動物導航能力堪比GPS

張景陽

內蒙古巴彥淖爾市烏拉特草原上的一只駱駝去年被賣到了100公里之外的一戶牧民家。時隔近一年，這只駱駝獨自穿越圍欄、公路，走了100公里路程，又回到了原主人的家中。俗話說“老馬識途”，駱駝也是如此嗎·

本領卓越源于能力特殊

內蒙古生物技術研究院特聘高級工程師張志剛說：“馬和駱駝等動物能夠找到回家的路，很大程度上是靠嗅覺、視覺和記憶力。”

據專家介紹，長期生活的環境中所包含的氣味、聲音和畫面等，都會在動物的腦海中留下印象，動物會將從外界獲取的信息與腦海中保存的信息進行對比，并在兩種信息不斷接近的過程中尋找歸途。不過，這種導航能力在動物界只能算是“初級水平”，一些動物導航的精準度和效率，完全不亞于現代先進的導航技術。這是因為，這些導航能力卓越的動物都具有某些特殊的能力。

早在1949年，奧地利動物學家卡爾·馮·弗里士發現，蜻蜓、蜣螂等許多復眼昆蟲就具備超越人類的偏振光識別能力，進而幫助它們進行導航。來自希伯來大學和特拉維夫大學的科學家發現，蝙蝠在大尺度的地理位置上進行導航時，能夠表現出非凡的空間記憶力，這種能力在一定程度上已經接近人類。此外，科學家目前還發現約50種動物（包括哺乳動物、鳥類、兩棲動物、爬行動物、魚類、昆蟲）具備利用地球磁場為自己的活動進行導航的物理感知能力。

事實上，動物感知地磁場的方式復雜多樣，比如來自瑞典隆德大學的科學家測試了斑胸草雀體內的蛋白質后發現，這種鳥類的眼睛里含有一種特殊的蛋白質，能夠起到磁感受器的作用，讓斑胸草雀能夠“看到”地磁場。

不僅認路還會計算路程

張志剛介紹：“生理結構的獨特性，是動物具備卓越導航能力的基礎條件。更神奇的是，一些動物甚至掌握了特殊的路線計算方法。”

據了解，螞蟻的眼睛里也有對偏振光敏感的光感受器。法國生物機器人專家斯特凡·維奧萊表示，在利用偏振光進行導航的過程中，螞蟻首先會利用這些光線確定方向，然后計算出返回起點的最直接路徑。例如，螞蟻向北移動一段距離，然后又向東移動兩倍距離，如果它想回到起始位置，那么它就會向西南方向行進。無論螞蟻尋找覓食地點的路徑多么曲折，當它返回巢穴的時候，幾乎都是沿直線返回。

昆蟲可以通過估算自己飛過路線的方向和距離，判斷自己與起始位置的相對位移，這種方法也叫路徑積累。動物學家發現，蜜蜂不僅掌握了路徑積累的方法，還能將路徑信息準確地傳達給同伴。比如，當一只工蜂滿載花蜜返回蜂箱時，它會來回搖晃地舞蹈，如果花蜜的位置與蜂巢的距離在50米之內，工蜂就會跳圓舞；一旦花蜜位置距離蜂巢超過50米，它就會跳“8”字舞；在跳到“8”字交界處時，它會以每秒13次的頻率快速抖動身體，發出嗡嗡聲，同時左右擺動，每擺動一次表示大約50米的距離。而且，工蜂搖擺的方向還能表示花蜜的方位，搖擺的平均角度則表示采集地點與太陽位置的角度。

動物導航也會看“路標”

就像人類導航會看路標一樣，自然界中，很多動物導航也需要借助一些參照物。

例如，剛孵化出來的小海龜需要立即游進大海來躲避天敵的侵害，它們能夠以光線來辨別海面和海岸，只要海岸上沒有燈光，光線明亮處一定是大海。一旦進入海中，海龜又會切換到以海浪的方向為參照物，海浪撲來的方向才是大海深處。

鳥類則是偏向以天體作為參照物的典型代表，這是因為鳥類的眼睛長在頭部的兩側，這使它們能夠同時看到頭部兩側的區域，有利于實時觀察太陽、月亮、星辰等天體的運動。此前的一些研究顯示，盡管夜間遷飛的鳥類并不見得能認出北極星，但它們能夠看到一定距離范圍內的星座圍繞北極星轉動的過程，從而準確判斷出南北方位。

（摘自《科技日報》2020年9月10日，有刪節）