Niech was nie zwiedzie sielankowy widok stad ptaków, przylatujących do Polski na wiosnę. „Podczas migracji są jak atleci-maratończycy na olimpiadzie” – uważa dr Scott McWilliams z University of Rhode Island. Ale nie do końca ma rację. Ptaki potrafią przemodelować swój organizm w tak ekstremalny sposób, że nasi strongmani mogą o czymś takim tylko pomarzyć.
SERCE ROŚNIE (I WĄTROBA)
Naukowcy używają w tym przypadku terminu „plastyczność fenotypowa”. Fenotyp to zespół cech, jakie wykształca organizm. Ich generalny plan jest zapisany w genotypie, czyli zespole wszystkich genów. Ale, wbrew obiegowym poglądom, DNA ma tylko częściowy wpływ na fenotyp. Wielką rolę odgrywa środowisko – np. można mieć geny odpowiedzialne za wysoki wzrost, ale być niskim z powodu niedożywienia w dzieciństwie. A w genotypie ptaków zapisanych jest kilka fenotypów, które pojawiają się i zmieniają zależnie od pory roku. Na tym właśnie polega „plastyczność”.
Doskonale widać ją podczas migracji. „W największe zdumienie wprawia mnie stopień plastyczności organów wędrujących ptaków” – mówi „Focusowi” holenderski ornitolog prof. Theunis Piersma z Rijksuniversiteit Groningen. Wyliczył on, że u biegusa rdzawego (Callidris canuatus) w ciągu kilku tygodni mięśnie piersiowe rosną o 30– 50 proc. Stają się tak wielkie, że tuż przed odlotem stanowią jedną trzecią „nietłuszczowej” masy ciała. Tłuszcz jest liczony osobno, ponieważ przed udaniem się w drogę ptaki gromadzą go w takich ilościach, że przekracza 50 proc. masy ciała. W rezultacie podwajają swą wyjściową wagę, a niektóre osobniki stają się tak tłuste, że przez pewien czas nie potrafią wzbić się w powietrze. Żeby uzbierać tyle zapasów, ptak musi jeść dwa razy więcej niż normalnie. A to wymaga drastycznych zmian w układzie pokarmowym: rośnie wątroba i żołądek, jelito zwiększa swoją długość, powierzchnię i objętość.
Do wędrówki przygotowuje się również układ krwionośny – rośnie mięsień sercowy, który będzie musiał ciężko pracować. Prof. Piersma odkrył też, że krew ptaków ulega zagęszczeniu. „Oznacza to, że rośnie proporcja czerwonych ciałek krwi w stosunku do ilości plazmy, tzw. hematokryt” – tłumaczy uczony. Więcej erytrocytów to więcej hemoglobiny, a więc sprawniejsze przenoszenie tlenu. I nie chodzi tylko o ustawiczną pracę mięśni skrzydeł. Te gatunki, które podróżują wysoko nad ziemią, oddychają rozrzedzonym powietrzem (fachowo mówiąc, panuje tam niskie ciśnienie parcjalne tlenu).
ODCHUDZANIE W LOCIE
Tuż przed odlotem sytuacja się zmienia. Ptaki likwidują to, co zbędne. Na pierwszy ogień idzie układ pokarmowy – podczas wędrówki i tak się nic nie je. Jelito kurczy się tak mocno, że ptak praktycznie traci zdolność wchłaniania pokarmu. Jeśli zatrzyma się gdzieś na popas, musi jeszcze poczekać dzień lub dwa, aż układ pokarmowy wróci do formy. A nawet wtedy zmieniona fizjologia nie pozwala mu na normalne odżywianie się. Dr Scott McWilliams pisze, że w czasie migracji „wiele owadożernych ptaków śpiewających przerzuca się na dietę złożoną głównie z owoców”. Wiąże się to prawdopodobnie ze zmianą aktywności enzymów w układzie pokarmowym.
Są i takie gatunki, które w ogóle nie zatrzymują się na popas. Kilka, a czasem i kilkanaście tysięcy kilometrów pokonują jednym ciągiem. Tkanka tłuszczowa, nawet najobfitsza, nie starcza im na całą podróż. Jeszcze w latach 90. XX wieku zauważono, że u rudzików (Erithacus rubecula) po długich wędrówkach spada masa wątroby i mięśni piersiowych, a u pokrzewek ogrodowych (Sylvia borin) – żołądka oraz mięśni nóg. Dopiero jednak ogłoszone w 2000 roku badania zespołu Phila Battleya z australijskiego Griffith University wykazały, jak wiele organów chudnie podczas wędrówki. Badacze ci wyjątkowo dokładnie mierzyli biegusa wielkiego (Calidris tenuirostris) przed migracją, w Australii, a potem u celu, w Chinach. Odkryli, że najbardziej zmniejszyła się masa skóry, jelita, wątroby i nerek. Ale chudły również trzustka, żołądek i serce. Najmniej skurczyły się płuca, bez zmian pozostał jedynie mózg.
GDZIE JEST MÓJ DOM?
Skoro jednak podróże są aż tak męczące, to po co w ogóle ptaki migrują? „Na ich wędrówkę można patrzeć na dwa sposoby” – odpowiada prof. Włodzimierz Meissner z Uniwersytetu Gdańskiego. – „Tradycyjny, że ptaki jesienią odlatują na południe, by przezimować. I odmienny: że ptaki lecą wiosną na północ, by odbyć tam lęgi”. Jeśli założymy, że ojczyzną ptaków są ich zimowiska, to oznacza, że w porze lęgów mogą zetknąć się tam z ostrą konkurencją o pokarm, licznymi drapieżnikami i pasożytami, które wiedzą, jak się do nich dobrać. Tymczasem daleko na północy leży choćby taka egzotyczna Polska, gdzie latem roi się od owadów, a chętnych do ich zjadania nie ma aż tak wielu, drapieżników i pasożytów też jakby nieco mniej. Dla takich wakacji „all inclusive” warto zaryzykować.
Główne szlaki migracyjne ptaków na świecie przebiegają z reguły w linii północ–południe. Ich badanie ma znaczenie nie tylko dla ornitologów. Możliwe, że właśnie wzdłuż tych tras przenoszone są groźne dla człowieka choroby zakaźne, takie jak ptasia grypa.