Muuttolinnuillakin on oma navigaattori

Muuttolinnut löytävät perille jopa tuhansien kilometrien pituisilla muuttoreiteillään niiden luonnolliseen varustukseen kuuluvan kartan, kompassin ja navigaattorin avulla.

Teksti Petteri Portin
Kuva Matti Björkman / LK

Vanhan kaskun mukaan eräs eläintieteen dosentti huudahti lintujen muutosta luennoidessaan: ”Eikö olekin ihmeellistä, että muuttolinnut löytävät Afrikasta tänne Pohjan perille aivan ilman karttaa ja kompassia!” Eräs opiskelija kuitenkin viittasi, pyysi puheenvuoron ja sanoi: ”Herra dosentti, minusta olisi vielä ihmeellisempää, jos ne käyttäisivät karttaa ja kompassia!”

Nykyisin kuitenkin tiedetään, että muuttolinnuilla on sekä eräänlainen kartta että kompassi ja vieläpä tietyntapainen gps-navigaattori, joilla ne muuttomatkallaan seuraavat maapallon magneettikentän viitoittamaa reittiä. Lintujen muuttoreitin kartta on perinnöllisenä ohjelmana niiden aivoissa, kompassi silmässä ja navigaattorina toimiva magneettiaisti nokassa.

Muuttolinnun sisäinen kello ilmoittaa, milloin on lähdettävä muuttomatkalle. Kello virittyy pääasiassa valon muutosten mukaan. Keväällä valon määrän kasvaessa linnun muuttovietti aktivoituu ja toisen kerran syksyllä valon määrän vähetessä.

Lämpötilalla on vain hienosäätöä aikaansaava vaikutus. Mitä myöhemmin laji Suomeen saapuu, sitä vähäisempi on vaihtelu saapumisajankohdassa. Esimerkiksi Helsingin seudulla keskimäärin 14.3. saapuvan kiurun saapumisajassa on vuosittain noin viiden viikon laajuinen haarukka, mutta keskimäärin 21.5. saapuva punavarpunen tulee joka vuosi kymmenen päivän tarkkuudella.

Linnut ilmeisesti näkevät magneettikentän

Jo 1800-luvun puolivälissä uumoiltiin, että linnuilla on kompassiaisti. Todisteita saatiin kuitenkin vasta 1960-luvulla, kun saksalainen lintutieteilijä Wolfgang Wiltschko osoitti laboratoriokokein, että linnut valitsevat muuttosuunnan maapallon magneettikentän perusteella.

Wiltschkon kokeissa selvisi myös, että linnuilla on niin sanottu inklinaatiokompassi, joka osoittaa pohjoisen sijasta lähimmälle magneettinavalle, olipa se pohjoinen tai eteläinen. Linnut siis aistivat magneettikentän voimaviivojen kaltevuuden eli inklinaation. Sen perusteella ne tietävät sijoituksensa maapallolla pohjois-eteläsuunnassa eli millä leveysasteella ollaan.

Maapallon magneettikentän voimaviivat lähtevät eteläiseltä magneettinavalta ja kaartavat päiväntasaajan yli pohjoiselle navalle. Navoilla viivat sojottavat pystysuoraan ylöspäin. Kohti päiväntasaajaa niiden kaltevuuskulma horisonttiin nähden pienenee, kunnes magneettisella päiväntasaajalla inklinaatio on nolla.

Vuonna 1981 Wiltschkon tutkimusryhmä havaitsi, etteivät heidän kyyhkynsä kyenneet suunnistamaan pilkkopimeässä. Kompassiaisti vaatii selvästi valoa. Seuraavana vuonna teoreettisen biofysiikan tutkija Klaus Schulten osoitti, että magneettikenttä vaikuttaa valoherkkien molekyylien välisiin reaktioihin. Linnun silmässä tällaiset molekyylit muuntavat magneettikentän voimaviivat visuaaliseksi ärsykkeeksi. Tutkijat ovat siis tulleet siihen tulokseen, että linnut todellakin saattavat nähdä magneettikentän.

Pituuspiiriä tutkaillaan nokan rautaoksideilla

Silmän inklinaatiokompassi kelpaa leveyspiirin määrittämiseen, sillä magneettikentän voimaviivojen kaltevuus eli inklinaatio muuttuu pohjois-eteläsuunnassa.

Karttaan kuitenkin tarvitaan kaksi koordinaattia. Miten lintu tunnistaa itä-länsisuunnan eli pituuspiirin? Lintujen magnetometri on nyttemmin paikannettu. Frankfurtin yliopiston neurobiologin Gerta Fleissnerin mukaan se sijaitsee nokassa.

Fleissnerin tutkijaryhmä löysi lintujen ylänokan reunasta rautaoksidikiteiden keskittymiä, jotka sijaitsevat symmetrisesti toisiinsa nähden. Jatkotutkimuksissa kiteiden saarekkeet paljastuivat osaksi vastaanottajamolekyylien eli reseptorien järjestelmää. Siinä magneettisten kiteiden asento tuottaa linnuille kolmiulotteisen aistimuksen ympäröivästä magneettikentästä. Nokka sekä mittaa kentän kokonaisvoimakkuuden että aistii sen pysty- ja vaakasuuntaiset arvot erillisinä. Nokan rakenteet ovat kuin biologinen gps-järjestelmä, jonka avulla linnut navigoivat muuttomatkallaan.

Ravinnon perässä, vihollisia pakoon

Perinnöllisesti ohjelmoituneella muuttoreitin kartalla ja sisäisellä kellolla linnut osaavat muuttomatkallaan paitsi löytää oikean tien myös tehdä välilaskut esimerkiksi ravinnon tankkausta varten oikeaan aikaan ja oikeaan paikkaan. Nuorikin, ensimmäistä kertaa muuttomatkalla oleva lintu käyttäytyy tässä suhteessa oikein. Jos sitä kuitenkin häiritään siirtämällä se reitillä väärään paikkaan väärään aikaan, se käyttäytyy epätarkoituksenmukaisesti. Kokeneet konkarit, jotka ovat lentäneet reitin aikaisemmin kenties useaan otteeseen, eivät häirittyinäkään erehdy. Ne ovat oppineet myös muistamaan reitin.

Mutta miksi linnut sitten muuttavat? Mikä saa ne ryhtymään niin voimia vaativaan tehtävään kuin tuhansien kilometrien mittaiseen muuttovaellukseen?

Syy on se, että täällä pohjolassa ne saavat enemmän jälkeläisiä kuin voisivat saada etelässä. Ravintoa on täällä poikasille kesällä enemmän ja vihollisia vähemmän kuin talvehtimisalueilla.

Kirjoittaja on Turun yliopiston perinnöllisyystieteen professori emeritus.

(STT)

Aiheesta lisää
BirdlifeSuomi
Muuttolintu (Wikipedia)