科学有意思 | 千里之外也可精准定位回家,鸽子的导航为啥这么牛?

科学有意思 | 千里之外也可精准定位回家,鸽子的导航为啥这么牛?

鸽子要放在广场上,那是和平的象征;放在餐桌上,那是诱人的佳肴;可要是放在古代,那是妥妥的通信工具。

三千多年前的中国古代,就有养鸽子的记录。到了公元425年,十六国时期的夏国开始大规模信鸽选种,也是这时,有了用鸽子进行军事通信的正式记载!

此后的战争或者民间的商业通信以及富人们的爱好等等,飞鸽传书已经成了古代社会中快速定点通信的手段!

白鸽 / 图源:pixabay(图文无关)

毕竟,相比驿站这种“陆运快递”来说,走天上肯定更快呀!当年郑和下西洋的时候,还用鸽子和清政府朝廷取得过联系。

千里之外,鸽子如何通讯?

或许由于影视剧的渲染,人们对信鸽有着某种误解。鸽子送信,其实并不是告诉它目的地在哪里,而是把从目的地带出来的鸽子放之归巢。

所以,鸽子只能和它的巢所在的位置单点联系,不能随便设置目的地,这是定点通讯。

如果要互相通信咋办呢?

其实很好办,带走对方的鸽子就行了。比如甲乙双方通信,甲方带走乙方家的鸽子,乙方带走甲方家的鸽子,双方即可进行一来一回通信了,来回的次数取决于带走鸽子的数量。

白鸽 / 图源:pixabay(图文无关)

如果是特别重要的讯息,为了保险起见,会同时派出多只鸽子,确保万无一失。

千里之外,鸽子如何精确“返航”?

鸽子的通讯逻辑搞清楚了,还有一个最重要的问题,派出去的鸽子如何能准确地归巢?

我们平常所说的鸽子,大多为鸽属中的家鸽,信鸽是家鸽中的一种。也不是所有的鸽子都能当通讯工具,需要经过严格的挑选和训练才能成为信鸽。

在GPS和北斗出来之前,人们基本靠地图以及标志性的物体来确定自己的位置,再确定目的地在哪里。鸽子脑中有地图吗?

显然没有。

一直以来,关于信鸽超强的导航能力,科学界意见不一。有太阳定位导航说、次声波理论说、敏锐嗅觉定位说以及人类特殊训练说,不过更多人还是相信地球磁场说。

据现代科学研究发现,鸽子认路并不是因为它们将路线记了下来,而是由于它们可以感受到人类无法察觉的东西,那就是磁感线。

地球磁场示意图 / 图源:pixabay(图文无关)

科学研究表明,在鸽子的大脑中有53个特殊的神经元细胞,这些细胞组成了一个生物导航系统。每个神经元细胞与地球磁场都存在特有的反应,通过感受磁场的极性,以及磁场的倾斜角度,作为磁感罗盘的参考方向,从而利用地球磁场辨别方向,还能为其提供类似于地图的坐标。

当然,仅靠神经元的单方作用还不够,鸽子确定方向实际上是多器官综合的结果。

2013年,曾有一位生物学家证实,在鸽子上喙部位处,长着一个能够感应地球磁场的晶胞。

当鸽子在某个地方呆久了之后,鸽子就会将晶胞对当地磁场强度的反应情况给记在脑中。即使被带到外地,它仍然可以通过晶胞感知到磁场的不同。

鸽喙 / 图源:pixabay(图文无关)

曾有人质疑鸽子利用地球磁场导航的准确性,做了个破坏实验:给一些实验鸽子的头上和脖子处,安置了一些线圈,再通过小电池供电形成一个独立的磁场,以干扰鸽子识别磁场的能力。结果,这些鸽子四处乱飞,没有一丝认路能力。

这也从侧面有力验证了鸽子利用地球磁场认路的结论。

另外,科学家还发现,鸽子还会在晴天利用太阳识途,阴雨天和夜晚则主要靠地磁感应,但随着研究的深入,科研人员发现这些并不是鸽子导航的唯一机制,鸽子的耳朵和眼睛,甚至包括皮肤或许都有相应的自动导航作用。

自然界中还有哪些动物利用磁场认路?

地球本身就是一个巨大的磁场。

实际上,在大自然中利用磁场感受能力的生物并不少见。除了鸽子外,部分鸟类、海龟、鱼类和两栖类,都可通过磁感罗盘的参考方向,从而利用地球磁场辨认方位。

栖息在屋顶的鸽子/ 图源:pixabay(图文无关)

另外,海龟、鲸鱼、鼹鼠也可利用地球磁场来“导航”。比如海龟,它能记住几十年前自己出生时的周围磁场,因此,怀孕的海龟能够找到当年的那片海滩来产卵。

遗憾的是,目前科学界尚无可靠的证据表明人类能够利用地球磁场来导航。

小小的鸽子就有着如此多的秘密,人类对大自然的探索更是冰山一角,只有时刻对自然心存敬畏,探索才能不断继续。

我是科学奶爸,看完今天的科普你有啥感想呢?欢迎留言讨论,咱们明天见。

参考资料:Mouritsen, H. Long-distance navigation and magnetoreception in migratory animals. Nature 558, 50–59 (2018).

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