鸽子靠什么辨别方向?

较为权威的解释包括敏锐嗅觉说和探测磁场说.如今在经过数十年的调查研究后,科学家证实了鸽子的上喙确实具有一种能够感应磁场的晶胞,正是这种器官为鸽子的飞行导航.有关这一研究的报告发表在11月25日的《自然》杂志上.
秘密藏在嘴上
最近,科学家在实验室里进行了一系列细致的行为试验后宣布,他们首次明确证明鸽子具有磁性感知能力,就像简易的磁性罗盘,这让鸽子也许还有其他鸟类和海龟一样,是利用地球磁场进行导航的.美国北卡罗莱纳大学的生物学专家卡杜拉.诺拉博士在教堂山艺术科学院说：“关于鸽子能够识途的能力有两种主要的理论：一种是鸽子靠嗅觉找到回家的路；另一种是在它们的脑中有一个磁力图.我们的工作有力地支持了后一种理论.当然,这一理论还需进一步的证明.”
对鸽子的这种研究是诺拉在新西兰的一项博士研究课题,有关这一研究的报告发表在11月25日的《自然》杂志上,研究报告的另几位作者是新西兰奥克兰大学的迈克尔.沃克博士、迈克尔.达维森博士和马丁.韦尔德博士.
美国北卡罗莱纳大学著名的生物学教授肯尼思.罗曼博士说：“这是一项迷人的研究,在这项研究中,诺拉训练了一些能够对磁场作出反应的信鸽.这是一项生物学上的重要新闻,因为,一些人在以前多年的时间里曾做过10多次试验,但均告失败,诺拉是第一个找到一种行之有效的方法的人.”
试验是这样进行的
诺拉说,在实验中,如果鸽子准确地找到设在隧道一样的房间里的两个平台,它们就会受到食物奖励.在正常的条件下,它们会随便爬到两个平台中的任何一个寻找吃的.但当在放有食物的平台上面和下面都放上马蹄磁铁对它们进行诱导时,这些鸽子就会准确地找到食物.准确率达到75%.这比它们随意寻找食物的准确率要高得多.
在知道了鸽子能够对磁场刺激作出反应后,诺拉下一步要做的是找出鸽子身上像磁场感受器一样的东西究竟在什么部位.
他们先将一小块强磁铁绑在鸽子上喙上,结果这些鸽子找错平台的次数超过了一半.他们再将一块重量相同但没有磁力的黄铜绑在鸽子的喙上时,结果没有什么影响.接着,他们在鸽子的上喙进行局部麻醉以及切断眼三*神经,发现这些都会削弱鸽子探测磁场的能力.但当切断传递嗅觉信息的嗅觉神经时,却并不会削弱鸽子感知磁场的能力.通过这些实验,诺拉相信鸽子的磁场感知能力在鼻子那一带.诺拉说：“在试验中我们知道鸽子具有磁场识别能力.不过,通过各种方法也可以削弱这种能力,现在我们可以说鸽子的磁场感知能力在鼻子那一带.”
也许答案不止一个
诺拉的研究结果是令人信服的,也就是鸽子是靠地球磁场来识途的.其他研究结果也显示,鸽子识途的方法可能有多种,因为其他科学家也有另外的发现.比如,英国研究人员于今年2月发表了一份研究报告,也声称解开了鸽子辨别归途之谜.他们认为,鸽子认路回家的秘密其实非常简单和直接,像其他鸟类一样,它们经常沿公路、铁路、运河和其他人造航运、航空标志等飞行,最终到达目的地.
这项研究是牛津大学动物学家进行的,他们对归家的鸽子进行了10年之久的研究,在最后的一年半里,他们采用了最先进的全球定位技术,得以跟踪这种飞禽所飞过的路径,误差在1~4米之内.牛津大学动物学系的研究人员说,经过10年多的国际研究,结果发现鸽子似乎并不依赖其与生俱来的辨别方向的本能,而是按照道路系统飞行,这确实使研究人员感到意外.如果作远程飞行或首次飞行,鸽子会利用它们识别方向的天性,根据太阳和星辰辨别方位.但只要飞过一次,鸽子就会按熟悉的路线往回飞,很像人们下班后驱车或步行回家.研究人员说：“有些人可能认为此事微不足道,但对我们来说非常重要,因为这将涉及鸟的记忆结构,以及在鸟的眼里地图是什么样子.”
可是,这一研究结果引起了一些鸟类研究专家的争议,他们坚持认为,鸽子是借助太阳或地磁感应来确定方向飞到目的地的.法兰克福大学飞鸽研究专家威尔兹柯即对牛津大学的研究表示了怀疑.他的研究表明,鸽子利用太阳、地磁场,甚至是嗅觉等各种能力来认路.威尔兹柯说,鸽子喙部带有微小的磁铁粒子,通过它们可以和地磁场产生感应.很显然,威尔兹柯的看法与诺拉等科学家的最新研究结果是一致的.
识途是综合因素的结果
现在科学家比较一致的看法是,包括鸽子等鸟类可以通过本地的地球磁场,来确定自己的绝对位置和相对位置.从地球的两个磁极发出的磁力线,在两极地区是垂直的,到了南北回归线以内的地区,转为平行.在高纬度地区,地球磁力非常强；而在赤道地区,就会弱一些.由于磁力大小和方向的不同,形成了一个个地磁路标.
有大量的证据表明,鸟类可以依据这种地磁路标作为自己的导航系统.鸟类可能是通过眼部视网膜内的色素感知地球磁场的强度和方向的.此外,在上喙处,结晶状的类似磁铁矿的组织,也可以感应到地球磁场.但科学家们表示,这还不是鸟类的全部本领.从上世纪50年代开始,鸟类学家就已经认识到,鸟类将太阳作为罗盘确定方向.太阳每天从东方升起,一般来说大约每小时运行15度,最后在西方落下.对于这个问题,鸟类绝对是专家.
进一步的研究发现,鸟类确定方向是综合多种线索和感觉的.更为有趣的是,随着环境的变化,鸟类可以非常适宜地调整自己的方向决策系统.例如,鸽子在晴天会用太阳作为罗盘,但是当太阳不可见时,它们就主要参考感应到的地磁信号了.那些在黎明和黄昏时分行动的候鸟,例如知更鸟,很有可能是通过日出和日落时的偏振光来确定方向的.