鴿子為什麼有找到回家路線的特殊本領 。

何宗陽編作

        

人類早在巴比倫時期就開始利用信鴿遠距離傳送信件。鴿子的馴化起始於歐洲,早在希臘時代和古羅馬時代,就已經有關於馴化飼養鴿子的記載了。經過很多年的馴化,分化出了各種形態各異的鴿子,如球胸鴿、翻頭鴿等特色品種。而正是這種由於人工選擇而導致的性狀分化,提示達爾文提出了基於自然選擇機理的生物進化論。

鴿子可以從數千英里的地方找到回家的路,這是一種離奇的能力,許多世紀以來,鴿子的這種本能一直引發人類研究這種能力的興趣,但是這種鳥類是如何找到回家的路線,一直以來都是個未解的謎題。

鴿子是靠地磁導航的 

較為權威的解釋包括敏銳嗅覺說和探測磁場說。如今在經過數十年的調查研究後,科學家證實了鴿子的上喙確實具有一種能夠感應磁場的晶胞,正是這種器官為鴿子的飛行導航。有關這一研究的報告發表在11月25日的《自然》雜誌上。

秘密藏在嘴上

  最近,科學家在實驗室裏進行了一系列細緻的行為試驗後宣佈,他們首次明確證明鴿子具有磁性感知能力,就像簡易的磁性羅盤,這讓鴿子也許還有其他鳥類和海龜一樣,是利用地球磁場進行導航的。美國北卡羅萊納大學的生物學專家卡杜拉.諾拉博士在教堂山藝術科學院說:“關於鴿子能夠識途的能力有兩種主要的理論:一種是鴿子靠嗅覺找到回家的路;另一種是在它們的腦中有一個磁力圖。我們的工作有力地支援了後一種理論。當然,這一理論還需進一步的證明。”

  對鴿子的這種研究是諾拉在紐西蘭的一項博士研究課題,有關這一研究的報告發表在11月25日的《自然》雜誌上,研究報告的另幾位作者是紐西蘭奧克蘭大學的邁克爾·沃克博士、邁克爾.達維森博士和馬丁·韋爾德博士。

  美國北卡羅萊納大學著名的生物學教授肯尼思·羅曼博士說:“這是一項迷人的研究,在這項研究中,諾拉訓練了一些能夠對磁場作出反應的信鴿。這是一項生物學上的重要新聞,因為,一些人在以前多年的時間裏曾做過10多次試驗,但均告失敗,諾拉是第一個找到一種行之有效的方法的人。”

試驗是這樣進行的

  諾拉說,在實驗中,如果鴿子準確地找到設在隧道一樣的房間裏的兩個平臺,它們就會受到食物獎勵。在正常的條件下,它們會隨便爬到兩個平台中的任何一個尋找吃的。但當在放有食物的平臺上面和下面都放上馬蹄磁鐵對它們進行誘導時,這些鴿子就會準確地找到食物。準確率達到75%。這比它們隨意尋找食物的準確率要高得多。

  在知道了鴿子能夠對磁場刺激作出反應後,諾拉下一步要做的是找出鴿子身上像磁場感受器一樣的東西究竟在什麼部位。

  他們先將一小塊強磁鐵綁在鴿子上喙上,結果這些鴿子找錯平臺的次數超過了一半。他們再將一塊重量相同但沒有磁力的黃銅綁在鴿子的喙上時,結果沒有什麼影響。接著,他們在鴿子的上喙進行局部麻醉以及切斷眼三叉神經,發現這些都會削弱鴿子探測磁場的能力。但當切斷傳遞嗅覺資訊的嗅覺神經時,卻並不會削弱鴿子感知磁場的能力。通過這些實驗,諾拉相信鴿子的磁場感知能力在鼻子那一帶。諾拉說:“在試驗中我們知道鴿子具有磁場識別能力。不過,通過各種方法也可以削弱這種能力,現在我們可以說鴿子的磁場感知能力在鼻子那一帶。”

諾拉的研究結果是令人信服的,也就是鴿子是靠地球磁場來識途的。

鴿子頭頂和脖子上繞幾匝線圈,以小電池供電,鴿子頭部就會產生一個均勻的附加磁場.當電流順時針方向流動時,在陰天放飛的鴿就會向四面八方亂飛.這表明:鴿子是靠地磁導航的.那麼鴿子又是如何靠地磁導航呢

有人把鴿子看作是電阻1000歐的半導體,它在地球磁場中振翅飛行時,翅膀切割磁力線,因而在兩翅之間產生感生電動勢(即感應電壓).鴿子按不同方向飛行,因為切割磁力線方向不同,所以產生電動勢的大小就可以辨別方向.但是試驗表明晴天放飛時,附加磁場並不影響它的飛行,這說明地磁並不是它的唯一的羅盤.原來,鴿子能栓測偏振光,在晴天它能根據太陽的位置選擇飛行方向,並由體內生物鐘對太陽的移動進行相應的校正.必須說明一點的是,當電流逆時針流動時,不管是晴天還是陰天,它都能飛回家.

據說,台灣有位先生四年前送給泰國朋友的信鴿,居然在四年後在失踪3個月後飛回舊巢。信鴿為什麼能長途歸巢,

晴天時是靠太陽辨識方位

 

德國科學家曾做過研究,發現信鴿辨識路途,會利用太陽方位來辨識方向,在夜間,則以星星辨識方位,在晴天時是靠太陽辨識方位,如果遇上沒有太陽的陰天,鴿子則利用磁場,掌握飛行方向。信鴿利用太陽辨識方位的能力極強,甚至每一小時太陽方位,鴿子都能精巧抓住,並適度調整飛行方向。

以地面标志为依据的惯用路线
其他研究結果也顯示,鴿子識途的方法可能有多種,因為其他科學家也有另外的發現。比如,英國研究人員於今年2月發表了一份研究報告,也聲稱解開了鴿子辨別歸途之謎。他們認為,鴿子認路回家的秘密其實非常簡單和直接,像其他鳥類一樣,它們經常沿公路、鐵路、運河和其他人造航運、航空標誌等飛行,最終到達目的地。

  這項研究是牛津大學動物學家進行的,他們對歸家的鴿子進行了10年之久的研究,在最後的一年半裏,他們採用了最先進的全球定位技術,得以跟蹤這種飛禽所飛過的路徑,誤差在1~4米之內。牛津大學動物學系的研究人員說,經過10年多的國際研究,結果發現鴿子似乎並不依賴其與生俱來的辨別方向的本能,而是按照道路系統飛行,這確實使研究人員感到意外。如果作遠程飛行或首次飛行,鴿子會利用它們識別方向的天性,根據太陽和星辰辨別方位。但只要飛過一次,鴿子就會按熟悉的路線往回飛,很像人們下班後驅車或步行回家。研究人員說:“有些人可能認為此事微不足道,但對我們來說非常重要,因為這將涉及鳥的記憶結構,以及在鳥的眼裏地圖是什麼樣子。”

  可是,這一研究結果引起了一些鳥類研究專家的爭議,他們堅持認為,鴿子是借助太陽或地磁感應來確定方向飛到目的地的。法蘭克福大學飛鴿研究專家威爾玆柯即對牛津大學的研究表示了懷疑。他的研究表明,鴿子利用太陽、地磁場,甚至是嗅覺等各種能力來認路。威爾茲柯說,鴿子喙部帶有微小的磁鐵粒子,通過它們可以和地磁場產生感應。很顯然,威爾茲柯的看法與諾拉等科學家的最新研究結果是一致的。

信鸽在长距离飞行以及首次飞行时,都会利用其识别南北方向的本能,并以太阳和星星判断方向。但是当多次飞过同样路线后,它们就会采用一个以地面标志为依据的惯用路线,就像人类开车回家一样。 
  原来信鸽在熟悉环境后,会沿着街道等地面标志飞回家,而非过去以为的采用最短直线飞行。部分“遵守交通规则”的信鸽更会在公路回旋处像汽车一样转个圈找出口。 

  
   
識途是綜合因素的結果

  現在科學家比較一致的看法是,包括鴿子等鳥類可以通過本地的地球磁場,來確定自己的絕對位置和相對位置。從地球的兩個磁極發出的磁力線,在兩極地區是垂直的,到了南北回歸線以內的地區,轉為平行。在高緯度地區,地球磁力非常強;而在赤道地區,就會弱一些。由於磁力大小和方向的不同,形成了一個個地磁路標。

  有大量的證據表明,鳥類可以依據這種地磁路標作為自己的導航系統。鳥類可能是通過眼部視網膜內的色素感知地球磁場的強度和方向的。此外,在上喙處,結晶狀的類似磁鐵礦的組織,也可以感應到地球磁場。但科學家們表示,這還不是鳥類的全部本領。從上世紀50年代開始,鳥類學家就已經認識到,鳥類將太陽作為羅盤確定方向。太陽每天從東方升起,一般來說大約每小時運行15度,最後在西方落下。對於這個問題,鳥類絕對是專家。

  進一步的研究發現,鳥類確定方向是綜合多種線索和感覺的。更為有趣的是,隨著環境的變化,鳥類可以非常適宜地調整自己的方向決策系統。例如,鴿子在晴天會用太陽作為羅盤,但是當太陽不可見時,它們就主要參考感應到的地磁信號了。那些在黎明和黃昏時分行動的候鳥,例如知更鳥,很有可能是通過日出和日落時的偏振光來確定方向的。

以上是科學家的研究觀點,是地球宏觀的結論,那麼具體到現今300~1000公裡的山區信鴿比賽,山巒疊嶂、路途不平,地球磁場不可能直來直去,就會對磁場產生折射、衍射、疊加、消減現象。例如:我們在音樂堂聽音樂,如果音樂堂內壁是粗糙柔軟的吸聲材質,那麼混響時間會短些,如果內壁是堅硬光滑的反射材質,那麼混響時間會長些,聲音的頻率:由於高頻聲音的反射和衍射能力比低頻聲音差,所以高頻聲音的混響時間比低頻聲音短。混響時間太短會使聲音變得乾澀,太長則會使音樂失去清晰的線條,兩者都不利於音樂的欣賞。實踐表明,適合樂隊演奏的音樂廳,混響時間應在1.5到2秒之間,和混響類似的一種現象稱為回聲,語言和音樂都會在回聲的作用下變得模糊不清,因此回聲是音樂廳中必須避免的。產生回聲的主要原因在於聲音的反射體,如果很平滑,那麼聲音會作鏡面反射,同一束聲線(幾何光學中"光線"的概念沿用在聲學中)很有可能同時到達某個地方,由此產生回聲,如果凹凸不平,那麼聲音會作漫反射,同一束聲線被反射到不同的方向,然後以不同的時間到達某個地方,形成混響。音樂廳的天花板通常有避免回聲的裝飾,例如很多形狀不規則的吊頂。
而我們研究的賽鴿在山區飛行路線的情況就非常復雜,為什麼濟南訓練賽鴿放飛泰安(70公裡)山南邊,山在兩城市之間,歸巢率與500公裡相比歸巢非常少為什麼?就是磁場產生折射、衍射、疊加、消減現象的影響。進入此區域磁場變化起伏之大,多數信鴿無法適應,造成迷途不歸和晚歸,這就是為什麼山區賽鴿的速度和歸巢率普遍趕不上平原的主要原因。另外,礦藏的影響也是造成磁場某些區域的紊亂,給賽鴿的歸巢生產障礙。當然,天敵也是影響歸巢的因素之一。

假設平原地帶的沿途沒有礦藏的影響,磁場會有序地遞減或有序地增加,有規律性,因此磁場對賽鴿的影響相對較弱,天氣是主要的原因,頂風、側風影響速度,霧天影響磁場的順利傳輸,就像現在手機用戶遇到天氣惡劣時信號不暢一樣的道理。磁場因為是靠離子傳輸的,霧天、雨天是分子泛濫的時段,磁場傳輸的不暢是常理,因此影響信鴿歸巢。另外,對賽鴿羽毛的影響也不能排除,假如再加上礦藏的影響。

參考文獻資  :

 

  1. 什麼是信鴿 鴿子為什麼懂得回家呢? http://wenwen.soso.com/z/q127565222.htm
  2. 北京科技報
    http://ctfriend.net/dv_rss.asp?s=xhtml&boardid=152&id=105449&page=223
  3.  北大附中附小網校 >> 答疑中心 > 初中 > 初三 > 生物

                  http://www.pkuschool.com/ask/q.asp?qid=250277

       4.   維基百科. 原鴿,10/May/2010

       5.    山區、平原競翔與磁鐵、鴿眼的差異

                    http://citimagnet.secwork.net/194

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