Страница Лаборатории экологии и управления поведением птиц (до 2011 г.)

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ

• морфологические особенности перьевого покрова птиц;
• биологическое разнообразие и мониторинг редких и хозяйственно важных видов птиц;
• разработка теоретических основ и практических средств управления поведением птиц в рамках защиты от биоповреждений;
• биоакустика и биолингвистика птиц.

Среди стран ближнего зарубежья Лаборатория является базовой по международному сотрудничеству в области прикладной орнитологии в рамках деятельности Международного комитета по прикладной орнитологии, а также по связям и взаимодействию с Европейским комитетом по опасности птиц для самолётов. Лаборатория координирует деятельность ведомственных и академических учреждений в области авиационной орнитологии в рамках Научного Совета РАН по биоповреждениям.

Основным достижением является открытие сотрудниками Лаборатории новой структуры пера птиц. Это образование, видимое невооружённым глазом, было названо клиновидной структурой (КС), так как по форме оно образует клин, направленный своим острым концом к апикальной части пера. Клиновидную структуру составляют модифицированные пуховые лучи с удлинёнными опахальцами. Наличие, отсутствие, а также особенности строения КС могут служить таксономическим признаком и указывать на птерилию, которой принадлежит перо. КС отмечена у представителей отряда Воробьинообразных (Врановые, Трясогузковые, Свиристелевые, Крапивниковые, Славковые, Мухоловковые, Дроздовые и Синицевые). Перья, имеющие КС, относятся в основном к птерилиям туловища. Рулевые и маховые перья клина, как правило, не имеют. Предположительно КС служит в качестве дополнительной теплоизоляции, а также поддерживает форму птицы и оберегает её тело от механических повреждений.

На основе макро‑ и микроструктурных измерений пера птицы совместно с Научно‑исследовательским центром распознавания образов (НИЦ РО, руководитель — к. т. н. А. Н. Вараксин) разрабатываются методики идентификации вида с помощью кластерного анализа, т. е. выявления непересекающихся множеств признаков. По мере накопления данных результаты исследований будут использованы для подготовки электронного автоматического определителя птиц по перу и его фрагментам.

Мониторинговые работы проводятся в Москве, Подмосковье, Республике Башкортостан, Монголии и северного побережья Охотского моря.

Московская область. Собраны данные о распространении и численности редких видов птиц, которые обобщены в видовых очерках второго издания Красной книги Московской области (2008). Определена современная численность чайковых птиц в Подмосковье, выявлены тенденции изменения численности каждого вида с середины 1980‑х гг. до настоящего времени. Доказана важность реки Москвы в её нижнем течении (от МКАД до устья) для зимовки водоплавающих птиц; прослежено формирование зимовки гоголя и начало образования зимовки большого крохаля в Подмосковье.

В Московском регионе проводится ежегодный мониторинг численности озёрных чаек, гнездящихся в Москве и ближнем Подмосковье, начатый в 2000 г. Прослежена судьба озёрных чаек урбанизированной колонии озера Киёво, переселившихся после закрытия близлежащей к озеру свалки на другие водоёмы столицы и близлежащих районов Московской области. Показано, что переход на антропогенные корма может стать для чаек своеобразной экологической ловушкой, поскольку обратный переход на корма естественного происхождения оказывается для чаек достаточно трудным.

Возобновлено многотомное издание сводки «Птицы России и сопредельных регионов», вышел из печати том, посвящённый отрядам от Совообразных до Дятлообразных (2005). Следующий том, посвящённый отрядам Веслоногих, Аистообразных и Фламингообразных, находится в печати и должен выйти в свет в 2011 г.

Монголия. В 2008‑2010 гг. в пределах Центральной, Северной, Южной и Западной Монголии было выявлено пребывание 252 видов птиц (53% всей орнитофауны Монголии), собраны материалы по 23 видам, относящимся в Монголии к редким и особо охраняемым. В обследованных регионах были выявлены существенные изменения, связанные как с природными, так и с антропогенными факторами, проявившимися за последние 20‑50 лет. Отмечено снижение численности у 27% видов, у 38% численность за последние десятилетия осталась относительно стабильной, 21% имеют положительный тренд численности.

Гибель птиц на опорах ЛЭП

Из зарегистрированных редких и находящихся под особой охраной в Монголии птиц у 14 видов (кудрявый пеликан, большая выпь, большая белая цапля, сухонос, савка, скопа, алтайский улар, фазан, дрофа, ходулочник, черноголовый хохотун, реликтовая чайка, монгольская саксаульная сойка, ремез) отмечен отрицательный тренд численности, у 5 (колпица, чёрный аист, кумай, амурский кобчик, даурский журавль) численность стабильна, и у 4 (горный гусь, лебедь‑кликун, чёрный журавль, орлан‑белохвост) в настоящее время наблюдается подъём численности.

Защита от птиц на опорах ЛЭП

Проанализировано влияние 6 природных и 17 антропогенных факторов на гнездовую орнитофауну обследованных районов. К наиболее существенным отрицательным факторам, которые привели к уменьшению численности птиц, относятся увеличение пастбищной нагрузки на берегах водоёмов в результате роста численности скота и изменение характера традиционного пастбищного животноводства. К факторам, оказавшим положительное влияние на рост численности и расширение ареала гнездящихся птиц, относятся урбанизация (26 видов), внутрипопуляционные процессы (12 видов), гибель лиственничников из-за вспышек шелкопряда (8 видов), специальные природоохранные мероприятия (8 видов), развитие сети ЛЭП (7 видов) и автомобильных дорог (7 видов), рост численности скота (3 вида), высыхание водоёмов из-за участившихся засух, увеличение площади пахотных земель, создание водохранилищ (по 1 виду).

Обследованы новые линии электропередач Монголии (367 опор) мощностью 35 КВт на участке от сомона Баруунбаянулаана до сомона Богд Среднегобийского аймака. Обнаружено 16 трупов различных видов птиц (ворон, чёрный коршун, балобан, скопа, мохноногий курганник, беркут) в возрасте от одного до полутора месяцев. Все птицы погибли в результате короткого замыкания во время весеннего пролёта. Отдельные виды погибших птиц относятся к категории редких и особо охраняемых в Монголии. Предложено техническое решение, полностью предотвращающее гибель птиц на траверсах опор новых ЛЭП.

Республика Башкортостан (РБ). Отмечено 23 редких для РБ видов птиц (Красная книга РБ, 2004): чернозобая гагара, лебедь‑кликун, лебедь‑шипун, огарь, степной лунь, беркут, могильник, степной орёл, большой подорлик, орлан‑белохвост, белая и серая куропатки, серый журавль, филин, бородатая неясыть, сизоворонка, удод, серый сорокопут, белая лазоревка; также охотниками на весеннем пролёте наблюдались краснозобая казарка, обыкновенный гоголь, луток, большой кроншнеп и сапсан. В Красную книгу Российской Федерации (2001) занесены 13 видов из этого списка. На Зилаирском плато отмечены виды птиц, невнесённые в последнее издание Красной книги РБ (2004), но являющиеся на территории Башкирии чрезвычайно редкими гнездящимися видами (обилие не превышает 0,001 ос./км²) и предложенные к внесению в последующее издание региональной Красной книги: чирок‑свистунок, шилохвость, зимородок, золотистая щурка, трёхпалый дятел, городская ласточка, полевой конёк, кедровка, желтоголовый королёк, черноголовый чекан, чёрный дрозд, деряба, московка, юрок, чиж и дубонос.

Северное побережье Охотского моря. В 2008‑2010 гг. на о. Талан проводилось изучение феномена колониального гнездования птиц, в частности, социального поведения закрыто гнездящихся чистиковых птиц.

Выявлена своеобразная социальная структура колоний большой конюги (Aethia cristatella), гнездящейся в каменных осыпях береговых склонов островов Северной Пацифики. Определены характерные особенности поведения большой конюги, в число которых входят пролонгация «клубной» активности, которая занимает центральное место в поведении птиц в колонии, и брачного поведения почти на весь сезон размножения. Формирование сложной системы общения, включающей разнообразные демонстрации и элементы ольфакторного поведения, а также выраженная исследовательская активность птиц и бросающаяся в глаза индивидуальность поведения особей. В колонии выделены «клубы» трех уровней, своеобразные центры социальной и брачной активности конюг. В «клубах» I и II порядка, очевидно, отсутствуют устойчивые иерархические отношения. В каждый конкретный момент времени статус птицы в иерархии зависит от степени её агрессивности, причём, видимо, из‑за холерического темперамента конюг степень агрессивности особи может меняться очень быстро. Устойчивая иерархическая структура среди самцов образуется на III уровне, вблизи гнездовых камер. Здесь, помимо линейной иерархии, проявлением которой служит порядок токования окрестных самцов в определённом токовом месте, по‑видимому, существуют и небольшие охраняемые территории перед входом в гнездовую камеру.

В ходе изучения закономерностей формирования социальных систем, в том числе колониальности, в классе Aves, определено, что причину становления колониального гнездования надо искать не только в комбинации тех или иных экологических характеристик вида и условий внешней среды, но и в процессах формирования разнообразия в ходе эволюционного процесса. Высказано предположение, что адаптация и формирование разнообразия — две составляющие эволюционного процесса. С этих позиций формирование разнообразия — такая же «цель» эволюции, как и адаптация к условиям среды: обеспечивая победу в конкурентной борьбе наиболее приспособленным формам (это ведет к определённому снижению разнообразия), эволюция одновременно «работает» в противоположном направлении, стремясь к увеличению разнообразия на всех уровнях (часто за счёт некоторого снижения адаптивности).

Проблема биоповреждений охватывает широкий круг научных и практических задач, связанных с защитой технических устройств, сырья и материалов от повреждения живыми организмами. Согласно своей основной тематике Лаборатория занимается защитой объектов от повреждения птицами. Разработка теоретических основ и создание системы практических мер защиты представляет собой трудную, рассчитанную на длительный период времени задачу. Совершенствование технических устройств способствует развитию более изощрённых приспособительных реакций животных, в частности, птиц, что в свою очередь вызывает необходимость разработки новых биоакустических методов управления поведением птиц. Самые разные объекты народного хозяйства, страдающие от повреждений птицами, становятся предметом исследования Лаборатории. Основные проблемные точки: аэродромы и аэропорты (авиационная орнитология), электростанции, в частности, атомные (АЭС), предприятия по производству и переработки продуктов питания.

В связи с этим сотрудники Лаборатории ставят перед собой следующие конкретные задачи:

• разработка автономных и стационарных биоакустических установок нового поколения,
• разработка автоматизированных комплексов для защиты аэродромов, имеющих в составе синхронно работающие биоакустические устройства, лазерные излучатели и газовые пушки,
• разработка автоматизированных систем управления комплексами для защиты аэродромов от птиц по индивидуальным проектам.

Разработана концептуальная модель распознавания акустического образа отдельного вида птиц на основе структурного анализа физических характеристик индивидуальных особенностей видовой песни. Вскрыт механизм передачи акустической информации у птиц по аналогии приема‑передачи акустического сигнала супергетеродинным методом. Проведена орнитологическая экспертиза отдельных объектов народного хозяйства, подверженных отрицательному воздействию птиц. Разработана стратегия их защиты.

Разработано новое научное направление — экологическая биолингвистика. В рамках этой науки впервые были проведены сравнительные исследования между коммуникационными системами человека и животных. Впервые в мировой практике получены данные по сопоставлению фонемных характеристик речи человека и имитаций говорящих животных. Проделан цикл работ, раскрывающих смысл взаимоимитаций между человеком и животными. Феномен взаимоимитаций выражен с одной стороны подражаниями человека звуковой сигнализации животных, а с другой имитациями животными человеческой речи (говорящие животные). Первый процесс дал начало формированию речи человека, в основу был положен материал звуков природы и сигналов животных, в наибольшей степени, птиц. Активное развитие второго процесса мы наблюдаем в настоящее время (развёрнутые имитации речи домашними животными). Отсюда гипотеза обратной имитации, которая наряду со звукоподражательной гипотезой происхождения речи впервые в мировой практике была проверена экспериментально. Акустическая структура видовых сигналов птиц обнаружила значительное сходство с таковой речевых сигналов человека. Формантно‑акустический анализ проводился с помощью уникального звукоанализатора «Электронное ухо», разработанного совместно с НИЦ РО.