Göçmen Kuşlar Nasıl Yön Bulur?

Göçmen kuşlar, göç ederken binlerce kilometre yol kat edebilirler. Bunu yaparken de her yıl yaklaşık olarak aynı rotayı takip ederler. Peki göçmen kuşlar nasıl yönlerini buluyorlar? Bu konu tam anlamıyla açıklığa kavuşturulamamış olsa da, çeşitli hipotezler ve yapılan deneyler sonucunda elde edilmiş önemli fikirler var. Bu nedenle her birini ayrı ayrı ele alıp, karşılaştırmasını yapmak gerek.

Aynı rotayı takip edebilmek için gerekli yön bilgisini nasıl edindiklerine dair yapılan deneyler, işin içinde birden fazla etmenin olduğunu ortaya koymuştur. Bunlar; coğrafî işaretler, dünyanın manyetik alanı ve gök cisimleri olarak listelenebilir.

Kuşlar, Bulundukları Coğrafyayı Kullanıyorlar!

Kuşların belli bir mesafeden yuvalarına geri dönebilmeleri üzerine yapılan deneyler, onların bulundukları bölgedeki yer şekillerinden yararlanarak yönlerini saptayabildiklerini göstermiştir. Bu deneylerde, hayvanlar belirli bir noktadan (genellikle yuvalarından) uzaklaştırılıp çeşitli mesafelere götürülmüş, geri ne hızda döndükleri ve başarı dereceleri incelenmiştir. Aşağıdaki tabloda bu deneyler sonucunda hangi tür kuşun hangi mesafeden yuvasına geri dönebildiğini görebilirsiniz.

Tabloda gösterilen kuşlarla yapılan deneylere ek olarak sümsük kuşlarıyla da benzer deneyler gerçekleştirilmiş ve benzer sonuçlar elde edilmiştir. Sümsük kuşlarıyla yapılan bu deneyde de kuşların belli bir mesafeden serbest bırakıldığında bölgeyi inceledikleri ve belirli coğrafi yer işaretleri aradıkları gözlemlenmiştir. Bu yer işaretleri topoğrafik (dağ ve ırmak sistemleri ya da sahil şeridi gibi), ekolojik (bitki örtüleri vb.) ya da iklimsel (sıcaklığı ya da nem oranı değişen hava kütleleri ya da hakim rüzgarlar gibi) olabilmektedir.

Yapılan bu deneyler her ne kadar bölgenin coğrafyasının, kuşların göçündeki yeri hakkında önemli bilgiler sağlasa da binlerce kilometrelik bir göç güzergâhını tek başına açıklayamamaktadır. Bunun için kuşların dünyanın manyetik alanından yararlandığına ya da Güneş'i ve yıldızları izleyerek yön bulduklarına dair hipotezler mevcuttur.

Kuşlar Dünyanın Manyetik Alanını Nasıl Algılayabilir?

Biliyoruz ki Dünya'nın coğrafik kutup noktaları ile manyetik kutup noktaları birbirine oldukça yakın. Bu sayede Dünya'nın manyetik alanından faydalanan pusulalar, yolumuzu bulmada yardımcı olabiliyor. O halde göçmen kuşlar nasıl yönlerini bulurlar sorusunun bir diğer cevabı, manyetik alanı algılıyor olmaları olabilir mi?

Göçmen kuşların pusula benzeri bir yön bulma duygusuna sahip oldukları kanıtlanmıştır, yani kuşun yuvasının bulunduğu bölgeye göre nereden serbest bırakıldıklarından bağımsız olarak belirli sabit bir yönde uçabilmektedirler. Ayrıca serbest bırakıldıkları noktayı kendi yuvalarının bulunduğu bölgeyle ilişkilendirebildikleri ve hangi yönde uçmaları gerektiğini saptayıp bu yönü uçuş boyunca koruyabildikleri gösterilmiştir.^[1]

Her ne kadar dünyanın manyetik alanını kullanarak yön buldukları biliniyor olsa da bunu nasıl yaptıkları kesin olarak bilinmemektedir. Bu konuda birkaç farklı görüş bulunmaktadır. Bunlardan ilki, manyetik alan algılarının gagalarında yer alan manyetik alan reseptörleri sayesinde olduğunu savunurken, diğeri gözlerinde yer alan kriptokrom adlı bir molekülün ışıkla kimyasal tepkimeye girmesi sonucunda olduğunu savunmaktadır. Elbette her iki görüş de doğru olabilir ve kuşlar manyetik alanı birden fazla yolla algılıyor olabilirler.

Birtakım kuşları kısa ve güçlü manyetik darbelere maruz bıraktıktan sonra davranışlarını inceleyerek yapılan deneyler sonucunda, kuşların gagalarının üst kısmında (yeri henüz kesin olarak bilinmemektedir) manyetik alan reseptörleri olduğuna dair bulgular elde edilmiştir. Bu reseptörler manyetit adında bir mineral içermekte ve oftalmik sinir ve trigeminal sistem tarafından beyne girişlerine aracılık etmektedirler. Tek başlarına kuşların yön bulmasını sağlamaktan ziyade buna yardımcı etmenlerden biri oldukları düşünülmektedir.^[2]

Bahsettiğimiz ikinci hipoteze dair bir makaleyse, Can Xie ve ekip arkadaşları tarafından 2015 yılında Nature Materials dergisinde yayınlanmıştır. Araştırmacılar ilk başta az önce bahsettiğimiz manyetitlere odaklanmış, daha sonra 1990’larda, kuşların manyetik hissinin aynı zamanda ışık algılarıyla da ilgili olabileceğini keşfetmişlerdir. Birtakım kuş türlerinin morötesinden yeşile kadar olan dalga boyundaki elektromanyetik alanı algılayabildiklerini ortaya koymuşlardır.

Birçok göçmen kuşun retinasında, bitkilerde ve bazı memelilerde (insanlar da dahil) yer alan "kriptokrom" adlı proteinin, kuşların manyetik alanı algılamasında etkisi olabileceğini ilk kez 2000 yılında Alman-Amerikalı biyofizikçi Klaus Schulten öne sürmüştür. Kriptokrom gibi ışığa duyarlı moleküller ışıkla etkileşime geçtiklerinde elektron yayarlar. Schulten, manyetik alanda değişiklik yaptığında bu moleküllerin manyetik alanla az da olsa daha farklı şekilde etkileşime girdiğini fark etmiştir.

Kriptokrom molekülü meyve sineklerinde de bulunmaktadır, bu nedenle molekülün işlevini anlamak üzere meyve sinekleri ile de deneyler yapılmıştır. Kriptokrom molekülüne sahip olamayacak şekilde yapıları değiştirilen meyve sineklerinin artık manyetik alanı algılayamadıkları görülmüştür. Bu da kriptokrom molekülünün bazı hayvanlarda manyetik alanı algılamaya yardımcı olduğunu göstermektedir.

Dünya'da manyetik özellik gösteren elementlerden biri demirdir. Bu nedenle eğer ki kriptokromların düşünüldüğü gibi bir etkisi varsa bunu ikinci bir molekülün yardımıyla yapabileceğini öne süren Xie, bu ikinci yardımcı molekülün de büyük olasılıkla demir içereceğini belirtmiştir. Bu molekülü keşfetmek için Xie ve ekip arkadaşları meyve sineklerinin genomlarında hem demiri bağlayan hem de kriptokromlara tutunan proteinler aramışlardır.

Yaptıkları testlerde diğerlerinden daha iyi sonuç veren moleküle "MagR" adı verilmiştir. Daha sonra bu MagR molekülünün kuşların retinasında olduğu araştırmacılar tarafından keşfedilmiş ve MagR ile kriptokrom moleküllerinin birleşerek yüksek manyetik özellik gösteren kristaller oluşturdukları gözlemlenmiştir.

Bu kristallerin yapısı elektron mikroskobu sayesinde ortaya çıkarılmıştır: nano boyutlu bir pusula iğnesi gibi düzgün demir atomu sıraları içeren çubuklar şeklindedirler. Ancak her ne kadar bazı bilim insanlarınca bu kristallerin göçmen kuşların yön bulmasına yardımcı olduğu düşünülse ve yapılan deneyler bu hipotezi destekler nitelikte olsa da henüz kesin bir bilgi bulunmamaktadır.^[3]

Güneş ve Yıldızlardan Yön Tayini Yapmaları Mümkün mü?

Göçmen kuşlar nasıl yönlerini bulur sorusuna bir diğer hipotez de Güneş ve yıldızlar gibi gök cisimlerini kullanmalarıdır. Gündüz Güneş’in gece ise yıldızların konumundan yararlanarak belirli bir istikamette yol alıyor olabilirler.

Kuşların gündüz nasıl Güneş’i kullanarak yönlerini saptayabildiklerine dair iki tane hipotez bulunmaktadır. Bunlardan ilki göçmen kuşların, kuzeye ya da güneye göç ederken Güneş’in gün boyunca izlediği yayın ufuk ile yaptığı açıdaki değişimi algıladıkları ve buna göre nerede bulunduklarını kestirebildiklerini savunmaktadır. Ancak bu hipotez, daha önce bahsettiğimiz deneylerde (yuvasından uzağa bırakılan kuşların geri dönebilmesi) kuşların yolu nasıl bulduğunu açıklamamaktadır.

Güneş’in gün içinde en tepede olduğu konum, kuzey yarım kürede iseniz,  güneyi işaret etmektedir; aynı zamanda en tepede olduğu an öğle vaktidir. İkinci hipoteze göre de kuşlar göç ederken bu sayede hem yönlerini bulabilmekte hem de zamanın farkında olabilmektedirler. Bu hipotez İngiliz kuş bilimci G. V. T. Matthews tarafından geliştirilmiştir. Ancak kuşların bu şekilde yön ve zaman tayini yaptığı da henüz kanıtlanmış değildir.

Gece seyahat eden göçmen kuşlar da yön bulma konusunda kabiliyetlidirler. Yönlerini yıldızlardan yararlanarak oldukça doğru bir şekilde saptayabilirler. Bu konuda yapılan çalışmalar, Güneş’in yön bulmadaki etkisine göre daha kesin sonuçlara sahiptir. Deneyler Almanya’daki bir planetaryumda (gökevi), yani yapay bir gökyüzü altında gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyde karabaş ötleğenler ve bahçe ötleğenleri doğal göç yönleri olan güneybatıya doğru; küçük akgerdan kuşları ise yine kendi doğal göç yönleri olan güneydoğuya doğru uçmuşlardır.