Часть серии о |
Биология |
---|
![]() |
|
Орнитология - это раздел зоологии , который занимается «методологическим изучением и последующим познанием птиц со всем, что с ними связано». [1] Некоторые аспекты орнитологии отличаются от родственных дисциплин отчасти из-за высокой видимости и эстетической привлекательности птиц. [2] Это также была область, в которую любители внесли большой вклад с точки зрения времени, ресурсов и финансовой поддержки. Исследования птиц помогли разработать ключевые концепции биологии, включая эволюцию, поведение и экологию, такие как определение видов , процесс видообразования , инстинкты , обучение , экологические ниши ., гильдии , островная биогеография , филогеография и сохранение . [3]
В то время как ранняя орнитология в основном занималась описанием и распространением видов, сегодня орнитологи ищут ответы на очень конкретные вопросы, часто используя птиц в качестве моделей для проверки гипотез или предсказаний, основанных на теориях. Большинство современных биологических теорий применимы ко всем формам жизни, и поэтому число ученых, называющих себя «орнитологами», сократилось. [4] В орнитологии используется широкий спектр инструментов и методов, как в лаборатории, так и в полевых условиях, и постоянно внедряются инновации. Большинство биологов, называющих себя «орнитологами», изучают определенные категории, такие как анатомия, таксономия или экология, образ жизни и поведение. Хотя это можно применить к ряду всех биологических практик. [5]
Слово «орнитология» происходит от латинского слова ornithologia конца XVI века, означающего «наука о птицах», от греческого ὄρνις ornis («птица») и λόγος logos («теория, наука, мысль»). [6]
История орнитологии во многом отражает тенденции истории биологии , а также многих других научных дисциплин, в том числе экологии , анатомии , физиологии , палеонтологии , а в последнее время и молекулярной биологии. Тенденции включают в себя переход от простых описаний к выявлению паттернов, то есть к выяснению процессов, порождающих эти паттерны.
У людей были наблюдательные отношения с птицами с доисторических времен , а некоторые рисунки каменного века были одними из самых старых признаков интереса к птицам. [7] [8] Птицы, возможно, были важными источниками пищи, и при раскопках поселений раннего каменного века были найдены кости целых 80 видов . [9] [10] [11] Останки водоплавающих и морских птиц также были обнаружены в курганах на острове Оронсей у побережья Шотландии . [7]
Культуры по всему миру имеют богатый словарь, связанный с птицами. [12] Традиционные названия птиц часто основаны на детальном знании их поведения, при этом многие имена являются звукоподражательными и используются до сих пор. [13] Традиционные знания могут также включать использование птиц в народной медицине [14] , и знания об этих практиках передаются через устные традиции (см. этноорнитологию ). [15] [16] Охота на диких птиц, а также их одомашнивание потребовали бы значительных знаний об их привычках. Птицеводство и соколиная охотапрактиковались с давних времен во многих частях мира. Искусственная инкубация домашней птицы практиковалась в Китае около 246 г. до н.э. и не менее 400 г. до н.э. в Египте. [17] Египтяне также использовали птиц в своих иероглифических письмах, многие из которых, хотя и стилизованы, все еще идентифицируются по видам. [18]
Ранние письменные источники содержат ценную информацию о распространении видов в прошлом. Например, Ксенофонт сообщает об изобилии страусов в Ассирии (Анабасис, I, 5); этот подвид из Малой Азии вымер, и все существующие расы страусов сегодня ограничены Африкой . Другие старые писания, такие как Веды (1500–800 гг. до н.э.), демонстрируют тщательное наблюдение за историями жизни птиц и включают самое раннее упоминание о привычке азиатского коэля ( Eudynamys scolopacea ) к паразитированию расплода . [19]Как и письменность, раннее искусство Китая, Японии, Персии и Индии также демонстрирует знания с примерами научно точных иллюстраций птиц. [20]
Аристотель в 350 г. до н.э. в своей Historia Animalium [21] отметил привычку миграции птиц , линьку, яйцекладку и продолжительность жизни, а также составил список из 170 различных видов птиц. Однако он также ввел и распространил несколько мифов, таких как представление о том, что ласточки впадают в зимнюю спячку , хотя и отмечал, что журавли мигрировали из степей Скифии в болота у истоков Нила . Идея зимней спячки ласточек стала настолько прочной, что даже в 1878 г. Эллиот Куэсмог бы перечислить до 182 современных публикаций, посвященных зимней спячке ласточек, и мало опубликованных доказательств, противоречащих этой теории. [22] [23] Подобные заблуждения существовали в отношении разведения белощеких казарок. Их гнезда никто не видел, и считалось, что они выросли за счет превращения гусиных ракушек - идея, которая стала распространенной примерно с 11 века и отмечена епископом Гиральдом Камбренсисом ( Джеральдом Уэльским ) в Topographia Hiberniae (1187 г.). [24] Около 77 г. н.э. Плиний Старший описал птиц, среди других существ, в своей Historia Naturalis . [25]
Самое раннее упоминание о соколиной охоте относится к правлению Саргона II (722–705 гг. до н.э.) в Ассирии . Считается, что соколиная охота проникла в Европу только после 400 г. н.э., принесенная с востока после нашествий гуннов и аланов . Начиная с VIII века, были написаны многочисленные арабские труды по предмету и общей орнитологии, а также переводы произведений античных писателей с греческого и сирийского языков . В 12-м и 13-м веках крестовые походы и завоевания подчинили исламские территории в южной Италии, центральной Испании и Леванте под европейским правлением, и впервые были сделаны переводы на латынь великих работ арабских и греческих ученых еврейских и мусульманских ученых, особенно вТоледо , который попал в руки христиан в 1085 году и чьи библиотеки избежали разрушения. Майкл Скот из Шотландии сделал латинский перевод труда Аристотеля о животных с арабского здесь около 1215 года, который получил широкое распространение и впервые за тысячелетие этот основополагающий текст по зоологии стал доступен европейцам. Соколиная охота была популярна при норманнском дворе на Сицилии, и ряд работ на эту тему был написан в Палермо . Император Фридрих II Гогенштауфен (1194–1250) узнал о соколиной охоте в юности на Сицилии, а позже построил зверинец и спонсировал переводы арабских текстов, среди которых популярный арабский труд, известный какLiber Moaminus неизвестного автора, которая была переведена на латынь Феодором Антиохийским из Сирии в 1240–1241 годах как De Scientia Venandi per Aves , а также Михаил Скот (переехавший в Палермо) перевел« Китаб аль-Хаяван » Ибн Сины . 1027 г. для Императора, комментарий и научное обновление работы Аристотеля, которая была частью массивного Китаб аль-Шифа Ибн Сины . В конце концов Фридрих II написал свой собственный трактат о соколиной охоте, De arte venandi cum avibus , в котором рассказал о своих орнитологических наблюдениях, а также о результатах охоты и экспериментов, которые любил проводить его двор. [26] [27]
Несколько ранних немецких и французских ученых собрали старые работы и провели новые исследования птиц. Среди них были Гийом Ронделе , описавший свои наблюдения в Средиземном море, и Пьер Белон , описавший рыб и птиц, которых он видел во Франции и Леванте. « Книга птиц » Белона (1555 г.) представляет собой том-лист с описанием около 200 видов. Его сравнение скелета человека и птицы считается вехой в сравнительной анатомии . [28] Фольхер Койтер (1534–1576), голландский анатом, подробно изучил внутреннее строение птиц и составил классификацию птиц De Differentiis Avium .(около 1572 г.), это было основано на структуре и привычках. [29] Конрад Геснер написал Vogelbuch and Icones avium omnium примерно в 1557 году. Как и Геснер, Улисс Альдрованди , натуралист-энциклопедист, начал 14-томную естественную историю с трех томов о птицах под названием ornithologiae hoc est de avibus historiae libri XII , которая была публиковался с 1599 по 1603 год. Альдрованди проявлял большой интерес к растениям и животным, и его работа включала 3000 рисунков фруктов, цветов, растений и животных, опубликованных в 363 томах. Одна только его орнитология занимает 2000 страниц и включает такие аспекты, как курица .и методы птицеводства. Он использовал ряд признаков, включая поведение, особенно купание и вытирание пыли, для классификации групп птиц. [30] [31] [32]
« Historia Avium » Уильяма Тернера ( « История птиц» ), опубликованная в Кельне в 1544 году, была ранней орнитологической работой из Англии. Он отметил распространенность воздушных змеев в английских городах, где они выхватывали еду из рук детей. Он включил народные верования, такие как верования рыболовов. Рыболовы считали, что скопа опустошает их рыбные пруды и убивает их, подмешивая мясо скопы в наживку для рыбы. Работы Тернера отражают жестокие времена, в которые он жил, и контрастируют с более поздними работами, такими как «Естественная история и древности Селборна » Гилберта Уайта 1789 года , которые были написаны в спокойную эпоху. [28][34]
В 17 веке Фрэнсис Уиллоби (1635–1672) и Джон Рэй (1627–1705) разработали первую крупную систему классификации птиц, основанную на функциях и морфологии, а не на форме или поведении. Книга Уиллоби Ornithologiae libri tres (1676 г.), завершенная Джоном Рэем, иногда считается началом научной орнитологии. Рэй также работал над Ornithologia , которая была опубликована посмертно в 1713 году как Synopsis methodica avium et piscium . [35] Самый ранний список британских птиц, Pinax Rerum Naturalium Britannicarum , был составлен Кристофером Мерреттом .в 1667 году, но такие авторы, как Джон Рэй, считали его малоценным. [36] Тем не менее, Рэй ценил опыт натуралиста сэра Томаса Брауна (1605–1682 гг.), который отвечал не только на его вопросы об орнитологической идентификации и номенклатуре, но и на вопросы Уиллоуби и Мерретта в переписке. Сам Браун при жизни держал орла, сову, баклана, выпь и страуса, написал трактат о соколиной охоте и ввел в английский язык слова «инкубация» и «яйцекладущий». [37] [38]
К концу 18 века Матюрен Жак Бриссон (1723–1806) и граф де Бюффон (1707–1788) начали новые работы о птицах. Бриссон выпустил шеститомный труд « Орнитология » в 1760 году, а Бюффон включил девять томов (тома 16–24) о птицах Histoire naturelle des oiseaux (1770–1785) в свой труд о науке Histoire naturelle générale et particulière (1749–1804). Джейкоб Темминк спонсировал Франсуа Ле Вальяна [1753–1824] для сбора образцов птиц в Южной Африке и шеститомной «Истории природы» Ле Вальяна « Histoire naturelle des oiseaux d'Afrique» .(1796–1808) включал много неафриканских птиц. Другие его книги о птицах, созданные в сотрудничестве с художником Баррабандом, считаются одними из самых ценных иллюстрированных справочников, когда-либо выпущенных. Луи Жан Пьер Вийо (1748–1831) провел 10 лет, изучая североамериканских птиц, и написал « Histoire naturelle des oiseaux de l'America septentrionale» (1807–1808?). Вьейо был пионером в использовании историй жизни и привычек в классификации. [39] Александр Уилсон написал девятитомный труд « Американская орнитология », опубликованный в 1808–1814 гг., который является первым подобным описанием североамериканских птиц, значительно предшествующим Одюбону. В начале 19 века Льюис и Кларкизучил и идентифицировал многих птиц на западе США. Джон Джеймс Одубон , родившийся в 1785 году, наблюдал и рисовал птиц во Франции, а затем в долинах Огайо и Миссисипи . С 1827 по 1838 год Одюбон опубликовал «Птицы Америки » , на которой были выгравированы Роберт Хавелл-старший и его сын Роберт Хавелл-младший. Книга, содержащая 435 гравюр, часто считается величайшей орнитологической работой в истории.
Возникновение орнитологии как научной дисциплины началось в 18 веке, когда Марк Кейтсби опубликовал свой двухтомник «Естественная история Каролины, Флориды и Багамских островов » — знаменательную работу, включавшую 220 раскрашенных вручную гравюр и послужившую основой для многих видов, описанных Карлом Линнеем в Systema Naturae 1758 года . Работа Линнея произвела революцию в таксономии птиц, присвоив каждому виду биномиальное имя , разделив их на разные роды. Однако орнитология как специализированная наука возникла только в викторианскую эпоху - с популяризацией естествознания и сбором природных объектов, таких как птичьи яйца и шкуры. [40] [41]Эта специализация привела к образованию в Великобритании Британского союза орнитологов в 1858 году. В 1859 году члены основали его журнал The Ibis . Внезапный всплеск орнитологии также был частично обусловлен колониализмом . Спустя 100 лет, в 1959 г., Р. Е. Моро отметил, что орнитология в этот период занималась вопросами географического распространения различных видов птиц. [42]
Без сомнения, озабоченность широко распространенной географической орнитологией была вызвана необъятностью территорий, на которые простиралось британское правление или влияние в течение 19 века и в течение некоторого времени после него.
— Моро [43]
Коллекционеры птиц викторианской эпохи наблюдали различия в формах и повадках птиц в разных географических регионах, отмечая местную специализацию и разнообразие широко распространенных видов. Коллекции музеев и частных коллекционеров пополнялись за счет пожертвований из разных уголков мира. Называние видов биномами и организация птиц в группы на основе их сходства стали основной работой музейных специалистов. Различия в широко распространенных птицах в разных географических регионах привели к введению трехчленных имен.
Искать закономерности в вариациях птиц пытались многие. Фридрих Вильгельм Йозеф Шеллинг (1775–1854), его ученик Иоганн Баптист фон Спикс (1781–1826) и некоторые другие считали, что в формах птиц существует скрытый и врожденный математический порядок. Они считали, что «естественная» классификация доступна и превосходит «искусственную». Особенно популярной была идея Квинарианской системы, популяризированная Николасом Эйлуордом Вигорсом (1785–1840), Уильямом Шарпом Маклеем (1792–1865), Уильямом Суэйнсоном и другими. Идея заключалась в том, что природа следовала «правилу пяти» с пятью группами, расположенными иерархически. Некоторые пытались применить правило четырех, ноИоганн Якоб Кауп (1803–1873) настаивал на том, что число пять было особенным, отмечая, что другие естественные сущности, такие как чувства, также имеют пятерки. Он последовал этой идее и продемонстрировал свое видение порядка внутри вороньего семейства. Там, где ему не удалось найти пять родов, он оставил пробел, настаивая на том, что для заполнения этих пробелов будет найден новый род. Эти идеи были заменены более сложными «картами» родства в работах Хью Эдвина Стрикленда и Альфреда Рассела Уоллеса . [44] [45] Большой прогресс был сделан Максом Фюрбрингером в 1888 году, который установил всестороннюю филогению птиц, основанную на анатомии, морфологии, распространении и биологии. Это было развито дальше Гансом Гадовым и другими.[46] [47]
Галапагосские вьюрки оказали особое влияние на развитие теории эволюции Чарльза Дарвина . Его современник Альфред Рассел Уоллес также отметил эти вариации и географическое разделение между различными формами, что привело к изучению биогеографии . На Уоллеса повлияла работа Филипа Латли Склейтера о характере распространения птиц. [48]
Для Дарвина проблема заключалась в том, как виды произошли от общего предка, но он не пытался найти правила определения видов. Проблемой видов занимался орнитолог Эрнст Майр , который смог продемонстрировать, что географическая изоляция и накопление генетических различий привели к расщеплению видов. [49] [50]
Ранние орнитологи были озабочены вопросами идентификации видов. Только систематика считалась истинной наукой, а полевые исследования считались второстепенными на протяжении большей части 19 века. [51] В 1901 году Роберт Риджуэй писал во введении к «Птицам Северной и Средней Америки» , что:
Есть два принципиально разных вида орнитологии: систематическая, или научная, и популярная. Первый занимается структурой и классификацией птиц, их синонимами и техническими описаниями. В последнем рассказывается об их повадках, песнях, гнездовании и других фактах, относящихся к истории их жизни.
Эта ранняя идея о том, что изучение живых птиц было просто развлечением, господствовала до тех пор, пока экологические теории не стали преобладающим направлением орнитологических исследований. [3] [42] Изучение птиц в их среде обитания было особенно развито в Германии, где станции кольцевания птиц были открыты еще в 1903 году . многие написаны Эрвином Штреземанном . Штреземан изменил редакционную политику журнала, что привело как к объединению полевых и лабораторных исследований, так и к переносу исследований из музеев в университеты. [51]В орнитологии в Соединенных Штатах по-прежнему преобладали музейные исследования морфологических вариаций, видовой идентичности и географического распространения, пока на нее не повлиял ученик Штреземана Эрнст Майр. [52] В Великобритании некоторые из самых ранних орнитологических работ, в которых использовалось слово «экология», появились в 1915 году. [53] Ибисы , однако, сопротивлялись внедрению этих новых методов исследования, и до 1943 года не появлялись статьи по экологии. [42] ] Работа Дэвида Лака по экологии населения была новаторской. Были введены новые количественные подходы к изучению экологии и поведения, и это не было легко принято. Например, Клод Тичерст писал:
Иногда кажется, что сложные планы и статистические данные составляются, чтобы доказать то, что является обычным знанием для простого коллекционера, например, что охотничьи отряды часто путешествуют более или менее по кругу.
- Тайсхерст [42]
Исследования Дэвида Лака по экологии популяции были направлены на поиск процессов, участвующих в регуляции популяции, на основе эволюции оптимальных размеров кладок. Он пришел к выводу, что популяция регулируется в первую очередь контролем, зависящим от плотности , а также предположил, что естественный отбор создает черты жизненного цикла, которые максимизируют приспособленность особей. Другие, такие как Уинн-Эдвардс , интерпретировали популяционное регулирование как механизм, который помогает «виду», а не индивидууму . Это привело к широко распространенным, а иногда и ожесточенным спорам о том, что представляет собой «единица отбора». [49] Лэк также впервые применил множество новых инструментов для орнитологических исследований, в том числе идею использования радара .изучать миграцию птиц. [54]
Птицы также широко использовались в исследованиях нишевой гипотезы и принципа конкурентного исключения Георгия Гаузе . Работу по разделению ресурсов и структурированию птичьих сообществ посредством конкуренции проделал Роберт Макартур . Темой интереса также стали модели биоразнообразия . Работу над зависимостью числа видов от площади и ее применение в изучении биогеографии островов начали Э. О. Уилсон и Роберт Макартур . [49] Эти исследования привели к развитию ландшафтной экологии .
Джон Харрелл Крук изучал поведение ткачиков и продемонстрировал связь между экологическими условиями, поведением и социальными системами. [49] [55] [56] Принципы экономики были введены в изучение биологии Джеррамом Л. Брауном в его работе по объяснению территориального поведения. Это привело к большему количеству исследований поведения, в которых использовался анализ затрат и выгод. [57] Растущий интерес к социобиологии также привел к всплеску изучения птиц в этой области. [49] [58]
Изучение импринтингового поведения у уток и гусей Конрадом Лоренцем и изучение инстинктов серебристых чаек Николаасом Тинбергеном привело к созданию области этологии . Изучение обучения стало областью интересов, а изучение птичьих песен стало моделью для исследований в области нейроэтологии. Изучение гормонов и физиологии в контроле поведения также помогло моделям птиц. Это помогло найти непосредственные причины циркадных и сезонных циклов. Исследования миграции пытались ответить на вопросы об эволюции миграции, ориентации и навигации. [49]
Развитие генетики и развитие молекулярной биологии привели к применению геноцентристского взгляда на эволюцию для объяснения птичьих явлений. Особый интерес вызвали исследования родства и альтруизма, такие как помощники . Идея инклюзивной приспособленности использовалась для интерпретации наблюдений за поведением и историей жизни, а птицы были широко используемыми моделями для проверки гипотез, основанных на теориях, постулированных У. Д. Гамильтоном и другими. [49]
Новые инструменты молекулярной биологии изменили изучение систематики птиц, которая перешла от фенотипа к основному генотипу . Использование таких методов, как гибридизация ДНК-ДНК , для изучения эволюционных взаимоотношений было впервые предложено Чарльзом Сибли и Джоном Эдвардом Альквистом , что привело к тому, что называется таксономией Сибли-Алквиста . Эти ранние методы были заменены более новыми, основанными на последовательностях митохондриальной ДНК и подходах молекулярной филогенетики , которые используют вычислительные процедуры для выравнивания последовательностей , построения филогенетических деревьев ., и калибровка молекулярных часов , чтобы сделать вывод об эволюционных отношениях. [59] [60] Молекулярные методы также широко используются в исследованиях биологии и экологии популяций птиц. [61]
Использование биноклей или телескопов для наблюдения за птицами началось в 1820-х и 1830-х годах такими пионерами, как Дж. Довастон (который также был пионером в использовании кормушек для птиц), но инструкции по эксплуатации не стали настаивать на использовании оптических приспособлений. такие как «первоклассный телескоп» или «бинокль» до 1880-х годов. [62] [63]
Еще одним крупным нововведением стало появление полевых справочников для идентификации птиц. Ранние руководства, такие как руководства Томаса Бьюика (два тома) и Уильяма Яррелла (три тома) , были громоздкими и в основном были сосредоточены на идентификации образцов в руке. Самый ранний из нового поколения полевых гидов был подготовлен Флоренс Мерриам , сестрой Клинтона Харта Мерриама , маммолога. Это было опубликовано в 1887 году в серии « Советы рабочим Одюбона: пятьдесят птиц и как их узнать» в журнале Гриннелла « Одюбон» . [52] За ними последовали новые полевые руководства, включая классику Роджера Тори Петерсона . [64]
Интерес к наблюдению за птицами стал популярен во многих частях мира, и вскоре появилась возможность для любителей внести свой вклад в биологические исследования. Еще в 1916 году Джулиан Хаксли написал в The Auk статью, состоящую из двух частей , отметив напряженность между любителями и профессионалами и предположив возможность того, что «огромная армия любителей птиц и орнитологов могла бы начать предоставлять ученым данные, необходимые для решения проблемы». фундаментальные проблемы биологии». [65] [66] Орнитолог-любитель Гарольд Ф. Мэйфилд .отметил, что эта область также финансировалась непрофессионалами. Он отметил, что в 1975 г. 12% статей в американских журналах по орнитологии были написаны людьми, не занятыми в работе, связанной с биологией. [67]
Организации были созданы во многих странах, и число их членов быстро росло, наиболее заметными из них были Королевское общество защиты птиц (RSPB) в Великобритании и Общество Одюбона в США, основанное в 1885 году. Обе эти организации были созданы. с основной целью сохранения. RSPB, основанная в 1889 году, выросла из небольшой группы женщин из Кройдона , в которую входили Элиза Филлипс , Этта Лемон, Кэтрин Холл и Ханна Поланд. Назвав себя «Народом меха, плавников и перьев», группа регулярно встречалась и дала обещание «воздерживаться от ношения перьев любых птиц, не убитых для еды, за исключением страусов». Изначально организация не допускала мужчин в свои члены, отомстив за политику Союза британских орнитологов, направленную на недопущение женщин. [40] В отличие от RSPB, который был в первую очередь ориентирован на сохранение, Британский фонд орнитологии был основан в 1933 году с целью продвижения орнитологических исследований. Члены часто участвовали в совместных орнитологических проектах. Результатом этих проектов стали атласы, в которых подробно описывается распространение видов птиц по Великобритании. [4] В Канаде гражданин-ученыйЭлси Касселс изучала перелетных птиц и участвовала в создании птичьего заповедника на озерах Гаэтц. [68] В Соединенных Штатах в ходе исследований гнездящихся птиц, проводимых Геологической службой США, также были подготовлены атласы с информацией о плотности размножения и изменениях плотности и распределения с течением времени. Другие добровольные совместные орнитологические проекты были впоследствии созданы в других частях мира. [69]
Инструменты и методы орнитологии разнообразны, и быстро внедряются новые изобретения и подходы. Методы можно в широком смысле разделить на категории тех, которые применимы к образцам, и тех, которые используются в полевых условиях, но классификация является грубой, и многие методы анализа можно использовать как в лаборатории, так и в полевых условиях, или может потребоваться сочетание полевых и полевых методов. лабораторные методики.
Самые ранние подходы к современному изучению птиц включали сбор яиц, практику, известную как оология . В то время как коллекционирование стало развлечением для многих любителей, ярлыки, связанные с этими ранними коллекциями яиц, сделали их ненадежными для серьезного изучения разведения птиц. Для сохранения яиц проделывали крошечное отверстие и извлекали содержимое. Эта техника стала стандартной с изобретением ударной дрели примерно в 1830 году. [40] Сбор яиц больше не популярен; тем не менее, исторические музейные коллекции сыграли важную роль в определении воздействия пестицидов , таких как ДДТ , на физиологию. [70] [71] Музейные коллекции птиц продолжают служить ресурсом для таксономических исследований.[72]
Использование птичьих шкур для документирования видов было стандартной частью систематической орнитологии. Шкуры птиц изготавливаются путем сохранения основных костей крыльев, ног и черепа вместе с кожей и перьями. В прошлом их обрабатывали мышьяком , чтобы предотвратить поражение грибками и насекомыми (в основном кожными ). Мышьяк, будучи токсичным, был заменен менее токсичной бурой .. Коллекционеры-любители и профессионалы познакомились с этими методами снятия шкур и начали отправлять свои шкуры в музеи, некоторые из них из отдаленных мест. Это привело к формированию огромных коллекций птичьих шкур в музеях Европы и Северной Америки. Было также сформировано множество частных коллекций. Они стали эталонами для сравнения видов, и орнитологи в этих музеях могли сравнивать виды из разных мест, часто из мест, которые они сами никогда не посещали. Морфометрия этих шкур, особенно длина предплюсны, клюва, хвоста и крыла, стала важной при описании видов птиц. Эти коллекции кожи в последнее время использовались для исследований по молекулярной филогенетике путем извлечения древней ДНК .. Важность типовых образцов в описании видов делает коллекции шкур жизненно важным ресурсом для систематической орнитологии. Однако с появлением молекулярных методов установление таксономического статуса новых открытий, таких как Було Бурти-бубу ( Laniarius liberatus , больше не действительный вид) и Бугунь лиоцихла ( Liocichla bugunorum ), с использованием образцов крови, ДНК и перьев в качестве материал голотипа , теперь стало возможным.
Другие методы консервации включают хранение образцов в спирте. Такие влажные образцы имеют особую ценность для физиологических и анатомических исследований, помимо обеспечения лучшего качества ДНК для молекулярных исследований. [73] Лиофилизация образцов — еще один метод, преимущество которого заключается в сохранении содержимого желудка и анатомии, хотя он имеет тенденцию к усадке, что делает его менее надежным для морфометрии. [74] [75]
Изучению птиц в полевых условиях очень помогли усовершенствования оптики. Фотография позволила с большой точностью задокументировать птиц в полевых условиях. Зрительные трубы большой мощности сегодня позволяют наблюдателю обнаруживать мельчайшие морфологические различия, которые раньше были возможны только при осмотре экземпляра «в руке». [76]
Отлов и маркировка птиц позволяют подробно изучать историю их жизни. Методы отлова птиц разнообразны и включают в себя использование известкового извести для птиц-насаживателей, паутинных сетей для лесных птиц, пушечных сетей для стайных птиц на открытой местности, ловушек бал-чатри для хищных птиц, [77] ловушек и воронковых ловушек для водоплавающих птиц . . [78] [79]
Птицу в руке можно осмотреть и произвести измерения , включая стандартную длину и вес. Линька перьев и окостенение черепа указывают на возраст и здоровье. Пол можно определить путем изучения анатомии некоторых сексуально недиморфных видов. Образцы крови могут быть взяты для определения гормонального состояния в исследованиях физиологии, идентификации маркеров ДНК для изучения генетики и родства в исследованиях биологии размножения и филогеографии. Кровь также может быть использована для идентификации патогенов и переносимых членистоногими вирусов . Эктопаразиты могут быть собраны для изучения совместной эволюции и зоонозов . [80]У многих загадочных видов измерения (например, относительная длина перьев на крыльях у певчих птиц) жизненно важны для установления идентичности.
Пойманных птиц часто помечают для будущего признания. Кольца или полосы обеспечивают долговременную идентификацию, но требуют захвата для чтения информации на них. Знаки, идентифицируемые в полевых условиях, такие как цветные полосы, метки на крыльях или красители, позволяют проводить краткосрочные исследования, когда требуется индивидуальная идентификация. Методы пометки и повторного захвата делают возможным демографические исследования. Звонки традиционно использовались при изучении миграции. В последнее время спутниковые передатчики позволяют отслеживать перелетных птиц почти в реальном времени. [81]
Методы оценки плотности населения включают подсчеты точек , трансекты и картографирование территории. Наблюдения проводятся в полевых условиях с использованием тщательно разработанных протоколов, и данные могут быть проанализированы для оценки разнообразия птиц, относительной численности или абсолютной плотности популяции. [82] Эти методы могут использоваться неоднократно в течение больших промежутков времени для отслеживания изменений в окружающей среде. [83] Фотоловушки оказались полезным инструментом для обнаружения и документирования неуловимых видов, гнездящихся хищников, а также для количественного анализа плодоядности, распространения семян и поведения. [84] [85]
Многие аспекты биологии птиц трудно изучать в полевых условиях. К ним относятся изучение поведенческих и физиологических изменений, требующих длительного доступа к птице. Неразрушающие образцы крови или перьев, взятые во время полевых исследований, могут быть исследованы в лаборатории. Например, изменение соотношения стабильных изотопов водорода в разных широтах позволяет установить происхождение перелетных птиц с помощью масс-спектрометрического анализа образцов перьев. [86] Эти методы можно использовать в сочетании с другими методами, такими как вызывной сигнал. [87]
Первая аттенуированная вакцина, разработанная Луи Пастером , против птичьей холеры, была испытана на домашней птице в 1878 г. [88] Противомалярийные препараты были испытаны на птицах, переносящих птичью малярию. [89] Птица по-прежнему используется в качестве модели для многих исследований в области иммунологии немлекопитающих. [90]
Исследования поведения птиц включают использование прирученных и обученных птиц в неволе. Исследования интеллекта птиц и обучения песням проводились в основном в лабораторных условиях. Полевые исследователи могут использовать широкий спектр методов, таких как использование фиктивных сов для выявления поведения толпы и фиктивных самцов или использование воспроизведения криков для выявления территориального поведения и, таким образом, установления границ птичьих территорий. [91]
Исследования миграции птиц , включая аспекты навигации, ориентации и физиологии, часто проводятся с использованием содержащихся в неволе птиц в специальных клетках, которые регистрируют их действия. В воронке Эмлена , например, используется клетка с чернильной подушечкой в центре и коническим дном, на котором можно подсчитать чернильные отметки, чтобы определить направление, в котором птица пытается лететь. Воронка может иметь прозрачную верхнюю часть и видимые сигналы, такие как направление солнечного света, можно контролировать с помощью зеркал или положения звезд, смоделированных в планетарии . [92]
Полный геном домашней птицы ( Gallus gallus ) был секвенирован в 2004 году, а в 2008 году за ним последовал геном полосатого зяблика ( Taeniopygia guttata ). [93] Такие проекты секвенирования всего генома позволяют изучать эволюционные процессы, связанные с видообразованием . [94] Связь между экспрессией генов и поведением можно изучать с помощью генов-кандидатов. Было обнаружено, что вариации в исследовательском поведении больших синиц ( Parus major ) связаны с геном, ортологичным человеческому гену DRD4 (дофаминовый рецептор D4), который, как известно, связан с поиском новизны. [95]Роль экспрессии генов в развитии различий и морфологических вариаций была изучена у вьюрков Дарвина . Было показано, что разница в экспрессии Bmp4 связана с изменениями в росте и форме клюва. [96] [97]
Курица долгое время была модельным организмом для изучения биологии развития позвоночных . Поскольку эмбрион легко доступен, его развитие можно легко проследить (в отличие от мышей ). Это также позволяет использовать электропорацию для изучения эффекта добавления или подавления гена. Другими инструментами для нарушения их генетического состава являются куриные эмбриональные стволовые клетки и вирусные векторы . [98]
Благодаря широкому интересу к птицам стало возможным использование большого количества людей для работы над совместными орнитологическими проектами, охватывающими большие географические масштабы. [99] [100] Эти гражданские научные проекты включают общенациональные проекты, такие как « Рождественский подсчет птиц », [101] « Подсчет птиц на заднем дворе», [102] Североамериканское исследование гнездящихся птиц , канадский EPOQ [103] или региональные проекты, такие как «Азиатский подсчет птиц». Перепись водоплавающих птиц и живая веснав Европе. Эти проекты помогают определить распределение птиц, плотность их популяции и изменения во времени, даты прибытия и отбытия миграции, сезонность размножения и даже генетику популяции. [104] Результаты многих из этих проектов публикуются в виде атласов птиц . Исследования миграции с помощью кольцевания птиц или цветовой маркировки часто предполагают сотрудничество людей и организаций в разных странах. [105]
Дикие птицы влияют на многие виды деятельности человека, в то время как домашние птицы являются важным источником яиц, мяса, перьев и других продуктов. Прикладная и экономическая орнитология направлена на уменьшение вредного воздействия проблемных птиц и увеличение прибыли от полезных видов.
Роль некоторых видов птиц как вредителей хорошо известна, особенно в сельском хозяйстве. Зерноядные птицы, такие как келеа в Африке, являются одними из самых многочисленных птиц в мире, и стаи кормящихся могут вызвать опустошение. [106] [107] Многие насекомоядные птицы также считаются полезными в сельском хозяйстве. Многие ранние исследования пользы или вреда, причиняемого птицами в поле, проводились путем анализа содержимого желудков и наблюдения за кормовым поведением. [108] Современные исследования, направленные на управление птицами в сельском хозяйстве, используют широкий спектр принципов экологии. [109] Интенсивная аквакультурапривело людей к конфликту с рыбоядными птицами, такими как бакланы . [110]
Большие стаи голубей и скворцов в городах часто считаются неприятностью, и постоянно разрабатываются методы сокращения их популяции или их воздействия. [111] [112] Птицы также имеют медицинское значение, и их роль в качестве переносчиков болезней человека, таких как японский энцефалит , вирус Западного Нила и грипп H5N1 , широко признана. [113] [114] Столкновения с птицами и причиняемый ими ущерб в авиации имеют особенно большое значение из-за фатальных последствий и уровня причиняемого экономического ущерба. Авиакомпания ежегодно несет во всем мире убытки в размере около 1,2 миллиарда долларов США. [115]
Деятельность человека привела к исчезновению многих видов птиц . Являясь заметными элементами экосистемы, они считаются индикаторами экологического здоровья. [116] Они также помогли собрать поддержку для сохранения среды обитания . [117] Сохранение птиц требует специальных знаний в области биологии и экологии, а также может потребовать использования подходов, очень привязанных к конкретному местоположению. Орнитологи вносят свой вклад в природоохранную биологию , изучая экологию птиц в дикой природе и определяя основные угрозы и способы повышения выживания видов. [118]Находящиеся на грани исчезновения виды, такие как калифорнийский кондор, приходилось отлавливать и разводить в неволе. За такими мерами по сохранению ex situ может последовать реинтродукция вида в дикую природу. [119]
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: Требуется журнал цитирования |journal=
( помощь ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: другие ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: Журнал цитирования требует |journal=
( помощь ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )