوی‌ترین بود. در پاییز به جای بهار، پرندگان بیشتری با باد حرکت کردند و اختلالات ژئومغناطیسی با مهاجرت همراه بود. گولسون-کاستیلو می‌گوید فصلی بودن این اثرات ممکن است تصادفی نباشد، بلکه بازتابی از جمعیت مهاجر جوان‌تر و کمتر شناخته شده در پاییز است. پرندگان جوانی که در بهار از تخم بیرون می آیند اولین سفرهای مهاجرتی خود را انجام می دهند و حس درونی جهت آنها ممکن است به اندازه پرندگان مسن تر که قبلاً مسیر را طی کرده اند تنظیم نشده باشد. با این حال، دانشمندان دلیل روشنی ندارند که چرا این پرندگان جوان بیشتر را به باد رها می کنند، یا اینکه چگونه اشتباهات کوچک ممکن است منجر به پرنده سرگردان شود.

تورستن ریتز، بیوفیزیکدان از دانشگاه کالیفرنیا، ایروین، که در هیچ یک از این پژوهش ها شرکت نداشت، می گوید که هر دو مطالعه سوالاتی را در مورد تصمیمات ناوبری پرندگان مطرح می کنند.

او می گوید: “اگر بتوانید بنشینید و با پرندگان مصاحبه کنید – “چگونه تصمیم خود را می گیرید؟” – آن وقت متوجه خواهید شد.” انجام این مطالعات بسیار دشوار است، بنابراین ما ممکن است برای مدتی ندانیم که چرا پرندگان این کار را به روشی که انجام می دهند انجام می دهند – فقط می توانیم ببینیم که آنها این کار را انجام می دهند.

هر دو مطالعه شواهدی را ارائه می دهند که با یافته های آزمایش های آزمایشگاهی کنترل شده در تناقض است. در برخی از این مطالعات قبلی، محققان به این نتیجه رسیدند که اختلالات مغناطیسی، 1000 برابر قوی‌تر از ژئومغناطیسی طبیعی، هیچ تأثیری بر سکونتگاه‌های داخلی پرندگان ندارد.

ریتز می‌گوید: «این جالب است که ببینید اگر اکنون به رفتار در مقیاس بزرگ نگاه کنید، به نظر می‌رسد که پروازهایی در این مقیاس واقعاً مهم هستند، که ممکن است پرندگان توسط آنها مزاحم شوند.

اما پاسخ به این سؤال که پرندگان دقیقاً چگونه جهت گیری می کنند دشوار است زیرا شامل بازنمایی خود با توانایی های حسی ارگانیسم دیگری است. ریتز می گوید و ماهیت واقعیت حیوانات دیگر تا حدی برای ما یک راز باقی خواهد ماند.

بالاخره ما نمی دانیم پرنده بودن چه حسی دارد.