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托福百科大讲堂(7):鸟类如何导航

2012-08-18 23:53 作者: 来源: 本站 浏览: 1,564 views Make a Comment 字号:

摘要: 我们知道,罗盘(compass)是在12世纪发明的,300年后哥伦布才应用它横渡大西洋。但是早在几百万年以前,鸟就已经若无其事地在环球飞行了,而且在夜间也依旧能赶路。它们是靠什么来决定航向的?北极星(northern star)?太阳?风?气候?地磁(geom...

我们知道,罗盘(compass)是在12世纪发明的,300年后哥伦布才应用它横渡大西洋。但是早在几百万年以前,鸟就已经若无其事地在环球飞行了,而且在夜间也依旧能赶路。它们是靠什么来决定航向的?北极星(northern star)?太阳?风?气候?地磁(geomagnetic)?它们的方向意识又是从何而来?科学家们对鸟类航行定向(navigation)的现象进行了很多方面的探索,做了各种样的观察和研究。

利用地球磁场(geomagnetic field)定向

不少科学家认为,一部分飞禽是靠地球磁场来定向导航的,信鸽导航就是典型的例子。我们知道,地球上的每一个点都有它自己的地磁场强度和地球因自转而产生的科里奥利力(Coriolis Effect)(转动中出现的一种惯性力)。磁场对于生命,就像空气、水对于生命一样,是不能缺少的。空气和水,谁都能感觉到,可是谁也没有感觉到身边存在着磁场。这是因为生物在长期的演化过程中,已经适应了这一物理环境因素。可是信鸽不但能清楚地知道自己居住地的磁场强度和科氏力的大小,并且能随时识别地磁场强度和科氏力的细微差异,它们就是凭借着这种特殊本领准确无误地飞回家的。

根据太阳和星辰导航(Navigation by Sun and Stars)
20世纪初,有人提出了一个假说,认为鸟类是依靠太阳来指引方向的。德国鸟类学家(ornithologist)克莱默博士设计了一套实验方案,用以测验这一假说。克莱默注意到,当迁徙季节来临时,笼中的鸟会惶惶不可终日地乱跳。此时,他把几只关在笼子里的欧木鸟放进一个圆形的亭子里,亭子里开个只能看见天空的窗,然后,记录下亭中每只鸟栖息的位置。他发现,它们经常头朝着本应迁徙的方向。当窗户关上后,它们就会失去方向,四处乱飞乱跳。后来,他装了一盏“灯光假太阳”,让人工太阳在错误的时间和方向升落。结果亭中的鸟又朝向人工太阳的错误方向飞去。另一个相关的实验又证明了飞鸟也能根据星辰进行定位。那么,飞禽为什么能根据太阳和星辰来导航呢?有些科学家提出,光照周期(photo period)可能是其中的关键因素。他们认为,飞禽的体内都有生物钟(biological clock),这些生物钟始终保持着与它们出生地或摄食地相同的太阳节律。

遗传密码所决定的本能
现在一种比较流行的理论认为,鸟类的迁徙习性和辨识旅途的能力是与生俱来的,这只能用遗传来解释。鸟类的迁徙习性是由史前时期觅食的困难所造成的。那时,为了寻找食物,鸟儿不得不进行周期性的长途旅行。这样年复一年,世世代代,经过漫长的演化过程,各种迁徙习性就被记录在它们的遗传密码上,然后经过核糖核酸(RNA)分子一代一代传下来。因此,那些很早就被它们父母遗弃的幼鸟,在没有成鸟带领、也没有任何迁徙经验的情况下,仍然能成功地飞行千里,抵达它们从未到过的冬季摄食地。
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