許多動(dòng)物都具有辨認(rèn)方向的能力，這叫做定向力。定向力是動(dòng)物的一種特殊本領(lǐng)，依賴于感覺器官才能實(shí)現(xiàn)。但是，靠哪種感官來定向，卻因動(dòng)物種類而不同。例如，人類主要靠視覺定向，所謂“瞎子摸象”，是對(duì)視覺定向力的喪失而言；大多數(shù)蝙蝠靠聽覺定向；原蟲能根據(jù)環(huán)境中的化學(xué)成分和接觸特性(觸覺)辨別方向?？傊?，已知的各種感覺器官，都可能與某種動(dòng)物的定向力有關(guān)。

趨向性和定向運(yùn)動(dòng)

狹義的趨向性，指的是動(dòng)物朝向刺激物運(yùn)動(dòng)的特性，但一般所說的趨向性，還包括相反方向，即離開刺激物的運(yùn)動(dòng)。故廣義的趨向性是指動(dòng)物朝向或離開刺激物運(yùn)動(dòng)的特性。我們把前一種趨向性叫做正趨向。l生，把后一種趨向性叫做負(fù)趨向性。因?yàn)榇碳の锏男再|(zhì)有許多種：光的、化學(xué)的、地磁的，故趨向性也隨之分成趨光性和向地性等種類。

讓我們來看一個(gè)負(fù)趨光性的例子。某些蠅類的幼蟲(蛆)發(fā)育至一定階段，就會(huì)停止進(jìn)食爬向暗處，最后化成蛹。若把這些幼蟲放到有光的地方，它們會(huì)立即別轉(zhuǎn)身子，朝著與光源相反的方向爬行。如把光源的位置改變，它們爬行方向也會(huì)隨之改變，但總是背著光源的。這就是負(fù)趨光性。

然而，定向運(yùn)動(dòng)的方向，未必總是直接朝向或離開刺激源，也可以成一定的角度。讓我們?cè)賮砜纯次浵伔蹈C的例子。螞蟻離窩后，能沿著原路線返窩，若把返窩途中的螞蟻?zhàn)狡饋?，在另一個(gè)地方放下，它們又會(huì)沿著與原來路線平行的方向，重新爬行起來。螞蟻的這種本領(lǐng)，可能與它們感受太陽光的能力有關(guān)。因?yàn)閷㈥柟鈸踝?，或者用反射鏡改變陽光的方向，都能使螞蟻爬行的方向隨著改變。

有這樣一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：把返巢途中的螞蟻引入一個(gè)暗盒子里，關(guān)一段時(shí)間。在暗無天日的小盒內(nèi)里，它們當(dāng)然見不到陽光。待到獲釋，小螞蟻又想回家了。它們爬行的方向與太陽光線間的夾角，依舊與它們被禁閉以前一樣。但因在它們被幽禁期間太陽的位置已經(jīng)改變，刻板的小螞蟻卻仍根據(jù)原來的角度爬行，因此就回不到家了。在這個(gè)例子中，螞蟻既不是朝向，也不是離開刺激源(太陽)，而是根據(jù)一定角度行動(dòng)的。

化學(xué)定向

水中生物對(duì)化學(xué)性刺激特別敏感。許多帶雙殼的軟體動(dòng)物，例如扇貝之類，之所以能夠逃避海星的捕捉，是因?yàn)樗鼈兡芨杏X出海星產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)。

生活在北美洲東西兩海岸的鮭魚，是在淡水河中孵化誕生的。它們生下不久，就會(huì)游向海洋，發(fā)育成熟。數(shù)年后，又游回淡水河去產(chǎn)卵。它們的卵都要產(chǎn)在自己誕生的那條淡水河里。在千河百川之中，它們是怎么識(shí)別出其中一條的呢?靠的就是化學(xué)定向。每條河都有自己特殊的化學(xué)成分，這是由藻類、動(dòng)植物生命活動(dòng)的產(chǎn)物構(gòu)成的。魚類似乎對(duì)這種化學(xué)成分具有良好的記憶。鮭魚產(chǎn)卵時(shí)，就是依據(jù)河流化學(xué)成分提供的線索，而找到了自己的故鄉(xiāng)。

在同種動(dòng)物中，一只動(dòng)物產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)還能影響到另一只動(dòng)物。這在動(dòng)物間交往和定向方面，都很重要。螞蟻爬行時(shí)，能分泌一種“痕跡物質(zhì)”到地上，其他螞蟻可以根據(jù)這種物質(zhì)的氣味，爬向食物所在地，或別的什么地方。

許多昆蟲都能產(chǎn)生具有性吸引力的化學(xué)物質(zhì)，例如蠶蛾和舞毒蛾就是這樣。雌蛾可以分泌一種物質(zhì)吸引雄蛾，雄蛾則能用自己頭上巨大的觸角來感覺。在有風(fēng)的日子，雄蛾能感知數(shù)千米外的雌蛾，然后逆風(fēng)飛去把雌蛾找到。而在無風(fēng)時(shí)，這種感知的范圍不到1 m。

聽覺定向

對(duì)于某些蝙蝠和鯨類，聲音在空間定向上有極重要的意義。這兩類動(dòng)物都能發(fā)出聲音，再感受由周圍物體反射的回聲。這種“回聲系統(tǒng)”或“聲吶系統(tǒng)”，能察知外界物體的距離及形狀。距離越遠(yuǎn)，回聲來得越遲，也越弱。至于物體的形狀，則是根據(jù)回聲的特殊波長(zhǎng)分析確定的。

一位叫格里芬的科學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在房間里布起一張柵網(wǎng)，由1.2 mm粗、相隔31 cm的細(xì)銅絲組成，然后把一種蝙蝠放進(jìn)去。它們能順利地從房間一頭飛向另一頭，即使蒙上它們的眼睛，也仍然通行無阻。但若把它們的耳朵堵住，那么，即使不蒙眼睛，它們也難以通過這張柵網(wǎng)。說明這種蝙蝠是靠聽覺定向的。原來，蝙蝠能發(fā)出并感知遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類聽覺范圍的超聲波。人耳所能感知的最高聲波頻率為20 kHz，而某種蝙蝠發(fā)出并能感知的超聲波，則高達(dá)100 kHz，別的蝙蝠也許比這個(gè)數(shù)據(jù)還要高。

在以回聲定向的蝙蝠中，發(fā)聲部位也不盡相同：有的發(fā)自口，有的發(fā)自鼻。而蝙蝠的聽覺器官——耳朵，又是前后震動(dòng)著的，這是為了判別回聲的方向。如把支配蝙蝠耳肌的神經(jīng)切斷，使其耳朵不能活動(dòng)，那么它的定向力也就喪失了。

聲音在水中傳導(dǎo)很遠(yuǎn)，衰減甚微。鯨魚可以相隔數(shù)千米之遙，以聲音為媒介，互通消息。鯨魚沒有聲帶，它的聲音是在空氣從一個(gè)鼻囊通過特殊瓣膜迅速流進(jìn)另一鼻囊時(shí)發(fā)出來的。就是靠著高達(dá)20 kHz～100 kHz的聲波之助，鯨魚才能發(fā)現(xiàn)外界客體，并在渾沌一片的海洋中四處游動(dòng)。

視覺定向

靠視覺定向的動(dòng)物很多，被研究得最多的是鳥類和蜜蜂。

許多飛鳥每年要飛成千上萬千米，從氣候溫暖的棲息地，又返回繁殖地，如此往返飛行。為了弄清鳥類遷徙時(shí)是用什么來導(dǎo)航的，科學(xué)家們辛勤地研究了數(shù)十個(gè)年頭。他們仔細(xì)觀察鳥類的飛行方式，或者先給它們帶上各種標(biāo)志，然后將其運(yùn)送很遠(yuǎn)距離，再予釋放，并觀察其返巢的行蹤。

原來，鳥類的定向，至少有一部分是依靠直接觀察地面標(biāo)志來實(shí)現(xiàn)的。把一種海鳥從巢中捉走，放到陸地上，然后用飛機(jī)追蹤它們的行蹤。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，開始時(shí)，它們朝各個(gè)方向飛行，那些碰巧飛對(duì)了方向的，則采取曲曲折折的飛行路線，這是它們?cè)趯ふ腋鞣N地面和海面的標(biāo)志。待到接近鳥巢時(shí)，它們就徑直飛回家了。

有些鳥類根據(jù)太陽的位置來定向。那些經(jīng)常遷徙的飛鳥，到了遷徙季節(jié)，即使是被關(guān)在籠中，也會(huì)表現(xiàn)出某些特殊的活動(dòng)方式。例如椋鳥會(huì)在籠中拍打翅膀，而且其大部分時(shí)間都守候在籠中朝著遷徙方向的一側(cè)。而這類定向行為，只有在能看到太陽時(shí)才有表現(xiàn)，若是天空陰云密布，或者把籠子放在室內(nèi)，它們就不再表現(xiàn)這類定向行為。用反射鏡將太陽的視位置從籠子的一側(cè)轉(zhuǎn)向另一側(cè)，這時(shí)，鳥的定向運(yùn)動(dòng)也就隨之改變了方向。

在北半球，太陽在一天內(nèi)會(huì)從東方移向西方。若鳥是朝南飛的，則它應(yīng)使太陽上午在自己左側(cè)，下午在自己右側(cè)。就是說，遷徙的烏必須懂得此刻是一天中的什么時(shí)辰，以便把太陽作為羅盤來使用。這些飛鳥體內(nèi)，一定有一架“生物鐘”。

但是，大多數(shù)鳥類遷徙的時(shí)間不在白天，而在夜晚。這些鳥也許是以星星導(dǎo)航的。利用天象儀對(duì)某些鳴禽做過一些巧妙的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然，天象儀內(nèi)星星的位置可以人為地加以改變。在這種條件下，當(dāng)天象儀內(nèi)星星位置改變時(shí)，籠內(nèi)鳥的位置也會(huì)隨之改變。若用人工養(yǎng)育、從未見過夜空的鳴禽實(shí)驗(yàn)，結(jié)果也與上述結(jié)果相同。這說明，至少在某些鳥類中，這類靠星星導(dǎo)航的能力，可能是遺傳得來的。

近來在紐約對(duì)藍(lán)鴉做的一項(xiàng)研究又提示，可能星座對(duì)鳥類的定向也起一定作用?？茖W(xué)家們用封閉天象儀中一部分星空的方法，證明北部天極區(qū)域在鳥類遷徙定向中具有特別重要的作用。不論在春天或秋季情況都是如此，雖然鳥類的遷徙方向春秋季是相反的。