鳥(niǎo)飛行為什么不迷路

鳥(niǎo)飛行，特別是長(zhǎng)途飛行靠什么辨別方向，始終是人們百思求解之謎。人們研究得最多的是信鴿，其次是大雁、北極燕鷗等。

信鴿，遠(yuǎn)在千里之外的陌生地點(diǎn)被釋放飛行后（圖1），不到一兩天就可返回家。大雁（鴻雁），每到秋冬季節(jié)，就從它們的老家西北利亞一帶成群結(jié)隊(duì)、浩浩蕩蕩地飛行（圖2）數(shù)千里到我國(guó)南方過(guò)冬；到了春天同樣飛行數(shù)千里，返回原地生活。北極燕鷗，它們夏季出生在北極圈10°以內(nèi)的地方，出生后6個(gè)星期就離家南飛，一直飛到遠(yuǎn)在1.8萬(wàn)公里外的南極浮冰區(qū)過(guò)冬。過(guò)冬之后又飛回北方原來(lái)的出生地點(diǎn)去度夏。由于迂回彎曲，一來(lái)一去，北極燕鷗的實(shí)際飛行競(jìng)達(dá)4萬(wàn)公里之遙（圖3）。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的探索研究，有的科學(xué)家認(rèn)為信鴿由于兩眼之間的突起處，能在長(zhǎng)途飛行中測(cè)量地球磁場(chǎng)的變化。他們把受過(guò)訓(xùn)練的20只鴿子，其中10只的翅膀上裝上小磁鐵，另外10只裝上銅片，放飛的結(jié)果是：裝銅片的鴿子在2天內(nèi)有8只回家，可是帶磁鐵的鴿子4天后，只有1只回家，并且顯得筋疲力竭。這說(shuō)明裝在鴿子翅膀的磁鐵產(chǎn)生了磁場(chǎng)，與地球原有的磁場(chǎng)混淆起來(lái)，這樣，鴿子便不能辨認(rèn)方向，飛回自己的家了。上世紀(jì)70年代，美國(guó)生物物理學(xué)家查爾斯·沃爾科特，首先測(cè)量了鴿子各塊組織的磁性，最后確證了鴿子體內(nèi)位于眼窩后部靠近外側(cè)的腦組織部位，有不到1毫米大的磁性體。正是這一磁性體能感知地球磁場(chǎng)的變化。

鳥(niǎo)飛行是否只憑地球磁場(chǎng)變化辨認(rèn)方向呢？上世紀(jì)90年代科學(xué)家研究表明，光線可能是飛鳥(niǎo)感知磁場(chǎng)的重要因素。他們發(fā)現(xiàn)麻雀是利用極光校定其“磁場(chǎng)指南針”來(lái)確定方向的。后來(lái)又有人發(fā)現(xiàn)銀雀等一些鳥(niǎo)類(lèi)是利用太陽(yáng)光線來(lái)感知磁場(chǎng)的。本世紀(jì)初，有人提出了一個(gè)假說(shuō)，認(rèn)為鳥(niǎo)類(lèi)是依靠太陽(yáng)導(dǎo)航來(lái)指引方向的。德國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)家克萊默博士設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，用以測(cè)驗(yàn)這一假說(shuō)。

克萊默注意到，當(dāng)遷徙季節(jié)來(lái)臨時(shí)，籠中的鳥(niǎo)會(huì)惶惶不可終日地亂跳。此時(shí)，他把幾只關(guān)在籠子里的鷗椋鳥(niǎo)放進(jìn)一個(gè)圓形的亭子里。亭子里開(kāi)個(gè)只能看見(jiàn)天空的窗，然后，他記錄下亭中鳥(niǎo)棲息的位置。他發(fā)現(xiàn)，它們經(jīng)常頭朝著應(yīng)該遷徙的方向。當(dāng)窗戶關(guān)上之后，它們就會(huì)失去方向四處亂飛亂跳。后來(lái)，他裝了一盞“燈光假太陽(yáng)”，讓人工太陽(yáng)在錯(cuò)誤的時(shí)間和方向升落。結(jié)果，亭中的鳥(niǎo)又朝向人工太陽(yáng)的錯(cuò)誤方向飛去。

克萊默博士的實(shí)驗(yàn)為太陽(yáng)決定航向的假說(shuō)找到了有力的證據(jù)。但是，在陰天或夜晚或濃云密布的天氣，鳥(niǎo)兒又憑什么定向呢？而且太陽(yáng)位置也在不斷地改變著。利用太陽(yáng)測(cè)定方向是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。至少鳥(niǎo)的身體需要具備一種幾乎相當(dāng)于鐘表（生物鐘）的計(jì)時(shí)本領(lǐng)。

針對(duì)上述說(shuō)法，德國(guó)飛禽學(xué)家紹爾博士認(rèn)為：飛鳥(niǎo)除根據(jù)太陽(yáng)外，同樣也能根據(jù)星辰?jīng)Q定它們飛行的方向。

紹爾博士研究一種鶯的長(zhǎng)途飛行，這種鶯多半在夜空飛行。他做了很多實(shí)驗(yàn)。在遷徙季節(jié)他把一批鶯關(guān)在籠子里，擺在只能看見(jiàn)天上繁星的地方。他發(fā)現(xiàn)，這些鶯一瞥見(jiàn)夜空就開(kāi)始振翅欲飛。而且它們每一只都會(huì)選好一個(gè)位置像羅盤(pán)上的指針一樣，對(duì)著曾經(jīng)遷徙地的方向。他把籠子旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)方向上，鶯們也跟著轉(zhuǎn)向。他又把鶯放在人造星空模型里，鶯們還是選出了飛往它們?cè)诜侵薅揪幼〉氐姆较颉５?，?dāng)人造星空的旋轉(zhuǎn)圓頂把星辰位置擺錯(cuò)時(shí)，它們就會(huì)跟著錯(cuò)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了鳥(niǎo)飛行根據(jù)星辰來(lái)進(jìn)行定位的推測(cè)。

那么，鳥(niǎo)飛行為什么能根據(jù)太陽(yáng)光和星辰來(lái)導(dǎo)航呢？一些科學(xué)家認(rèn)為，光照周期可能是其中的關(guān)鍵因素，而飛鳥(niǎo)的體內(nèi)都有“生物鐘”，這些“生物鐘”始終保持著與它們出生地或攝食地相同的太陽(yáng)節(jié)律。另外一些科學(xué)家則認(rèn)為，飛鳥(niǎo)高超的導(dǎo)航本領(lǐng)是由于它們高度發(fā)達(dá)的眼睛能夠測(cè)量出太陽(yáng)的地平經(jīng)度。

現(xiàn)在一些研究還認(rèn)為：鳥(niǎo)類(lèi)的遷徙習(xí)性和辨識(shí)旅途能力是與生俱來(lái)的，這只能用遺傳來(lái)解釋。

鳥(niǎo)類(lèi)的遷徙習(xí)性是由史前時(shí)期覓食的困難所造成的。那時(shí)，為了尋找食物，鳥(niǎo)兒不得不進(jìn)行周期性的長(zhǎng)途旅行。這樣年復(fù)一年，世世代代，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化過(guò)程，各種遷徙習(xí)性就被“記錄”在它們的遺傳密碼——“基因”上（“基因”即是脫氧核糖核酸（DNA）分子長(zhǎng)鏈的片斷），經(jīng)過(guò)一代一代而遺傳下來(lái)。

在對(duì)鳥(niǎo)飛行定向的研究中，人們還發(fā)現(xiàn)，除了對(duì)地球磁場(chǎng)的反應(yīng)、利用太陽(yáng)和星辰導(dǎo)航和自身的遺傳因素外，飛禽的“紅外線”的敏感性，使它們的嗅覺(jué)和回聲定位系統(tǒng)可能也在定向中起了一定作用。

總之，鳥(niǎo)飛行，長(zhǎng)途飛行而不迷失方向，是依靠身體的感覺(jué)器官、體內(nèi)的磁性物質(zhì)和生物鐘以及來(lái)自外界的各種刺激（如光、地磁力、氣候等）所構(gòu)成的復(fù)雜作用進(jìn)行導(dǎo)航的。但是，究竟是哪一種因素直接決定著鳥(niǎo)迢迢千里飛行卻從不迷路，這一神秘而有趣的生物之謎正等待著人們?nèi)ミM(jìn)一步探索和破譯。