В Карелии исследователи применили новую трёхмерную методику изучения территорий гнездования певчих птиц. При помощи 3D-анализа исследователи составляют модели пространств, в которых обитают пары пеночек-весничек. Работа может помочь узнать больше о поведении пернатых и их приспособлении к среде обитания. Это особенно важно в меняющихся условиях среды, когда привычные местообитания птиц сокращаются из-за хозяйственной деятельности человека.
Закономерности распределения птиц в пространстве и территориальные отношения между особями одного вида давно занимают ученых по всему миру. Однако в этих вопросах до сих пор остается много неясного. Представления о певчих птицах как строго территориальных видах, самцы которых охраняют места гнездования, то и дело нарушаются: то птицы летают друг к другу «в гости», то занимают перекрывающиеся территории, когда «по определению» должны защищать их друг от друга, то проявляют другие формы необычного поведения.
Пеночка-весничка Phylloscopus trochilus
Традиционно территории птиц оценивают не по всему объему воздушного пространства, а только в виде плоскостных 2D-проекций на поверхность земли. Карельские ученые применили новую треёхмерную методику, которая ранее была апробирована зарубежными специалистами на островах Карибского бассейна.
«Рассматривать птиц с позиции двухмерных существ неправильно. Но до недавнего времени не существовало математических методов анализа пространства в объеме. Американские ученые предложили новую 3D-методику, которую использовали в тропиках для анализа объема территорий зимующих птиц. Мы же стали первыми, кто опробовал этот метод для анализа гнездования птиц в условиях Палеарктики. Методика позволяет строить виртуальные территории в пространстве и объеме, измерять их, изучать территориальное взаимодействие между самцами и особенности расположения гнезда», — рассказала Мария Матанцева, руководитель исследования, старший научный сотрудник лаборатории зоологии Института биологии КарНЦ РАН.
Авторы проекта Мария Матанцева и Сергей Симонов за работой по кольцеванию птиц
Работа ведётся в рамках проекта по гранту Российского научного фонда № 23-24-00092. Объектом исследования орнитологов стала пеночка-весничка Phylloscopus trochilus. Этот вид гнездится в Северной Европе и Азии, зимует в Африке к югу от Сахары. На Кольском полуострове веснички предпочитают маленькие островки леса среди тундры. В период размножения самцы ярко демонстрируют территориальное поведение: поют и охраняют места гнездования от соперников. Именно по точкам пения можно очертить границы территорий каждой пары.
«Мы решили проверить, насколько на самом деле могут перекрываться территории и как птицы используют общие части пространств, если они пересекаются. Важно также сравнить, насколько результаты исследования территорий птиц как объемных структур согласуются с результатами их традиционной оценки как плоских фигур. Есть ли смысл в использовании 3D-методов, которые являются более трудоемкими», — рассказал Сергей Симонов, соавтор проекта, старший научный сотрудник лаборатории зоологии Института биологии КарНЦ РАН.
Чтобы наблюдать за самцами и регистрировать их положение в пространстве, исследователи отлавливали и кольцевали птиц. Затем их отслеживали и отмечали положение на карте с указанием занимаемой высоты. Для каждого из 37 самцов было отмечено по 80–100 точек. Затем ученые визуализировали и очертили территории птиц в виртуальной среде в виде облаков этих точек. Исследователи также собрали образцы биоматериала у всех наблюдаемых самцов, их птенцов и самок. С помощью молекулярно-генетического анализа можно будет выяснить родственные связи внутри семей.
Результаты работы ученых опубликованы в международном журнале Polar Biology. Установлено, что веснички активно используют распределение по высоте и стремятся по возможности разделить ограниченное пространство пригодных местообитаний между разными самцами. Самцы-соседи стараются занять территории друг над другом по принципу «черепицы». Их проекции на поверхность земли оказались перекрывающимися, тогда как реальные объемные территории были полностью разделены или перекрывались в гораздо меньшей степени.
Птенцы пеночки-веснички
Орнитологам также удалось доказать, что даже в случаях действительного пересечения соседних территорий птицы используют перекрывающиеся части значимо реже, чем неперекрывающиеся. По мнению специалистов, это говорит о том, что использование исключительно 2D-методов может привести к серьезным ошибкам и ложным заключениям. Таким образом, работа карельских ученых имеет методическую ценность для других исследователей. Важно знать, какие подходы можно или нельзя применять в определенных условиях и какова величина ошибки одной методики по сравнению с другой.
Применение 3D-методов исследования территорий птиц в Арктике также поможет лучше понимать механизмы приспособления птиц к высоким широтам и получить новые данные по экологии видов.
Наконец, сегодня особенно актуален вопрос: смогут ли животные адаптироваться к фрагментарным местообитаниям ограниченной площади? Города и сельхозугодья растут, а естественные местообитания из сплошных массивов превращаются в маленькие разрозненные фрагменты. Важно своевременно изучить, какие виды и при каких условиях смогут занять эти новые формы местообитаний, чтобы не допустить критического снижения их численности или полного исчезновения.
Источник: Служба научных коммуникаций КарНЦ РАН.