Феномен сезонної міграції птахів відомий тисячі років, але до цих пір вчені так і не змогли всебічно пояснити її причини. Не всі птахи літають на зиму в теплі краї, але чим північніше знаходиться ареал проживання, тим більша ймовірність міграції даного виду птахів на південь.
Основною причиною цих щорічних переміщень вважається нестача їжі в суворі зимові дні і некомфортні низькі температури для птахів, що ставить під загрозу виживання деяких видів. Є птахи, які пристосувалися до зимових умов. Вони харчуються плодами і насінням рослин, тримаються ближче до осель людей і місць проживання тварин. Є ті, що вважають за краще летіти в більш теплі широти, оскільки похолодання порушує їх непорушні харчові звички, погрожуючи голодною смертю. Наприклад, ластівки і стрижі, що ловлять комах на льоту, навряд чи зможуть поживитися хоч чимось в морозну погоду зважаючи на повну відсутність мошкари в холодному зимовому повітрі.
Зміни в погодних умовах, безумовно, впливають на рішення птахів відносно дати початку подорожі в південному напрямку. З іншого боку, спостереження показують, що перелітні птахи Північної півкулі, здається заздалегідь знають, коли приходить час міграції ще задовго до настання зимових холодів, навіть якщо прогнози передбачають теплі і м'які зими.
Наукові дослідження стверджують, що зменшення світлового дня викликає у деяких видів птахів вироблення гормонів, які сигналять: готуйтеся - скоро в дорогу! У той же час їх тіла починають збирати підшкірний жир, який послужить їм паливом протягом майбутнього подорожі. Звичайно, по дорозі вони будуть робити невеликі привали для того, щоб відпочити і поповнити в міру можливості запаси калорій.
Насправді, процес міграції птахів має більш складні і цікаві причини. Наприклад, птахи, що живуть в Південній півкулі, летять не на південь, а на північ, так би мовити - в зимові краю. Інші зграї переміщаються по траєкторії схід-захід з невеликими відхиленнями на північ або на південь, оскільки їм потрібен більш м'який клімат прибережних континентальних зон. Деякі види шукають більш сприятливі умови, не виходячи за рамки гірських областей, в яких зазвичай мешкають. На зиму вони просто спускаються нижче по схилу, де клімат не такий суворий і більш передбачуваний в порівнянні з більш високими точками над рівнем моря.
Мабуть, самим загадковим і не до кінця зрозумілим на сьогоднішній день є питання: як птиці, долаючи такі величезні відстані, прибувають точно в певне місце, в якому вони або їхні старші родичі вже бували?
Існує кілька версій:
1. Найпростіше припущення: птиці знають куди летіти, оскільки старші особини вивчили топографію маршруту під час минулих подорожей. Однак, таке пояснення сумнівно, оскільки перелітні маршрути більшості видів лежать над одноманітними ландшафтами суші або водного простору без будь-яких особливостей, які могли б служити покажчиками напрямку руху для зграї. Більш того, ця малоймовірна версія виникла з припущення, що свідомі і пізнавальні процеси в голові птахів мають схожість з людськими.
2. Друге пояснення пов'язано з магнітними полями землі, які птахи здатні визначати. Вчені виявили крихітні кристали магнетиту в органах нюху деяких видів птахів. Є докази, що домашні голуби дійсно, літають слідуючи лініях магнітного поля Землі.
3. Наступна гіпотеза припускає, що птахи можуть розрізняти поляризацію сонячного світла. Деякі світлові хвилі розсіюються в атмосфері, а деякі проходять крізь неї. В результаті виходить картинка поляризації у вигляді метелика, паряться в блакитному небі. Зображення має розмиті кінці і називається «пензлем Хайдінгера» на честь винахідника, відкрив цей феномен. Крила «метелики» орієнтовані на північ і південь і видно на заході. Хоча птахи можуть і не бачити форму поляризованого світла, вони можуть розрізняти градацію поляризації, яка, як компас, вказує їм потрібний напрямок.
4. Деякі вчені вірять, що птахи орієнтуються по положенню зірок. по крайней мере, один вид птахів точно вміє це робити. В ході одного наукового дослідження птахів в клітці поміщали в планетарій, де відтворювали картину зоряного неба Північної півкулі. Потім їх випускали, а проекції зірок починали крутити навколо Полярної зірки. Передбачалося, що саме цей рух інформує птахів, як вибрати потрібний напрямок польоту. Проте подальші досліди привели до іншого висновку: можливо, орієнтиром для птахів є не нерухома Полярна зірка, а розташування сузір'їв. Чим менше було видно зірок на імпровізованому небі планетарію, тим більше птиці втрачали почуття орієнтації.
У науковому світі прийнято вважати, що всі описані явища і чинники впливають на шляху міграції птахів. І різні види птахів керуються тим або іншим способом при польотах на далекі відстані, а може і всіма відразу.