Autor: Olga Orzyłowska-Śliwińska | dodano: 2012-12-19
Świat ptasich zmysłów
Patrząc na maleńkie główki z „ptasimi móżdżkami”, odnosimy mylne wrażenie, że nie dzieje się w nich zbyt wiele. Ptaki mają jednak lepiej rozwinięte od nas zmysły, np. „słyszą” znajdujące się przed nimi przeszkody, „widzą” pole magnetyczne Ziemi i potrafią spać, czujnie łypiąc jednym okiem.
U ptaków nie występują małżowiny uszne, które kierowałyby fale dźwiękowe do otworów słuchowych. Nie utrudnia im to jednak lokalizacji źródeł dźwięku, bo wypracowały pewne „sztuczki”, by rozwiązać ten problem. Nocni łowcy nie polegają na bodźcach wzrokowych uwarunkowanych obecnością księżyca, który oświetla ziemię tylko wtedy, gdy nie zakrywają go chmury. Sowy potrafią złapać mysz w zupełnych ciemnościach, kierując się jedynie szelestem liści; namierzają też ofiarę chroboczącą pod warstwą śniegu. Jest to możliwe dzięki odpowiedniej lokalizacji otworów słuchowych i wykształceniu szlary (talerzowato ułożone pióra wokół oczu i dzioba). Otwory słuchowe sów są duże i położone asymetrycznie: jeden sporo wyżej od drugiego, co pozwala na dobrą ocenę odległości od zdobyczy. Z kolei szlara zbiera fale akustyczne i odbija je w stronę otworów słuchowych, dzięki czemu fale te ulegają wzmocnieniu. Natomiast pióra na czubku głowy wyglądające jak uszy tak naprawdę nie mają nic wspólnego ze słyszeniem. Z oczywistych względów myśliwi ci, by nie wrócić na gałąź z pustymi dziobem czy szponami, potrzebują nocy cichej i spokojnej. A polowanie ułatwia im „bezszmerowy” lot, który nie zakłóca możliwości „słuchowego” namierzenia potencjalnej zdobyczy. Mysz nie słyszy oprawcy, gdyż dźwięk wydawany przez uderzające skrzydła ma dla niej zbyt niską częstotliwość.
Ludzie mają symetrycznie położone otwory słuchowe. Potrafimy ustalić, gdzie znajduje się źródło dźwięków, bo nieświadomie porównujemy czas, w którym docierają one do każdego z naszych uszu. Nasze głowy są wystarczająco duże, a uszy dostatecznie od siebie odległe, by dźwięk „wpadał” do jednego ucha nieznacznie opóźniony względem drugiego. Jeśli różnica się nie pojawia, mózg uznaje, że dźwięk pochodzi ze źródła znajdującego się na wprost nas lub z tyłu. Ptasie głowy są jednak mniejsze (i to niekiedy znacznie), więc w ich przypadku różnice w czasie między docierającymi dźwiękami byłyby zbyt małe. Zwierzęta te radzą więc sobie w ten sposób, że poruszają głową, co pozornie zwiększa jej wielkość. Wtedy dźwięki docierają do ich otworów słuchowych z odpowiednim opóźnieniem. Ptaki rozpoznają też niewielką różnicę głośności dźwięków trafiających do każdego ucha.
Niektóre ptaki potrafią także okresowo rozbudowywać obszary mózgu kontrolujące uczenie się i sposób śpiewu, ponieważ takie rozwiązanie także poprawia wrażliwość słuchową. Proces ten zachodzi np. w sezonie rozrodczym u samców ptaków śpiewających ze strefy umiarkowanej. Muszą one „dobrze” śpiewać, by bronić głosem swojego terytorium, poza tym tak wabią partnerkę. Po sezonie godowym wspomniane ośrodki kurczą się, co pozwala oszczędzać energię (mózg zużywa jej bardzo dużo, np. u ludzi dziesięciokrotnie więcej niż jakikolwiek inny narząd). U ludzi także występują przewidywalne, regularne zmiany w słyszeniu dźwięków. Gdy u kobiet rośnie we krwi poziom estrogenu, męski głos wydaje im się głębszy. Efekt ten jednak jest na tyle subtelny, że większość z nich nie zdaje sobie z tego sprawy, niemniej może mieć wpływ na wybór partnera.
Sposób na zgiełk
Na ruchliwej ulicy musimy wytężać słuch, by zrozumieć, co mówi towarzysząca nam osoba. Taki „miejski” problem mają też ptaki. Jednak i na to znalazły sposób. Po prostu śpiewają głośniej (np. słowiki) albo modyfikują częstotliwość dźwięku lub jego wysokość (sikory bogatki). Nie jest to nic zaskakującego, ponieważ my też zaczynamy się przekrzykiwać w zgiełkliwym otoczeniu. Bywa, że same ptaki emitują bardzo głośne dźwięki, porównywalne z hałasem domowej wieży nastawionej na maksimum głośności. Dają się one usłyszeć z odległości ponad kilometra i są dla innych samców sygnałem „trzymaj się z daleka”. Już kilkanaście minut słuchania z bliska takiego ptasiego hałasu naraziłoby słuch człowieka na szwank.
Wydzierającym się ptakom nie dzieje się jednak krzywda, a to dlatego że często występuje u nich odruch obronny – np. u głuszca podczas kilku ostatnich sekund godowego uniesienia ucho zewnętrzne zostaje zablokowane płatem skórnym. To taki ludzki ekwiwalent stosowania słuchawek ochronnych. Wydaje się też, że u niektórych gatunków już samo otworzenie dzioba w celu wydania odgłosu zmienia ciśnienie wywierane na błonę bębenkową, co ogranicza w pewnym stopniu wrażliwość ich słuchu. Na dodatek u ptaków łatwo regenerują się tzw. komórki rzęsate, odpowiadające za odbiór dźwięków. Gdyby podobnie było u ludzi, miłośnicy głośnej muzyki nie traciliby słuchu.
U człowieka zdolność do rozróżniania dźwięków zaczyna słabnąć, gdy przedział między nimi zbliża się do jednej dziesiątej sekundy. Ptaki potrafią jednak wykryć elementy śpiewu pojawiające się w znacznie krótszych odstępach czasowych. My słyszymy ciągły trel, podczas gdy dla ptaków to znacznie bardziej skomplikowany przekaz. Gdy nagrano śpiew samczyków kanarków i odtworzono im z dłuższymi przerwami pomiędzy „sylabami”, samice nie miały problemów z rozróżnieniem pieśni, wolały jednak szybsze wersje. Ciekawe, jak brzmiałyby dla nas ptasie piosenki, gdybyśmy słyszeli je z tyloma szczegółami? Może nikt by już nie włączał płyty z muzyką Mozarta…
Nietoperzo-ptaki, czyli tłuszczaki
Oczywiście sowy nie potrafią „wysłuchać” tak dobrze jak nietoperze (wykorzystujące echolokację) topografii terenu. Żeby skutecznie polować w zupełnych ciemnościach, muszą dobrze poznać okolicę, a to wyjaśnia, dlaczego tak wiele ich gatunków pozostaje na tych samych terytoriach przez większość życia. Istnieją jednak ptaki, które opanowały metodę echolokacji – są to południowoamerykańskie tłuszczaki, zawdzięczające swoją niezbyt romantyczną nazwę temu, że z ich piskląt wytapiano kiedyś tłuszcz używany w kuchni. Prowadzą one nocny tryb życia, a dnie spędzają w jaskiniach. Kiedy nie ma światła, orientują się w przestrzeni dzięki odbitemu echu własnych, brzmiących jak trzaski, krzyków. Wydawane przez nie dźwięki, inaczej niż nietoperzowe piski, mają niską częstotliwość. Wykorzystanie takich częstotliwości nie jest zbyt skuteczne. Ptaki nie są bowiem w stanie rozpoznać przedmiotów o średnicy mniejszej niż około 20 cm. Z drugiej strony, to im w zupełności wystarcza, bowiem nie polują na owady, lecz żywią się owocami. Gdyby zaczopować tłuszczakom uszy – naukowcy oczywiście wykonali taki eksperyment – ptaki wlatywałyby na przeszkody.
Oprócz tłuszczaków echolokację stosują jeszcze salangany zielonawe z Azji Południowo-Wschodniej (podobnie jak tłuszczaki żyjące w jaskiniach), które również wzbogaciły azjatycką kuchnię. Ich zbudowane z wysuszonej śliny gniazda uchodzą za prawdziwy przysmak.
Wrażliwy jak… dziób
Zmysł dotyku jest u ptaków lepiej rozwinięty, niż moglibyśmy sobie wyobrazić. Bez niego zwierzęta te nie potrafiłyby np. układać sobie piór, sprawnie wyszukiwać pożywienia czy czerpać przyjemności z aktu seksualnego. Układanie piór ma duże znaczenie, bo przecież nie mogą one przepuszczać wody, wiatru i mrozu. Wyróżnia się kilka ich rodzajów: długie, mocne pióra konturowe pokrywają skrzydła i ogon, pióra puchowe grzeją niczym kurtka puchowa, a pióra nitkowate odpowiadają za odbieranie bodźców dotykowych. Te ostatnie występują na całej powierzchni ciała i zazwyczaj ukrywają się pod piórami konturowymi. Ich nazwa odpowiada wyglądowi – składają się bowiem z przypominającej nitkę stosiny i – często – ze znajdującego się na końcu niewielkiego pęczka „wąsów”. Pióra nitkowate odbierają drgania z piór konturowych, po czym przekazują je receptorom dotykowym, które znajdują się w skórze. Wyczuwają zatem ruch podobnie jak włosy człowieka. U niektórych gatunków funkcje czuciowe pełnią też zmodyfikowane pióra konturowe mające postać sztywnych szczecinek ulokowanych w kątach dzioba. Pomagają one w łapaniu latających owadów czy zrywaniu w ciemnościach owoców z drzew.
Ptaki czują też świat innymi częściami ciała, np. dziobem. Chociaż na pierwszy rzut oka wydaje się, że ten twardy twór jest martwy, tak jak nasze paznokcie czy włosy, to jednak w maleńkich dołkach położonych w różnych jego obszarach ukrywają się liczne receptory dotykowe. To dlatego wodne ptaki o płaskich dziobach, szukające pożywienia po omacku, nie mają problemów z rozróżnieniem, co nadaje się do skonsumowania. Pewnie czytelnik pomyślał teraz ze współczuciem o kującym w drewnie dzięciole – uspokajam jednak, tu natura też była sprytna, końcówka jego dzioba jest niewrażliwa.
Dobrze rozwinięty zmysł dotyku przydaje się m.in. pisklęciu kukułki, które słynie ze swojego bezwzględnego zachowania wobec przybranego rodzeństwa. Już w kilka godzin po wykluciu się, chociaż ptak nie otworzył jeszcze oczu, zaczyna poruszać się tak, żeby umieścić jaja lub młode gospodarza w małym zagłębieniu pośrodku swojego grzbietu, między łopatkami. Zapierając się o ściany gniazda nogami, młody okrutnik podnosi każdą ofiarę i wyrzuca poza gniazdo. Po kilku dniach ta reakcja słabnie – ale wtedy w gnieździe nie ma już konkurentów.
Warto wspomnieć jeszcze o plamie lęgowej, która pojawia się (jedna lub kilka) u ptaków w momencie, gdy przychodzi czas składania jaj. Patrząc na nią, można odnieść wrażenie, że to zwykły kawałek bardziej różowej skóry na brzuchu. Jest to jednak wrażliwy narząd dotyku, od którego zależą losy potomstwa. Kontakt między jajami a plamą lęgową pobudza bowiem wydzielanie odpowiedniego hormonu (prolaktyny) z przysadki mózgowej, co sprawia, że ptak wysiaduje lęg. A regulacja przepływu krwi w tym obszarze zapewnia wysiadywanym jajom odpowiednią temperaturę.
Lewo- i praworożność
Wszyscy wiedzą, że mózg człowieka składa się z dwóch półkul. Lewa przetwarza informacje z prawej strony ciała, a prawa z lewej. Wraz z rozwojem dziecka jedna z nich zaczyna dominować – przyjmuje więcej informacji z jednej strony ciała. Kończyny z jednej strony, zazwyczaj z prawej, zyskują coraz większą sprawność. Często też jedno oko staje się dominujące – u około 75% ludzi jest nim oko prawe – choć zwykle nie uświadamiany sobie, że używamy naszych oczu w różny sposób. Do lat 70. tę właściwość (lateralizację, stronność ciała) przypisywano tylko człowiekowi. Jednak jak zwykle okazało się, że wcale nie jesteśmy tacy wyjątkowi. Lateralizację stwierdzono bowiem już m.in. u ptaków, ryb, gadów, płazów i ssaków (szympansów). Uważa się, że jest ważna, bo pozwala na sprawniejsze wykonywanie poszczególnych zadań.
Ptaki mogą różnić się stronnością w obrębie gatunku – osobniki będą wtedy lewo- lub prawonożne; np. papugi preferują jedną z łap przy chwytaniu pożywienia. Niekiedy cały gatunek wykazuje określoną stronność, tak jest u drobiu, który zwykle używa lewego oka do wypatrywania na niebie drapieżnika i rejestrowania innych odległych obrazów, a prawego – podczas czynności wykonywanych z bliska, takich jak szukanie pożywienia. Lateralizacja u kur kształtuje się w ostatniej fazie rozwoju embrionalnego. Zarodek ma wtedy tak ułożoną głowę, że jedno oko (prawe) otrzymuje więcej światła, przenikającego przez skorupkę jaja i błony. Wydaje się, iż światło stymuluje rozwój odpowiednich regionów mózgu. Można zmienić tę stronność. W tym celu należy przekręcić głowę zarodka, zakryć jedno oko i poddać drugie jego oko ekspozycji na światło. Co ciekawe, gdy embriony inkubuje się w ciemnościach, ptaki po wykluciu nie wykazują specjalizacji któregoś z oczu. Osobniki takie są później mniej sprawne w wykonywaniu dwóch zadań jednocześnie (np. wykrywaniu drapieżników i wyszukiwaniu pożywienia).
Ukierunkowanie funkcji któregoś oka pojawia się u rozmaitych gatunków ptaków, chociaż w różnym celu. Na przykład samce szczudłaków częściej rozpoczynają pokazy godowe, gdy widzą samicę lewym okiem. Z kolei wrony brodate, które znane są z konstruowania narzędzi do wygrzebywania larw, wykorzystują „ulubioną” stronę liścia. Chwytają też potrzebne im patyki z określonej strony.
Spać i łypać jednym okiem
Ludzie tego nie potrafią, a pierzaste stworzenia i owszem. Umiejętność tę odnotowano u ptaków śpiewających, kaczek, sokołów i mew. Najłatwiej zaobserwować ją u zamieszkującej nasze parki kaczki krzyżówki. Żeby zasnąć, ptak odwraca głowę do tyłu w kierunku skrzydła, co sprawia, że jedno oko ma skierowane w stronę ciała, a drugie na zewnątrz – otwiera się ono od czasu do czasu. Jedna z półkul mózgowych, ta odbierająca wrażenia wzrokowe od zamkniętego oka, pozostaje wtedy w fazie spoczynku. Jest to przystosowanie do spania na ziemi, kiedy zwierzętom grozi atak drapieżników. Badania kaczek krzyżówek wykazały, że ptaki śpiące w środku grupy, gdzie czują się bezpieczniejsze, mają oczy częściej zamknięte niż osobniki na brzegach.
Jeszcze bardziej niezwykłe są jerzyki, które, jak się wydaje, opanowały sztukę drzemania w locie. Ustawiają się one wtedy dziobami w stronę wiatru i zastygają w pozycji z rozpostartymi skrzydłami. Oczywiście sen z otwartym jednym okiem nie jest zarezerwowany tylko dla ptaków. Wśród ssaków też się zdarza – takie zjawisko stwierdzono u niektórych morskich gatunków (m.in. delfinów).
Chociaż wiele już wiadomo na temat ptasich zmysłów, pewne zagadki wciąż jeszcze czekają na rozwiązanie – np. jak te zwierzęta orientują się w terenie na podstawie pola magnetycznego Ziemi. Naukowcy podejrzewają, że ptaki wykrywają kierunek pola magnetycznego dzięki receptorom siatkówki, odgrywającym rolę „kompasu”, a w określaniu natężenia pola pomagają im zlokalizowane w dziobie magnetyczne receptory, które składają się z kryształów magnetytu (forma tlenku żelaza). Na ostateczne potwierdzenie, że tak właśnie jest, będziemy musieli jednak jeszcze zaczekać.
Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 01/2013 »
Źródło