鴿子喙部發(fā)現(xiàn)感應(yīng)磁場(chǎng)器官 識(shí)途靠地磁導(dǎo)航
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發(fā)表時(shí)間:2005-12-08 19:08:06
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人類早在巴比倫時(shí)期就開(kāi)始利用信鴿遠(yuǎn)距離傳送信件。鴿子可以從數(shù)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(jì)以來(lái),鴿子的這種本能一直引發(fā)人類研究這種能力的興趣,但是這種鳥(niǎo)類是如何找到回家的路線,一直以來(lái)都是個(gè)未解的謎題。
較為權(quán)威的解釋包括敏銳嗅覺(jué)說(shuō)和探測(cè)磁場(chǎng)說(shuō)。如今在經(jīng)過(guò)數(shù)十年的調(diào)查研究后,科學(xué)家證實(shí)了鴿子的上喙確實(shí)具有一種能夠感應(yīng)磁場(chǎng)的晶胞,正是這種器官為鴿子的飛行導(dǎo)航 。有關(guān)這一研究的報(bào)告發(fā)表在11月25日的《自然》雜志上。
秘密藏在嘴上
最近,科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了一系列細(xì)致的行為試驗(yàn)后宣布,他們首次明確證明鴿子具有磁性感知能力,就像簡(jiǎn)易的磁性羅盤,這讓鴿子也許還有其他鳥(niǎo)類和海龜一樣,是利用地球磁場(chǎng)進(jìn)行導(dǎo)航的。美國(guó)北卡羅萊納大學(xué)的生物學(xué)專家卡杜拉·諾拉博士在教堂山藝術(shù)科學(xué)院說(shuō):“關(guān)于鴿子能夠識(shí)途的能力有兩種主要的理論:一種是鴿子靠嗅覺(jué)找到回家的路;另一種是在它們的腦中有一個(gè)磁力圖。我們的工作有力地支持了后一種理論。當(dāng)然,這一理論還需進(jìn)一步的證明。”
對(duì)鴿子的這種研究是諾拉在新西蘭的一項(xiàng)博士研究課題,有關(guān)這一研究的報(bào)告發(fā)表在11月25日的《自然》雜志上,研究報(bào)告的另幾位作者是新西蘭奧克蘭大學(xué)的邁克爾·沃克博士、邁克爾·達(dá)維森博士和馬丁·韋爾德博士。
美國(guó)北卡羅萊納大學(xué)著名的生物學(xué)教授肯尼思·羅曼博士說(shuō):“這是一項(xiàng)迷人的研究,在這項(xiàng)研究中,諾拉訓(xùn)練了一些能夠?qū)Υ艌?chǎng)作出反應(yīng)的信鴿。這是一項(xiàng)生物學(xué)上的重要新聞,因?yàn),一些人在以前多年的時(shí)間里曾做過(guò)10多次試驗(yàn),但均告失敗,諾拉是第一個(gè)找到一種行之有效的方法的人。”
試驗(yàn)是這樣進(jìn)行的
諾拉說(shuō),在實(shí)驗(yàn)中,如果鴿子準(zhǔn)確地找到設(shè)在隧道一樣的房間里的兩個(gè)平臺(tái),它們就會(huì)受到食物獎(jiǎng)勵(lì)。在正常的條件下,它們會(huì)隨便爬到兩個(gè)平臺(tái)中的任何一個(gè)尋找吃的。但當(dāng)在放有食物的平臺(tái)上面和下面都放上馬蹄磁鐵對(duì)它們進(jìn)行誘導(dǎo)時(shí),這些鴿子就會(huì)準(zhǔn)確地找到食物。準(zhǔn)確率達(dá)到75%。這比它們隨意尋找食物的準(zhǔn)確率要高得多。
在知道了鴿子能夠?qū)Υ艌?chǎng)刺激作出反應(yīng)后,諾拉下一步要做的是找出鴿子身上像磁場(chǎng)感受器一樣的東西究竟在什么部位。
他們先將一小塊強(qiáng)磁鐵綁在鴿子上喙上,結(jié)果這些鴿子找錯(cuò)平臺(tái)的次數(shù)超過(guò)了一半。他們?cè)賹⒁粔K重量相同但沒(méi)有磁力的黃銅綁在鴿子的喙上時(shí),結(jié)果沒(méi)有什么影響。接著,他們?cè)邙澴拥纳相惯M(jìn)行局部麻醉以及切斷眼三*神經(jīng),發(fā)現(xiàn)這些都會(huì)削弱鴿子探測(cè)磁場(chǎng)的能力。但當(dāng)切斷傳遞嗅覺(jué)信息的嗅覺(jué)神經(jīng)時(shí),卻并不會(huì)削弱鴿子感知磁場(chǎng)的能力。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),諾拉相信鴿子的磁場(chǎng)感知能力在鼻子那一帶。諾拉說(shuō):“在試驗(yàn)中我們知道鴿子具有磁場(chǎng)識(shí)別能力。不過(guò),通過(guò)各種方法也可以削弱這種能力,現(xiàn)在我們可以說(shuō)鴿子的磁場(chǎng)感知能力在鼻子那一帶。”
也許答案不止一個(gè)
諾拉的研究結(jié)果是令人信服的,也就是鴿子是靠地球磁場(chǎng)來(lái)識(shí)途的。其他研究結(jié)果也顯示,鴿子識(shí)途的方法可能有多種,因?yàn)槠渌茖W(xué)家也有另外的發(fā)現(xiàn)。比如,英國(guó)研究人員于今年2月發(fā)表了一份研究報(bào)告,也聲稱解開(kāi)了鴿子辨別歸途之謎。他們認(rèn)為,鴿子認(rèn)路回家的秘密其實(shí)非常簡(jiǎn)單和直接,像其他鳥(niǎo)類一樣,它們經(jīng)常沿公路、鐵路、運(yùn)河和其他人造航運(yùn)、航空標(biāo)志等飛行,最終到達(dá)目的地。
這項(xiàng)研究是牛津大學(xué)動(dòng)物學(xué)家進(jìn)行的,他們對(duì)歸家的鴿子進(jìn)行了10年之久的研究,在最后的一年半里,他們采用了最先進(jìn)的全球定位技術(shù),得以跟蹤這種飛禽所飛過(guò)的路徑,誤差在1~4米之內(nèi)。牛津大學(xué)動(dòng)物學(xué)系的研究人員說(shuō),經(jīng)過(guò)10年多的國(guó)際研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)鴿子似乎并不依賴其與生俱來(lái)的辨別方向的本能,而是按照道路系統(tǒng)飛行,這確實(shí)使研究人員感到意外。如果作遠(yuǎn)程飛行或首次飛行,鴿子會(huì)利用它們識(shí)別方向的天性,根據(jù)太陽(yáng)和星辰辨別方位。但只要飛過(guò)一次,鴿子就會(huì)按熟悉的路線往回飛,很像人們下班后驅(qū)車或步行回家。研究人員說(shuō):“有些人可能認(rèn)為此事微不足道,但對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常重要,因?yàn)檫@將涉及鳥(niǎo)的記憶結(jié)構(gòu),以及在鳥(niǎo)的眼里地圖是什么樣子!
可是,這一研究結(jié)果引起了一些鳥(niǎo)類研究專家的爭(zhēng)議,他們堅(jiān)持認(rèn)為,鴿子是借助太陽(yáng)或地磁感應(yīng)來(lái)確定方向飛到目的地的。法蘭克福大學(xué)飛鴿研究專家威爾玆柯即對(duì)牛津大學(xué)的研究表示了懷疑。他的研究表明,鴿子利用太陽(yáng)、地磁場(chǎng),甚至是嗅覺(jué)等各種能力來(lái)認(rèn)路。威爾茲柯說(shuō),鴿子喙部帶有微小的磁鐵粒子,通過(guò)它們可以和地磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)。很顯然,威爾茲柯的看法與諾拉等科學(xué)家的最新研究結(jié)果是一致的。
識(shí)途是綜合因素的結(jié)果
現(xiàn)在科學(xué)家比較一致的看法是,包括鴿子等鳥(niǎo)類可以通過(guò)本地的地球磁場(chǎng),來(lái)確定自己的絕對(duì)位置和相對(duì)位置。從地球的兩個(gè)磁極發(fā)出的磁力線,在兩極地區(qū)是垂直的,到了南北回歸線以內(nèi)的地區(qū),轉(zhuǎn)為平行。在高緯度地區(qū),地球磁力非常強(qiáng);而在赤道地區(qū),就會(huì)弱一些。由于磁力大小和方向的不同,形成了一個(gè)個(gè)地磁路標(biāo)。
有大量的證據(jù)表明,鳥(niǎo)類可以依據(jù)這種地磁路標(biāo)作為自己的導(dǎo)航系統(tǒng)。鳥(niǎo)類可能是通過(guò)眼部視網(wǎng)膜內(nèi)的色素感知地球磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向的。此外,在上喙處,結(jié)晶狀的類似磁鐵礦的組織,也可以感應(yīng)到地球磁場(chǎng)。但科學(xué)家們表示,這還不是鳥(niǎo)類的全部本領(lǐng)。從上世紀(jì)50年代開(kāi)始,鳥(niǎo)類學(xué)家就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,鳥(niǎo)類將太陽(yáng)作為羅盤確定方向。太陽(yáng)每天從東方升起,一般來(lái)說(shuō)大約每小時(shí)運(yùn)行15度,最后在西方落下。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,鳥(niǎo)類絕對(duì)是專家。
進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),鳥(niǎo)類確定方向是綜合多種線索和感覺(jué)的。更為有趣的是,隨著環(huán)境的變化,鳥(niǎo)類可以非常適宜地調(diào)整自己的方向決策系統(tǒng)。例如,鴿子在晴天會(huì)用太陽(yáng)作為羅盤,但是當(dāng)太陽(yáng)不可見(jiàn)時(shí),它們就主要參考感應(yīng)到的地磁信號(hào)了。那些在黎明和黃昏時(shí)分行動(dòng)的候鳥(niǎo),例如知更鳥(niǎo),很有可能是通過(guò)日出和日落時(shí)的偏振光來(lái)確定方向的。
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