Новости
От Португалии до Африки. Ученые выяснили, где зимуют соколы с Ямала и что заставляет их туда лететь
На Ямале живет самое быстрое живое существо на планете – сокол-сапсан. В атаке на жертву он может развивать скорость свыше 300 км в час. Ямальские ученые активно занимаются изучением птицы около 40 лет. Благодаря их исследованиям, мы можем посмотреть, в какие именно «теплые края» улетают наши соколы, по каким маршрутам, и даже понять – как им удается не заблудиться.
– Ученые давно задаются вопросами о миграции птиц: как они ориентируются? Может, по звездам? Или запоминают маршрут?.. Что соколы-сапсаны летают далеко, было известно давно. Их видовое название peregrinus с латыни переводится как «странствующий», – рассказывает ямальский ученый Александр Соколов.
Первые исследования по изучению миграций стартовали в 2009 году. Сотрудники Арктического научно-исследовательского стационара ИЭРиЖ УрО РАН Александр и Василий Соколовы, совместно с коллегой из Великобритании Эндрю Диксоном прикрепили на пойманного на полевом стационаре «Еркута»сокола спутниковый передатчик и 12 июня в 2 часа ночи выпустили его в дикую природу.
Постепенно количество «помеченных» птиц выросло до 50. Первые итоги исследователи опубликовали в 2014 году. Ученым удалось вычислить размеры охотничьих участков соколов – то есть территории, в пределах которых птицы охотятся во время выкармливания птенцов.
Оказалось, что ямальские соколы довольствуются меньшими участками, чем их сородичи из других частей мира. Самая маленькая была у одного из самцов – менее 10 квадратных километров. Это может говорить о богатстве ямальской тундры – ведь чем меньше еды, тем большую территорию родителям необходимо осваивать, чтобы успешно выкормить потомство, и наоборот.
Путешественники по все части света
Данные о том, как соколы проводят лето, ученые получили, а вот в какие части света он отправятся на зимовку тогда только предстояло выяснить.
– После того, как летом мы выпустили птиц с передатчиками, ближе к осени многим из нас плохо спалось. Каждое утро мы открывали интернет, чтобы увидеть, где же они сейчас, с нетерпением ждали начала миграции, – вспоминает Александр. – Не устаю смотреть на эту картину: наши соколы, которые гнездятся на сравнительно небольшом пятачке ямальской тундры, вдруг так далеко и широко разлетелись на зимовку. От южной Португалии до Персидского залива – с запада на восток. От черноморского побережья Краснодарского края до южного Судана – с севера на юг.
На следующих этапах работы к исследованию подключились генетики из Китая и Великобритании. Ученые задались целью выяснить, является ли наш северный подвид сапсана «калидус» одной панмиктической популяцией – где птицы из разных частей ареала свободно скрещиваются между собой, или это обособленные группировки с ограниченным обменом генами.
Исследовали решили отследить с помощью спутниковой телеметрии перелеты «калидусов» из шести точек российской Арктики, а затем провести генетические исследования, чтобы попытаться определить, существуют ли геномные особенности, которые помогают птицам запоминать маршрут.
Ученые оснастили передатчиками около 60 птиц на полуострове Кольский, на Ямале, Таймыре, на острове Колгуев, в дельте реки Лены и в устье Колымы.
Проследив за полетами калидусов из шести частей Арктики, они выяснили, что всех птиц можно разделить на две группы: мигрирующих на короткие и на длинные расстояния. В первую попали птицы из Европейской части России – с Кольского полуострова и Колгуева. Длинными мигрантами оказались птицы в Азии – с Ямала, Таймыра, с дельты Лены и дельты Колымы.
– Мы выяснили, что калидусы, которые летают дальше, передвигаются по одному и тому же маршруту. Почти из следа в след: как весной, так и осенью и даже в разные годы, – рассказывает Александр.
Опираясь на эти данные, ученые сравнили геномы сапсанов этих двух групп. За дело взялись генетики из Китайской академии наук.
– Больше 10 лет мы делали непростую работу: надевали передатчики, проводили анализ перемещений птиц, брали образцы крови для генетического анализа, получали необходимые разрешения для того, чтобы экспортировать эту кровь в пекинский университет. Иногда эта история занимала до полугода, оказалось, что часто гораздо сложнее оформить все документы на законную пересылку крови, чем поймать, например, птицу на Колыме, – вспоминает собеседник.
Китайские ученые исследовали ДНК птиц и нашли ген ADCY8. Он был активен у птиц, которые летают на дальние расстояния и почти не активен у сапсанов, которые летают на более короткие. Ученые сделали вывод о том, что именно этот ген отвечает за долговременную память, помогает сапсанам не сбиваться с маршрута и каждый год преодолевать огромные расстояния.
Спринтеров и марафонцев отличает генетика
Также, современные генетические методы позволили смоделировать карту движения сапсанов и вычислить эффективный размер популяции в разные периоды – в период максимального обледенения, когда на севере был ледник, и в период голоценового оптимума. Также им удалось вычислить, сколько тысяч лет назад сапсаны разделились на длинных и коротких мигрантов, когда кольские отделились от ленских, а таймырские от ямальских.
Восстановив историю сапсанов в Северной Евразии, ученые смогли заглянуть и в их в будущее. Взяв за основу разные сценарии потепления климата, и прогнозируемые смещения разных природных зон вызванные потеплением, они смогли смоделировать уже ближайшее будущее.
– По результатам этой работы, в случае развития пессимистичного сценария, мы прогнозируем почти полное исчезновение калидусов в Европейской части России к 2070-2100 году. На Кольском калидус исчезнет почти на 92%, на Колгуеве калидусов не останется, на Ямале их число снизится на 30%.
В Европейской части длина миграции сократится, а вот в азиатской – подрастет. Это будет связано с темпами изменения климата: тундра отступит дальше к северу. В среднем нашим ямальским сапсанам придется летать на 200 км больше.
– Численность птиц будет снижаться, что мы можем сделать? Например, сильнее охранять сапсана в европейской части России. Но еще важнее – у нас, на Ямале. Так, за время нашей работы на Еркуте мы выяснили, что от 80 до 90% гнезд гусей, многие из которых краснокнижные, располагаются рядом с гнездами сапсана, – рассказывает Александр.
Исследователь объясняет, что так работает хорошо известный в природе «зонтичный эффект». Сапсаны агрессивно ведут себя возле гнезд. Защищая своих птенцов, отгоняют песцов и других хищников. Гуси этим пользуются: они пешком подходят к «дому» сапсана, и в 10 метрах от него устраивают свои гнезда.
– Очень ярко это заметно в полосе южных тундр. Там 8 из 10 гнезд гусей мы находим рядом с сапсанами. Причем здесь можно встретить такие редкие виды гусей, как краснозобая казарка и пискулька. С пискулькой ситуация самая сложная: численность быстро снижается, сейчас ее оценивают всего в несколько тысяч особей. Если сапсанов станет меньше, пострадают и гуси, – объясняет ученый.
В марте результаты исследования ученых опубликовали в одном из самых авторитетных общенаучных журналов Nature. Выпуски выходят раз в две недели, в каждом около 50 статей. Сейчас самые актуальные материалы посвящены исследованиям коронавируса. Однако на этот раз в центре внимания оказалось исследование наших ученых: заголовок и фото сапсана выбрали для обложки очередного выпуска.
Авторы
Юлия Чудинова
Темы