鸟类的迁徙
直到现在,鸟类学家提出的所有解释都只是假设。一些人认为鸟类迁徙起源于地球历史,并认为鸟类的迁徙习性起源于冰河时期。然而,冰川的周期性侵蚀和退缩使鸟类很容易形成适应它们并周期性返回的迁徙生物的遗传本能,从而代代相传并形成习惯。然而,这一理论有一定的缺陷。它不能解释为什么一些鸟类不迁徙,冰河时期只占鸟类生存历史的1%。如此短的时间对鸟类遗传的影响有一定的限制。同时,它也不能排除鸟类在冰河时代之前就开始迁徙的事实。
有些人认为移民是由生活条件的变化引起的。冬季向南迁移是由于北方冬季食物减少,夏季向北迁移。这是由于北方的高纬度和长日照,这对猎食和育雏有许多好处。对鸟类生理学的研究表明,鸟类生理学的变化在一定程度上刺激了迁徙。在秋天迁徙之前,鸟类积累了一层厚厚的脂肪。春天,由于阳光越来越强,它可以通过视觉神经系统作用于鸟类的脑垂体,进而刺激性腺活动。随着环境温度的升高,人体对能量的需求减少。然而,长时间的阳光刺激大脑下部的睡眠中枢,使鸟类处于兴奋状态,夜间不安,活动加剧,摄食率增加,脂肪容易积累,保证了鸟类迁徙时所需的物质储备,提高了对外界刺激的敏感性,容易引起迁徙。
对于鸟类的导航和定向现象,科学家们已经提出了许多理论来解释鸟类定向的机制,但是没有一个单一的理论能够解释所有的迁徙事实。其理论大致可分为两类,即视觉定向假说和非视觉定向假说。
视觉定向假说。鸟类可以通过视觉器官获得的信息来确定自己的方位。视觉信息主要包括太阳、月亮、星星的位置和陆地标志。
在北半球,白天太阳从右向左“移动”。任何在这些地区旅行的人,如果想依靠太阳辨别方向,就必须准确掌握时间和必要的时差转换。令人惊讶的是,一些动物也有这种非凡的能力。生物学家瓦利亚姆·基托纳(Valliam Kitona)曾在他的书中写道:“鸽子可以在飞行中准确地确定它们的方向和路线,因为它们可以选择与太阳成一个固定的角度,并且可以在一个小时内调整角度15次,也就是说,一天中太阳改变位置的次数。简而言之,鸟能最准确地感知时间。他们通过钟表般的感官计算太阳在天空中的位置。”
20世纪50年代末,德国弗赖堡大学的鸟类学家萨维尔发现,一些鸟类具有遗传性——它们可以识别夜空中的星图。萨维尔进行了一项有趣的实验。他在一个圆顶大厅里模拟天空,人工装饰许多可移动的星星作为人工天体,然后放置一只欧洲夜莺。这只鸟每年从斯堪的纳维亚半岛北部飞到非洲南部。与其他鸟类不同的是,它们不会成群结队地跟着领头的鸟向南飞,但是这些鸟在前面,其他的鸟在后面。这种鸟第一次向南飞行时也能准确到达目的地。
这充分表明欧洲夜莺在迁徙过程中依靠它们独特的本性来辨别方向。在这个实验中,萨维尔把欧洲夜莺放入大厅,然后改变大厅里星星的位置,看看这只鸟是否抄近路向南飞。测试表明,这种鸟在不断变化的天体中不断改变方向,并采取最佳捷径向南飞行。萨维尔随后得出结论,欧洲夜莺因其自身的本性而迁徙,以观察天空中星星的位置。但是为什么这只鸟辨别方向和自然的能力如此强大呢?为什么一个人可以在不断变化的天体中径直向南飞行来观察恒星的位置?它与天体有什么关系?这些问题仍然困扰着萨维尔,至今还没有找到正确的答案。
路标定位假说。候鸟可以根据陆地的某些特征来定位。这些特征包括海岸线、河流、山脉、森林等。这些鲣鸟被运送到342公里外并被释放。这些鸟找到了它们熟悉的大西洋海岸线,并很快回到了它们原来的栖息地。
非视觉定向假说。目前,已经提出了几种非视觉定向假设,如风定向、嗅觉定向、听觉定向和地磁定向。地磁定向目前被认为是一种更合理的机制。
最近的研究还表明,在鸟喙的皮层中有神经细胞可以区分磁场,被称为松果体的神经细胞扮演着重要的角色,就像脊椎动物对光的感觉器官一样。对哺乳动物和鸽子的电生理测试表明,一些松果体细胞可以对磁场强度的微小变化做出反应。
当鸟移动时,飞行高度通常低于900米,而鸟通常在100米左右。迁徙速度一般为每小时40-80公里,夜间比白天快,春季比秋季快。短距离飞行的鸟一天的行程不会超过100公里。长途飞行的鸟的行程是150-200公里。如果他们遇到食物丰富的地方,他们应该停下来休息。大多数鸟类沿着海岸和内陆河流迁徙。例如,颜佳在冬天沿着东南亚群岛、印度和澳大利亚的海岸向北飞行,然后在春天沿着河流向内陆流动。
在鸟类迁徙的研究中,最常用的方法是圆环法,即将标有圆环机构编号和地址的铝合金圆环套在捕捉到的活鸟的脚上,经测量和登记后放鸟。当鸟儿被捕或再次被射杀时,捕鸟者被要求摘下戒指并送回。比较了两次捕捞的时间和地点。即使环回收率为5%,也能获得大量有价值的研究数据。此外,还可以通过使用先进有效的方法来研究候鸟的迁徙,如在鸟的羽毛上喷洒明亮的染料,在大鸟的身体上安装微型无线电发射器。
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