奇異的遠航本領
每當秋風蕭瑟的秋季來臨之際,數以百萬計的黑脈金斑蝴蝶都要從美國和加拿大境內的繁殖地飛往墨西哥中部的山區,它們艱難跋涉,克服重重困難,行程到遠達5 000千米以上,這些蝴蝶全是春季自墨西哥返回的王斑蝶的后代。它們從未飛越國界到過墨西哥,雖說是漫漫長途,但它們卻從不會迷失航向。
這種奇異的遠航本領,鳥類更勝一籌。身長僅4厘米的北極海鷗,每年在新英格蘭筑巢產卵育雛,到8月份便攜兒帶女飛往南方,12月份到達南極洲,到第二年春天,又飛回新英格蘭,每年飛行距離長達3,5萬千米。生活在加拿大境內的食米鳥,每到秋天就會告別“夏巢”,飛往阿根廷的“冬窩”,風塵仆仆,克服艱難險阻,飛行路程長達5000~8000千米,并且雛鳥也一同飛行,只有3個月大的雛鳥們從未到過阿根廷,卻也能沿著通向南美的路線飛行而不迷路。
令人感興趣的是,許多與人類有密切關系的家養動物,也有遠途外出而不迷路的能力。那么,這些動物是憑借什么來辨別方向、認識路線的呢?
實驗揭開謎底
研究人員發現,世界上眾多遷徙動物均能利用各自的“導航設施”,每年可旅行幾千千米。研究人員曾推測,這些動物是依靠河流、山川、海岸線,以及其他可視參照物為引導的。也曾有人認為,此類動物利用了“感覺導航”,即用特殊的嗅覺和聽覺來指引它們到達目的地。可是這兩項技能并不是總是適用的,特別是在汪洋大海的上空,或是在陰天以及夜幕籠罩大地的時候就會出現偏差。
最新的科學研究發現,世界上許多的飛禽走獸都有自己的“導航系統”。它們常常憑借太陽光、星座、氣流、溫度變化、各種氣味、地面可視物體和地磁場等“助航設施”,準確無誤地幫助其導航。
科學家通過研究發現,原來光是啟動蝴蝶大腦中的生物鐘行駛功能的重要因素,光能控制蝴蝶的代謝周期,這其中也包括它的導航信號。蝴蝶的眼部組織中有特殊的光感知器,能夠感知到紫外光,正是這種紫外光為蝴蝶提供了方位感。
為了驗證這個結論,科學家將蝴蝶放置在一個模擬飛行器中,當打開紫外光濾光設備時,由于阻斷了紫外光,蝴蝶明顯地喪失了方位感。進一步的研究證明,在蝴蝶眼中的光探測導航傳感器與它大腦的生物鐘之間,存在著一個關鍵的生物連結。也就是說,蝴蝶眼睛中的紫外光探測傳感器和大腦中的生物鐘同時控制了導航,才能引導蝴蝶在長時間的遷徙中順利地抵達目的地。
導航系統不拘一格
夜間遷徙的候鳥,如黃鶯、薩凡納雀等,常借助正西方的落日、晚霞確定好飛行方向,以便于向正西飛行。它們在飛行時就像舊時的海員一樣,不時地查看北極星和一些星座的方位,以便準確地飛向遷徙的目的地。
信鴿則是把太陽作為辨別方向的羅盤,太陽每日的位移,是其飛行數據的一部分,它們借助自身體內利用地球日夜周期的生物鐘,計算太陽在天空的運行時間,以此來決定飛行方向。
一系列的實驗表明,在蜜蜂體內也有一個高精度的“導航定位系統”,隨時可以知道自己究竟飛了多遠,測定自己所在地的位置。即使在匆忙趕路之際,它們也會隨時勘測地面參照物,并以這些地面參照物作為定向飛行的“導航設施”。在采集花粉的“工作”完成之后,就可以徑直飛回幾千米之外的蜂房。
生物學家還發現,有不少動物利用地磁偏角測定自己的精確位置。如鯨魚、候鳥、瞎鼠和某些魚類,就是憑借地磁場“走南闖北”,其“接收器”為位于顱內的—種磁體——磁鐵石晶體。磁鐵石晶體能讓自身與磁場對齊,從而可向腦發出關于方向的信號。就連笨拙的海龜也在使用一種磁偏角羅盤。幼龜在美國的佛羅里達沿岸出殼之后,隨即游入大海。它們在大西洋生活多年,直到長大后才回到出生時的岸邊去交配和巢居。在返回的過程中,要是離開了正道,過于偏南或偏北,便很有可能會凍死在途中。多虧了磁偏角羅盤,笨拙的海龜才得以準確地回到自己的故鄉。
值得一提的是,許多動物憑借的不僅僅是一種“導航系統”,而是“復合導航系統”。如海龜除了利用地磁場外,還會利用太陽和味覺;蜜蜂除了勘測地面參照物,還會像鴿那樣運用太陽作為羅盤來辨別方位等。與人類的導航行為相比,動物的“導航系統”真是奇妙無