کبوتر پلاکی چطور راه خانه را از هزاران کیلومتر دورتر پیدا می‌کند؟ سرعت کبوتر پلاکی چقدر است؟

راز بقا: اگر یک کبوتر پلاکی را صدها کیلومتر دورتر از خانه رها کنید، انتظار دارید برای پیدا کردن مسیر بازگشت، به نشانه‌ای آشنا روی زمین نیاز داشته باشد. اما این پرنده گاهی در سرزمینی ناآشنا بال‌هایش را باز می‌کند و پس از چند لحظه، مسیر بازگشت را انتخاب می‌کند؛ بدون نقشه، بدون جاده و بدون آنکه انسان بتواند بفهمد دقیقاً چه چیزی را می‌بیند یا می‌شنود.

کبوتر پلاکی یا Racing Homer حاصل بیش از یک قرن انتخاب و پرورش هدفمند برای سه ویژگی است: سرعت، استقامت و توانایی پیدا کردن مسیر خانه. پژوهش‌های ژنتیکی نیز نشان داده‌اند که این ویژگی‌ها حاصل یک ژن جادویی واحد نیستند، بلکه مجموعه‌ای از عوامل ژنتیکی و فیزیولوژیک در کنار هم قرار گرفته‌اند.

اما عجیب‌ترین بخش ماجرا اینجاست: کبوتر برای پیدا کردن خانه فقط یک قطب‌نما ندارد؛ مجموعه‌ای از سامانه‌های جهت‌یابی را هم‌زمان در اختیار دارد.

و هنوز دانشمندان درباره اینکه این سامانه‌ها دقیقاً چگونه در کنار یکدیگر کار می‌کنند، همه پاسخ‌ها را پیدا نکرده‌اند.

کبوتر پلاکی دقیقاً چیست؟

کبوتر پلاکی اصطلاحی است که در ایران برای کبوترهای دارای پلاک شناسایی، به‌ویژه کبوترهای مسابقه‌ای و نامه‌رسان، به کار می‌رود. در ادبیات علمی، Racing Homer یا کبوتر مسابقه‌ای، نوعی کبوتر اهلی‌شده از تبار کبوتر چاهی (Columba livia) است که به‌طور انتخابی برای عملکرد پروازی و توانایی بازگشت به لانه پرورش داده شده است.

در مسابقات، کبوترها از یک نقطه مشترک رها می‌شوند و باید به لانه خود برگردند. بنابراین برخلاف یک پرنده مهاجر که مسیر فصلی مشخصی دارد، این کبوتر باید بتواند از نقطه‌ای که الزاماً برایش آشنا نیست، موقعیت خانه خود را پیدا کند.

پرورش انتخابی طولانی‌مدت باعث شده کبوترهای مسابقه‌ای از نظر توانایی پرواز و جهت‌یابی به ورزشکاران استقامتی دنیای پرندگان تبدیل شوند. پژوهش‌های ژنومی نیز نشان داده‌اند که توانایی پرواز سریع، استقامت و جهت‌یابی دقیق، ویژگی‌هایی پیچیده و چندژنی هستند.

آیا کبوتر پلاکی واقعاً می‌تواند ۴۰۰۰ کیلومتر بدون توقف پرواز کند؟

اینجا باید میان ۴۰۰۰ کیلومتر مسافت مسابقه‌ای یا مجموع مسافت پروازی و یک پرواز ۴۰۰۰ کیلومتری بدون توقف تفاوت بگذاریم.

برای نمونه، در یک مطالعه ژنتیکی روی ۸۶۷ کبوتر مسابقه‌ای ژاپنی، پژوهشگران عملکرد پرندگان را بر اساس مجموع مسافت مسابقات در طول دوره ورزشی، تا آستانه ۴۰۰۰ کیلومتر، دسته‌بندی کردند. این عدد به‌عنوان شاخصی برای بقا و توانایی بازگشت در مسابقات استفاده شد؛ نه به‌عنوان یک پرواز منفرد ۴۰۰۰ کیلومتری.

حتی در مسابقات بسیار طولانی، مسافت‌های ثبت‌شده برای یک مسابقه معمولاً در محدوده صدها تا بیش از هزار کیلومتر قرار دارند. در یک نمونه مشهور، برنده مسابقه‌ای حدود ۹۰۰ کیلومتر را با میانگین سرعت نزدیک به ۶۹ کیلومتر بر ساعت طی کرده است.

بنابراین اگر جایی نوشته شده باشد که «کبوتر پلاکی ۴۰۰۰ کیلومتر را یک‌نفس پرواز می‌کند»، بهتر است با احتیاط به آن نگاه کنیم.

اما این اصلاح علمی از شگفتی ماجرا کم نمی‌کند؛ چون سؤال مهم‌تر این است: چطور پرنده‌ای که صدها کیلومتر از خانه دور شده، اصلاً می‌فهمد خانه‌اش کدام طرف است؟

کبوتر یک GPS در مغزش ندارد؛ اما چند «سامانه ناوبری» دارد

دانشمندان برای توضیح جهت‌یابی کبوتر از مفهومی شبیه «نقشه و قطب‌نما» استفاده می‌کنند.

به زبان ساده، پرنده باید دو مسئله متفاوت را حل کند:

۱. من کجا هستم؟

۲. از اینجا باید به کدام سمت بروم؟

برای مسئله دوم، شواهد قدرتمندی درباره استفاده از قطب‌نمای خورشیدی وجود دارد و در شرایط خاص، میدان مغناطیسی زمین نیز می‌تواند در جهت‌یابی نقش داشته باشد.

اما مسئله اول بسیار پیچیده‌تر است.

کبوتر باید somehow اطلاعاتی درباره موقعیت خود نسبت به خانه به دست آورد؛ و یکی از مهم‌ترین سرنخ‌هایی که پژوهش‌ها روی آن تأکید کرده‌اند، بوی محیط و ترکیبات شیمیایی موجود در هوا است.

عجیب‌ترین بخش ماجرا: کبوتر می‌تواند از «بوی هوا» نقشه بسازد

این قسمت یکی از شگفت‌انگیزترین یافته‌های پژوهش‌های چند دهه اخیر درباره کبوترهای خانگی است.

برای مدت طولانی، دانشمندان تصور می‌کردند میدان مغناطیسی زمین احتمالاً همان چیزی است که به کبوتر می‌گوید کجاست. اما آزمایش‌های متعدد نشان دادند که داستان بسیار پیچیده‌تر است.

شواهد تجربی نشان می‌دهد که حس بویایی در جهت‌یابی کبوترهایی که از مناطق ناآشنا به خانه برمی‌گردند، نقش مهمی دارد.

فرضیه‌ای که از این پژوهش‌ها شکل گرفته این است که کبوتر در خانه، در طول زمان، با ترکیبات مختلف موجود در هوای منطقه و جهت باد ارتباط برقرار می‌کند. سپس وقتی به نقطه‌ای ناآشنا منتقل می‌شود، ترکیب بوهای موجود در هوا می‌تواند اطلاعاتی درباره موقعیت جغرافیایی در اختیارش بگذارد.

در واقع، برای کبوتر ممکن است هوای اطراف نوعی نقشه شیمیایی بسیار بزرگ باشد.

البته نباید این موضوع را بیش از حد ساده کرد. اینکه دقیقاً کدام مولکول‌ها، با چه الگویی و توسط کدام بخش از دستگاه عصبی پرنده رمزگشایی می‌شوند، هنوز کاملاً حل نشده است.

پس نقش میدان مغناطیسی زمین چیست؟

اینجا داستان جذاب‌تر می‌شود.

کبوترها توانایی دریافت اطلاعات مربوط به میدان مغناطیسی زمین را دارند و آزمایش‌هایی وجود دارد که نشان می‌دهد این اطلاعات می‌تواند در جهت‌یابی آنها نقش داشته باشد. برای مثال، در برخی آزمایش‌ها کبوترهایی که قطب‌نمای خورشیدی‌شان مختل شده بود، همچنان توانستند جهت خانه را پیدا کنند؛ اما قرار دادن آهنربا روی پرنده می‌توانست جهت‌یابی آنها را مختل کند.

با این حال، اینکه میدان مغناطیسی دقیقاً چه نقشی در «پیدا کردن موقعیت» دارد، همچنان موضوع بحث علمی است.

یک مطالعه مشهور در Nature نیز توانایی کبوترهای خانگی در تشخیص یک ناهنجاری مغناطیسی را بررسی کرد و شواهدی برای دریافت اطلاعات مغناطیسی ارائه داد.

بنابراین بهتر است به جای جمله ساده «کبوتر با میدان مغناطیسی راه خانه را پیدا می‌کند» بگوییم:

کبوتر احتمالاً از یک قطب‌نمای مغناطیسی در کنار دیگر سامانه‌های جهت‌یابی خود استفاده می‌کند، اما نقش دقیق مغناطیس در تعیین موقعیت هنوز کاملاً روشن نیست.

خورشید؛ قطب‌نمایی که حرکت می‌کند

یک قطب‌نما معمولی همیشه جهت‌های ثابتی را نشان می‌دهد. اما خورشید در طول روز در آسمان حرکت می‌کند.

کبوتر باید بتواند این حرکت را در نظر بگیرد.

پژوهش‌های مربوط به «قطب‌نمای خورشیدی» نشان داده‌اند که کبوترها می‌توانند موقعیت خورشید و زمان روز را در کنار یکدیگر برای تعیین جهت استفاده کنند. به همین دلیل تغییر مصنوعی ساعت زیستی پرنده می‌تواند جهت انتخابی آن را تحت تأثیر قرار دهد.

در شرایط ابری، وقتی خورشید دیده نمی‌شود، سامانه‌های دیگری می‌توانند اهمیت بیشتری پیدا کنند.

پس کبوتر هنگام پرواز الزاماً به یک نشانه واحد خیره نشده است؛ بلکه مغز آن اطلاعات چند سامانه حسی را با هم ترکیب می‌کند.

وقتی کبوتر به منطقه آشنا رسید، داستان عوض می‌شود

اگر کبوتر بارها از یک مسیر مشخص به خانه برگشته باشد، دیگر لازم نیست تمام مسیر را فقط بر اساس یک «نقشه بویایی» طی کند.

در این مرحله، چشم‌ها و حافظه فضایی اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند.

پژوهش‌های GPS روی کبوترهای آموزش‌دیده نشان داده‌اند که آنها می‌توانند از عوارض قابل مشاهده زمین برای هدایت مسیر استفاده کنند. حتی در بعضی آزمایش‌ها، پرندگان از بزرگراه‌ها و خطوط راه‌آهن به‌عنوان مسیرهای راهنما استفاده کرده‌اند و در نقاط مشخصی از آنها جدا شده‌اند.

در مطالعات جدیدتر نیز مشخص شده که ساختار هیپوکامپ مغز کبوتر با استفاده از نشانه‌های بصری و محیطی در جهت‌یابی ارتباط دارد. مرور علمی سال ۲۰۲۴ نیز نقش مکمل دستگاه بویایی و هیپوکامپ را در ناوبری کبوتر تأکید می‌کند.

به زبان ساده:وقتی کبوتر جایی را می‌شناسد، ممکن است چشم‌هایش به اندازه بینی و قطب‌نمای درونی‌اش اهمیت پیدا کنند.

کوه، رودخانه و حتی بزرگراه می‌توانند بخشی از نقشه باشند

تصور کنید کبوتر از فاصله زیادی به سمت خانه حرکت می‌کند.

در ابتدا ممکن است منطقه برایش ناآشنا باشد و از اطلاعات محیطی گسترده‌تری استفاده کند. اما هرچه به محدوده آشنا نزدیک‌تر می‌شود، نشانه‌های بصری می‌توانند به او کمک کنند.

یک رشته کوه، خط ساحلی، رودخانه، جاده یا حتی ساختار شهری می‌تواند بخشی از این نقشه ذهنی باشد.

مطالعات GPS نشان داده‌اند که کبوترهای باتجربه گاهی مسیرهایی را انتخاب می‌کنند که از نظر انسانی نیز قابل تشخیص‌اند. در یک پژوهش، بسیاری از کبوترها در مسیر بازگشت به بزرگراه‌ها و خطوط راه‌آهن گرایش نشان دادند.

پژوهش تازه‌تری که در سال ۲۰۲۶ منتشر شده نیز نشان داد کبوترهای آموزش‌دیده در شرایطی که سطح زمین با مه پوشیده شده بود، زمانی که قله‌های دوردست کوهستان قابل مشاهده بودند، توانستند جهت خانه را بسیار بهتر حفظ کنند. وقتی این نشانه‌های دوردست نیز از دید آنها پنهان شد، جهت‌یابی به‌شدت ضعیف شد.

این یافته یک نکته مهم را نشان می‌دهد:کبوتر فقط دنبال «خانه» نمی‌گردد؛ در طول مسیر، دائماً در حال خواندن محیط اطراف است.

اما خود پرواز هم یک شاهکار فیزیولوژیک است

جهت‌یابی تنها نیمی از ماجراست.

یک کبوتر مسابقه‌ای باید بتواند ساعت‌ها پرواز کند و انرژی خود را به شکلی بسیار حساب‌شده مصرف کند.

مطالعات فیزیولوژیک نشان داده‌اند که در پروازهای طولانی، سوخت‌وساز پرنده تغییر می‌کند و استفاده از چربی برای تأمین انرژی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. در یک مطالعه روی پروازهای استقامتی کبوترها، پرندگان در مسیرهای ۲۰ تا ۲۰۰ کیلومتری، پروازهایی تا حدود ۴.۸ ساعت را تجربه کردند و تغییرات متابولیکی آنها پس از فرود بررسی شد.

مطالعات جدیدتر نیز نشان داده‌اند که پرواز باعث افزایش قابل‌توجه فعالیت مرتبط با تولید انرژی هوازی در سلول‌های خونی کبوتر می‌شود.

به همین دلیل کبوتر مسابقه‌ای را نباید صرفاً یک کبوتر «باهوش» دانست.

این پرنده هم‌زمان یک ورزشکار استقامتی، یک ناوبر و یک یادگیرنده محیطی است.

سرعت کبوتر پلاکی چقدر است؟

سرعت ثابت و واحدی برای همه پروازها وجود ندارد. باد، ارتفاع، مسیر انتخابی، شرایط جوی، تجربه پرنده و حتی اینکه کبوتر تنها پرواز کند یا در گروه باشد، روی سرعت تأثیر می‌گذارد.

در یک مطالعه GPS روی کبوترهای آزادپرواز، میانگین سرعت هوایی حدود ۱۹.۹ متر بر ثانیه، یعنی نزدیک به ۷۲ کیلومتر بر ساعت، ثبت شد و بیشینه سرعت ثبت‌شده در آن مجموعه داده به حدود ۲۳ متر بر ثانیه رسید.

در مسابقات نیز سرعت ثبت‌شده روی زمین می‌تواند تحت تأثیر باد قرار گیرد.

برای همین اگر یک کبوتر مسیر ۱۰۰۰ کیلومتری را با میانگین سرعت ۷۰ کیلومتر بر ساعت طی کند، محاسبه ساده‌ای نشان می‌دهد که زمان پرواز خالص آن حدود ۱۴ ساعت خواهد بود؛ اما این به معنای آن نیست که هر کبوتر می‌تواند ۱۰۰۰ کیلومتر را در همین زمان و بدون هیچ توقفی طی کند.

شرایط واقعی بسیار پیچیده‌تر است.

آیا کبوتر واقعاً «خانه» را پیدا می‌کند یا فقط جهت درست را تشخیص می‌دهد؟

این تفاوت ظریف اما مهم است.

وقتی یک کبوتر از نقطه‌ای بسیار دور رها می‌شود، سیستم ناوبری آن الزاماً از همان ابتدا مختصات دقیق لانه را در اختیارش نمی‌گذارد.

مدل علمی کلاسیک، این فرایند را شبیه یک سیستم «نقشه و قطب‌نما» می‌داند:

نقشه: اطلاعاتی که به پرنده کمک می‌کند بفهمد نسبت به خانه کجاست.

قطب‌نما: اطلاعاتی که به آن کمک می‌کند جهت حرکت را انتخاب کند.

در مناطق ناآشنا، اطلاعات بویایی می‌تواند در بخش «نقشه» اهمیت داشته باشد و در مناطق آشنا، نشانه‌های بصری و حافظه فضایی نیز وارد بازی می‌شوند. برای انتخاب جهت هم خورشید و در شرایط خاص میدان مغناطیسی می‌توانند نقش داشته باشند.

بنابراین پاسخ واقعی بسیار جذاب‌تر از این جمله است که «کبوتر یک قطب‌نمای مغناطیسی دارد».

کبوتر یک سامانه ناوبری چندلایه دارد.

یک پرنده، چند نقشه

شاید بهترین تصویر برای فهم توانایی کبوتر همین باشد.

پرنده‌ای را تصور کنید که از یک کامیون در نقطه‌ای ناآشنا آزاد می‌شود.

در چند لحظه نخست، باید جهت کلی حرکت را انتخاب کند.

خورشید می‌تواند یک مرجع باشد.

میدان مغناطیسی می‌تواند اطلاعات دیگری فراهم کند.

ترکیبات موجود در هوا ممکن است اطلاعات موقعیتی در اختیار سیستم بویایی بگذارند.

با ورود به منطقه آشنا، چشم‌ها و حافظه فضایی فعال‌تر می‌شوند.

کوه‌ها، رودخانه‌ها، جاده‌ها و ساختارهای شهری به نقاط مرجع تبدیل می‌شوند.

و در پایان، پرنده‌ای که از صدها کیلومتر دورتر آمده، وارد محدوده لانه می‌شود و مسیر آخر را پیدا می‌کند.

پژوهش‌های GPS نشان داده‌اند که این مسیر حتی همیشه یک خط مستقیم نیست؛ کبوترها گاهی از مسیرهای غیرمستقیم استفاده می‌کنند و حتی بین افراد مختلف، تفاوت‌های قابل‌توجهی در مسیر پرواز وجود دارد.

هنوز یک معمای بزرگ باقی مانده است

با وجود دهه‌ها آزمایش، دانشمندان هنوز نمی‌توانند یک «دستورالعمل کامل» برای مغز کبوتر بنویسند و بگویند این پرنده دقیقاً در هر لحظه چه اطلاعاتی را با چه وزنی ترکیب می‌کند.

به‌خصوص درباره نحوه تبدیل اطلاعات بویایی محیط به یک نقشه جغرافیایی در مغز هنوز پرسش‌های مهمی باقی مانده است. حتی پژوهشگران درباره جزئیات نقش میدان مغناطیسی و چگونگی ادغام آن با دیگر سامانه‌ها بحث می‌کنند.

به همین دلیل، کبوتر پلاکی هنوز یکی از مهم‌ترین مدل‌های جانوری برای مطالعه ناوبری در دنیای حیوانات است.

پرنده‌ای که زمانی برای رساندن نامه استفاده می‌شد، حالا به دانشمندان کمک می‌کند بفهمند مغز یک حیوان چگونه می‌تواند از محیط اطراف خود نقشه بسازد.

راز واقعی کبوتر پلاکی چیست؟

کبوتر پلاکی یک «GPS زنده» نیست.

حتی دقیق‌تر از آن، یک قطب‌نمای ساده هم نیست.

توانایی خارق‌العاده این پرنده از کنار هم قرار گرفتن چند قابلیت شکل گرفته است: حس بویایی، قطب‌نمای خورشیدی، دریافت اطلاعات مغناطیسی، بینایی، حافظه فضایی، تجربه پروازی و بدنی که برای پرواز استقامتی انتخاب و پرورش داده شده است.

و شاید مهم‌ترین نکته همین باشد:

کبوتر از یک نشانه واحد برای پیدا کردن خانه استفاده نمی‌کند؛ بلکه جهان اطرافش را به مجموعه‌ای از سرنخ‌های هم‌زمان تبدیل می‌کند.

بنابراین دفعه بعد که یک کبوتر پلاکی را دیدید که در آسمان دور می‌شود، شاید بهتر باشد به آن فقط به چشم پرنده‌ای نگاه نکنید که «راه خانه را بلد است».

او در واقع یکی از پیچیده‌ترین سامانه‌های ناوبری زنده‌ای را در اختیار دارد که طبیعت و انتخاب انسان طی نسل‌ها ساخته‌اند.

و هنوز دقیقاً نمی‌دانیم این نقشه در ذهن او چگونه خوانده می‌شود.

منابع:

• Gagliardo, A. & Bingman, V. P. (2024), The avian olfactory system and hippocampus: Complementary roles in the olfactory and visual guidance of homing pigeon navigation.

• Wallraff, H. G. (1988), Navigation by means of an olfactory map and a sun compass: the homing ability of pigeons.

• Mora et al. (2004), Magnetoreception and its trigeminal mediation in the homing pigeon, Nature.

• Ramadan et al. (2018), LDHA gene is associated with pigeon survivability during racing competitions, PLOS ONE.

• Gagliardo et al.، پژوهش‌های GPS درباره استفاده کبوترها از نشانه‌های بصری و مسیرهای آشنا.