书城科普奇妙的大自然:360°亲近大自然
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第3章 永不迷失的坐标——生物与天文导航

小问号

“人类是万物之灵”,但是与其他生物相比,也并非样样精通:游泳的本领不如鱼、飞行的能耐不如鸟、跳动的速度不如兔、威猛强大不如虎……就是简单的认路,我们与许多生物相比也是不可同日而语的。如果把你带到一个陌生的地方,不要说是深山老林,就是千里之外的一个城市,一般人也会迷路的。可是加拿大的刺歌雀、北美的君王蝶等纵横数千里,以及“燕子归来寻旧垒”,都在不知不觉中创造了飞行神话。那么,它们为什么不会迷失方向?难道心中有一个神奇的坐标吗?

每当秋风吹起、落叶初飞的时节,在加拿大刚度完夏天的刺歌雀就成群结队飞往阿根廷,行程有4800~8000千米。它们穿山越岭,义无反顾,有的还是刚出生几个月的幼鸟从未到过阿根廷,却不会因此而在长途飞行中迷路。生活在我国的富饶美丽的西沙群岛的鲣鸟,白天飞向大海捕鱼,傍晚回到岛上栖居,从不误时也从不迷路。有一种身长约35厘米的极燕鸥,在北极营巢却要到南极越冬,每年往返飞行达4万千米……

当然,不光鸟类有长途迁徙的本领,北美的君王蝶也能够创造这种奇迹。数以百万计的君王蝶每年跋涉3200千米,从繁殖场所美国和加拿大迁飞到墨西哥中部去生活。

生物的迁飞现象令科学家着迷。起初,学者对候鸟的导航本领提出了种种假说,可是都缺少充分的实验依据,无法让大家信服。后来,科学家用雷达观察发现,在夜里飞行的候鸟比在白天飞行的要多得多。那么,夜里比白天是不是更容易识别方向呢?因此,科学家推测鸟儿在白天飞行可能靠太阳认路,晚上可能靠星星认路。为了证明这种猜想,科学家对北极的白喉莺进行了实验。这种鸟每年秋天从巴尔干半岛向东南飞,越过地中海,到达非洲,再沿着尼罗河向南飞,到这条河的上游去过冬。它主要在夜间飞行。科学家把白喉莺装在笼子里,带进了天象馆里,那里有人造的星空。当天象馆的圆顶上映现出北极秋季夜空的时候,站在笼子里的白喉莺便把头转向东南,就是在秋季飞行的那个方向。然后,人造星空根据白喉莺飞行的方向逐渐改变位置,白喉莺随着星象的变化,使自己始终朝着它所要飞行的方向,仿佛正在作一番长途的秋季旅行。当科学家把“天空”向水平方向旋转了180°时,斗转星移,白喉鸟还是向着相反的方向飞去。实验证明,白喉莺能根据它看到的天空里的星星来识别方向,找准自己的航向,科学家称“天文导航”。

英国自然博物学家洛克利在威尔士西部的斯科霍姆小岛上,建立了英国候鸟标记站,每年有几千只海鸟被套上腿环。洛克利通过观察发现,斯科霍姆岛上的几千只做了标记的小海鸥,有的遭遇狂风暴雨的袭击,双翅无力,常常惨死在惊涛骇浪中,有的幸存者仍继续南飞,越过比斯开湾、葡萄牙海岸,横掠过赤道,最后终于到达南美洲的东海岸,每天平均飞行约520千米,几乎没有休息和觅食的时间呀!它们没有亲鸟的指点,独自飞往他乡,夜晚背朝北极星及其周围的星座,向着模糊的南十字星座飞翔。洛克利认为,小海鸥体内有一种从父母那儿继承的感知飞行路途天象的基因,经过千百年的进化,已经固定在它们的体内,依靠脑海里父母遗传下来的天象图来导航飞行。原来,太阳和星星已经成了它们脑海中“永不迷失的坐标”。

近年来,人们广泛应用遥测技术来研究生物的迁徙和定向,以精确查明它们的飞行路线。人类通过对生物利用太阳或星星作为定向标来导航飞行的研究,从中得到启示设计制造了一种由光敏元件、电子计算机和操纵机构组成的导航仪,它就像“眼睛”一样能够一直瞄准太阳和星星,为飞机或轮船等安全导航。

“小档案”

海洋生物也有特殊的导航本领。鱼类和海龟迁徙的准确性也不逊色。一种鳗鱼从内河游入波罗的海、横过北海和大西洋,而后便准确地到达百慕大和巴哈马群岛附近产卵。生活在巴西沿海的绿色海龟,每年3月便成群结队地游向2200千米之外的产卵地——大西洋中长仅几千米的阿森甸岛,在岛上产卵。生活在亚洲、欧洲和北美洲的太平洋、大西洋沿海的大马哈鱼,善于逆水游泳,记忆力惊人,突破险阻,一直游到远离海洋达2000千米的江河上游的出生地。海洋中的生物为什么也不会迷失方向呢?有的科学家认为,海洋生物也有利用天体来导航的本领,有的科学家则认为,它们嗅觉器官里有“指南针”,能够利用水中的气味来认路,有的认为它们能识别海流,有的认为它们是利用地磁场、重力场等来确定航路……众说纷纭,至今还是一个不解之谜。