發(fā)生在東非草原上的動物大遷徙周而復始又經久不息。然而,在這漫長的旅程中,動物們是如何找到前行路線的呢?它們又是依靠什么力量的指引,才能每年沿著同樣的路線行進而幾乎不會偏航的呢?
地文導航 在廣袤大地上標記坐標
在探索動物的識途能力之前,不妨讓我們回憶一下自己在日常生活中是怎么記憶路線的吧!比如,我要從家里步行到附近的電影院,大腦就會記憶起前往電影院路途上的一些重要標志物:從家里出門直走,經過一座銀行大樓后右轉,再路過一座商場旁的路口左拐就是電影院了。許多動物記憶路線的方式其實也是如此。一頭生活在山谷里的小野豬可能會記得,從它喜歡的覓食點沿著小河前進,經過一片樺樹林后向旁邊的山上攀爬,就能回到自己的家。在這些尋路過程中,銀行大樓、商場和小河、樺樹林都起到地標的作用,這種導航方式被統(tǒng)稱為“地文導航”。
候鳥 尋找路途標志
在東非草原上的動物遷徙故事中,“地文導航”發(fā)揮了主要作用。雖然這趟旅程的長度遠超我家到電影院的距離,但路途中需要經過的草原、河流也在充當路標的指示作用。對于一些遷徙路程更長的候鳥,它們也在使用類似的方法導航。每年全球數(shù)以億計的候鳥遷徙,大多按照固定的遷徙路線進行,其中途徑我國的“東亞-澳大利西亞遷徙路線”最能體現(xiàn)出地文導航的重要性。以沿著這條線路遷徙的黑尾塍鷸為例,當它們從西伯利亞飛入我國境內后,總是會途徑吉林省向黃海、渤海飛行,而后飛向天津北大港濕地、山東黃河三角洲濕地、江蘇鹽城濕地,然后沿著東南沿海一路飛向臺灣澎湖,最后跨越菲律賓和印度尼西亞直抵澳大利亞。
這些重要濕地和海岸線不僅給黑尾塍標定了路線,也往往成為它們歇腳補給的驛站。它們長達一萬公里的遷徙之旅,實際上是由無數(shù)個驛站間的短途旅行串聯(lián)而成。
小林姬鼠 擺放獨特路標
這就是動物們用來導航的全部秘訣了嗎?當然不是。哪怕是那些只使用“地文導航”的動物,也經常表現(xiàn)出超乎人們預料的舉動。
試想一下,如果我們要前往一個完全陌生的城市,那么就需要依靠公路旁不斷出現(xiàn)的指示牌來不斷修正方向。在近些年的研究中,人們發(fā)現(xiàn)一種小型的嚙齒類動物小林姬鼠(Apodemussylvaticus)居然也掌握了這門訣竅。研究者發(fā)現(xiàn),當小林姬鼠前往完全陌生的環(huán)境中覓食的時候,它們總是會在途中擺放上一些顏色鮮亮的樹葉或造型獨特的木條。由這些標志物串聯(lián)起的“高速公路”,就是它們歸家的保障。
星光偏振 為昆蟲剪裁出夜空的羅盤
還有一些動物,則是把天空中的星辰日月當成了指引前路的信標。對蜜蜂、飛蛾等昆蟲來說,光都是用來指引方向的重要參數(shù)。太陽光被空氣中的大氣粒子和塵埃散射后,會形成一定的偏振特性,而昆蟲的復眼能敏銳地察覺到這些偏振光,借以判斷自己距離巢穴的方位和距離。
我們常說的飛蛾撲火,其實也是對于這種現(xiàn)象的一種錯誤解讀。夜間飛行的昆蟲會時刻觀察自己的飛行路線與星光的角度,如果一直按照這個角度飛行,就可以飛出一條最省力的直線。而人類的火光和燈光距離昆蟲很近,其光線是以燈泡為中心向四周發(fā)散,并不像遙遠的月光那樣是近乎平行的光源,如果昆蟲還是按照固定的夾角朝著燈光飛行,就很容易飛出一條等夾角的螺旋線,最終越來越靠近燈光(如下圖)。也就是說,絕大多數(shù)昆蟲并不是因為喜歡光亮而飛向燈泡,如果是這樣的話,那它們早就直勾勾地朝著月亮越飛越高了,它們只是利用光亮導航而已。
嗅覺印記 為魚類譜寫跨越山海的歸鄉(xiāng)詩篇
不管是通過觀察標志性的地貌,還是觀察光線的角度,我們之前提到的這些動物導航能力,依靠的都是視覺,然而還有一類生物,則是靠著“鼻子”聞到了“家鄉(xiāng)的味道”。大家應當都聽說過大馬哈魚逆流而上回到故鄉(xiāng)河流產卵的故事,而以大馬哈魚為代表的許多洄游魚類,憑借的就是這套靈敏的“鼻子”來導航。
是的,魚類也有嗅覺,水中也有特殊的味道,但它們“聞到”味道的方式和我們人類還不太一樣。它們不僅能聞到氣味,還能聞到包括氨基酸、礦物質在內的特殊信息素。這些特殊信息素并不容易被流動的水吹散,這就讓許多魚類可以“聞到”遠方的味道。大馬哈魚幼魚在河流中孵化后會隨著河水來到大海,在這個過程中,它們就能記住自己出生的那條河流中特有的氨基酸味,在它們成年準備繁殖時,就是順著這種味道返回故鄉(xiāng)的。反過來,在海洋里出生,又在淡水河流里生長的魚類也是如此。比如生長在北美洲和歐洲河流里的美洲鰻,它們總是要返回到大西洋腹地的百慕大海域繁殖,其洄游距離常常達到5000公里,而指引它們回到繁殖地的,正是“家鄉(xiāng)的味道”。現(xiàn)有的研究表明,美洲鰻在進入海洋后,就可以嗅到百慕大地區(qū)特有的味覺信息,沿著這股特殊的味道,它們逆著洋流南下,最終來到百慕大。
從東非草原上循著地貌遷徙的角馬群,到憑借偏振光導航的昆蟲,再到依靠“家鄉(xiāng)味道”洄游的魚類,這些循環(huán)往復的生命壯歌從未停歇。人類對動物導航行為的探索,不僅是破解自然謎題的科學之旅,更是對生命智慧的躬身禮贊。