[他山之石] 《鸟类的天赋》读书笔记之八——鸟类的定向与时空

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竹林贤人

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发表于 2019-9-16 17:22 |显示全部楼层

                               八、鸟类的定向与时空

   过去一直有一个问题始终搞不明白，信鸽是通过什么功能从几百里甚至几千公里外，返回出发地？候鸟，比如家燕，冬天飞到南方，春天又是怎么飞回北方找到旧巢的？又听说是通过地球的磁场找到回程之路。看完《鸟类的天赋》这本书，对以上的问题有了初步了解和答案。
   作者在书中问到，鸟类是如何找路回家的？目前我们在这方面的知识大多来自一种普通的鸟，它就是赛鸽。这种比赛有时被称为“穷人的赛马”。其办法是先把鸽子装在笼子里，带到一个陌生的地点，然后释放鸽子，并将释放地点与鸽舍之间的距离逐次拉长。经过这样的训练后，它们甚至可以从千里之外，以平均每小时80千米的速度飞越广阔的陌生地域返回家园。

   那么鸟类是如何办到的呢？
   首先，鸟类是根据地球磁场辨识方向。地球像一块巨大的磁铁，磁力线（或称磁场线）从南北两极放射出来，越靠近赤道越弱、越平。鸟类似乎能够侦测到磁场从垂直到逐渐倾斜的微小改变，并可能依此判定它们所在的纬度。那么鸟类是如何感知磁场呢？科学家研究发现，鸟类体内可能有一个磁感应器，这个感应器是由微小的氧化铁晶体组成，有点儿像罗盘里的指针，可以侦测磁场的变化，并将这些信号转化为神经冲动，以此辨识方向。
   第二，除了地球磁场之外，根据美国地质调查局的地球物理学家乔恩·哈格斯特鲁姆的说法，鸟类可能还依靠另外一种线索，他表示，鸟类或许能听见大自然中次声波信号（大气中人类听不见的低频噪声），这些信号可能是它们地图的一部分，能够帮助它们辨认方向。
   作者在书中举了一个很有意思的例子。2002年4月的一个早晨，在英国曼彻斯特附近的海德镇哈特斯利区，资深的爱鸽人士兼赛鸽选手汤姆·罗登看到一只有白色尾巴的鸽子飞到他的阁楼的一处平台上，他感觉有些眼熟，便查看它脚环上的牌子，这才惊讶的发现它是5年前横越英吉利海峡的一次比赛中丢失的赛鸽。白尾失踪的原因一直成谜，因为它并不是一只普通的鸽子，它是一只冠军赛鸽，曾经赢得13场比赛，并参加过15次横越英吉利海峡的比赛。那次比赛是为了庆祝皇家赛鸽协会成立100周年而举办的，当时有超过6万只信鸽从法国南部的一个场地出发，要各自飞回它们在英国南部的鸽舍。比赛从早晨6点30分开始，那些鸽子纷纷飞向空中，大约飞行600-800千米才能返回家。然而到当天下午两三点钟，参赛的英国鸽主都在鸽舍旁等待，看哪一只鸽子最先抵达。但几个小时过去，仍然渺无踪影，到了最后，6万只赛鸽才有零星的几只鸽子飞回来，汤姆·罗登的冠军赛鸽白尾也不见踪影，大家称那是一次“赛鸽大灾难”。但没想到五年后白尾却飞回来，简直是匪夷所思。那么究竟发生了什么事情出现了这种结果？多年以后，经乔恩·哈格斯特鲁姆搜寻资料发现，当天确实发生了一件大事。在赛鸽正要飞跃英吉利海峡时，它们的飞行路线正好和一架飞离巴黎的协和式客机交汇，哈格斯特鲁姆表示，当那架飞机开始以超音速飞行时，等于是在空中铺设了一层“轰隆隆的声波地毯”。由于那声音太大，鸽子听不见任何可以辨识方向的线索，便彻底迷失的方向，不知所踪。
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   第三，科学家们认为鸽子和其他一些鸟类在辨识方向时，可能采取一种“地图—罗盘”的导航策略。首先，它们会确定自己被放出来的地点在哪里，要往哪个方向飞才能回家。（这是地图阶段）其次，它们会利用一些地标或天空环境中的线索辨识方位。整个系统（包括地图和罗盘）似乎是由多种要素组成，其中包括各种不同信息，例如太阳、星星、磁场、地形景观的特色、风和天气。鸽子就像人类一样，多是视觉型生物，所以会根据一些熟悉的地标认路回家。此外，鸽子也仰赖太阳的指引，它们就像蜜蜂一样，会借助自己体内精确的生物钟（所有鸟类都有这种生物钟），靠太阳指引方向。这个生物钟让它们有时间观念，因此在一天当中的任何时候，它们都知道太阳应该在什么位置。
   第四，鸟类在心中有一幅导航地图。过去我们一直以为鸟类辨识方向的能力是鸟类与生俱来的，是它们的本能。它们之所以能够如此，也不光是因为像某些理论所说的，它们天生有此本能，视力很好，能感应地球的磁场，或对太阳的方位角很敏感等。但正如德国弗赖堡大学认知科学中心的茱莉亚·弗兰肯斯坦所言：“辨识方向，知道自己的位置，并根据自己的经验在心中绘制一幅地图，是一个非常具有挑战性的过程。”这需要用到一些认知能力、例如感知能力、注意力、计算距离能力，模拟空间关系的能力以及制定决策的能力。这幅地图之辽阔远超我们的想象，而且它绘图的方式很奇特，我们至今仍无法完全了解。
   第五，鸟类可以用嗅觉地图来认路。通过嗅觉方面的信息辨识方向，这又是一个令人很难想象且具有争议性的概念，不过目前已经有实质性的试验证据支持这样的理论。气味线索或许能够影响鸟类的导航能力。如果让鸽子住在围有玻璃挡风板的鸽舍里，它们闻不到鸽舍的味道，就无法认路回家。鸽子经过学习后，能把风中鸽舍的气味和方向联系在一起，鸽子便可以利用这些信息判定回家的路。
   总之，动物能够辨识方向是认知整合的成果。要做到这一点，它们的脑子里必须有某种模式的连接。有关地标、距离、空间的关系，记忆、景象、声音和气味的信息，必须全部进入某个核心，然后再传输到大脑的各个重要部位，全部进入它脑内的“连接核心”，经过整合再传送到能帮助它认路回家的大脑部位。
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   作者在这一章的最后说：如此说来，鸟脑内的一个小世界网络或许能够建构出一幅大世界的地图，让蜂鸟得以在每年春天来到怀特挂喂食器的庭院，让北极燕鸥得以像导弹一般精准无误的从一个极地飞到另外一个极地，也让赛鸽白尾在失踪5年之后，仍然能够在一个凉爽的4月早晨回到它的家园和主人的身边。
                                    2019年9月16日作于广州南沙