Среди факторов внешней среды, которые могли бы играть роль сигналов для начала перелетов, наиболее отчетливо выступает‘ продолжительность светового дня. В умеренных широтах с крайне переменчивым климатом, где живет и работает большинство ученых, время восхода и захода солнца является, пожалуй, единственным событием, которое можно точно пред‹ сказать. Около 30 лет назад Вильям Роуэн, биолог из Университета Альберта в Эдмонтоне, начал исследовать действие этого важного фактора путем специально поставленных экспериментов. Местные птицы здесь в большинстве своем перелетные, а зима достаточно сурова‚ поэтому зимовать остается лишь небольшое число видов. Роуэн взял два наиболее обычных мигрирующих вида, гнездящихся в прериях: снежного юнко, родственника воробья, и американскую ворону. Оба вида не улетают в тропики, а зимуют в обширном районе, охватывающем северные и центральные штаты. Весной большинство этих птиц летит к северу не только до широты Эдмонтона (54° с. ш.), но и дальше в Канаду, вплоть до лесотундры.
Хотя эти виды и откочевывают далеко на юг, они без труда могут переносить температуры до -46°C, если будут получать достаточно корма. Продолжительность летнего дня дает реальные преимущества птицам, мигрирующим далеко на север, но короткие дни и долгие ночи делают северную зиму опасной для мелких птиц, даже для тех, кто может питаться семенами или другой пищей, которой здесь бывает достаточно. Главным препятствием для нормального существования птиц в условиях зимних холодов является длина светового дня-время, которое можно использовать для добывания хорька. При сравнительно мягкой зиме Массачусетса воробьи успевают съесть за день столько семян, что могут накопить запасной жир в количестве 10% от веса тела. Но в течение холодной зимней ночи почти весь этот запас жира расходуется, хотя большую часть времени птица спит. Таким образом‚ накопленное в основном идет только на сохранение постоянной температуры тела. Даже очень небольшое ухудшение условий, например некоторое снижение ночных температур, недостаток закрытых от ветра убежищ или некоторое уменьшение количества пищи, может легко превратить вполне сносные условия зимы в гибельные. Это именно те трудности, которых птицы избегают, улетая на юг.
Роуэн с помощью электрического освещения удлинил световой день в вольерах для своих подопытных птиц. В качестве контроля он использовал вольеру без дополнительного освещения. Обе вольеры не отапливались и не были защищены от ветра и буранов канадских прерий. Прежде было широко распространено мнение, что именно повышающиеся весной температуры являются существенным фактором, стимулирующим подготовку птиц к размножению и их весенние перелеты. Но Роуэн предполагал иное и потому тщательно позаботился, чтобы его птицы испытали все невзгоды зимы в Альберте. Начиная с первых чисел ноября он удлинял день для своих подопытных птиц на 5 минут ежедневно, так что к середине декабря их световой день составлял около 15 часов, тогда как у контрольных птиц он длился всего 9 часов. Эксперименты Роуэна дали совершенно отчетливые результаты. Подопытные птицы отвечали на удлинение светового дня значительным увеличением размеров яичников и семенников. В середине декабря самцы пели так же энергично, как весной при охране гнездового участка. У контрольных птиц сохранилось обычное для зимы поведение и состояние гонад. После того как подопытпые юнко были к середине зимы полностью подготовлены к размножению, их выпустили вместе с контрольными птицами, чтобы посмотреть, будут ли они мигрировать. Результаты оказались неопределенными. Некоторые подопытные птицы и почти все контрольные оставались около вольер и были пойманы повторно. Другие исчезли, но нельзя сказать, выжили они в суровых зимних условиях или откочевали, и если откочевали, то куда.
