动物们的导航能力堪比GPS 它们是这样做到的

2020-09-10 09:09   来源: 互联网

不久前,一条新闻引起了许多网友的注意:内蒙古巴扬努尔市乌拉特草原上的一只骆驼去年被卖给了一百公里外的一位牧民的家。将近一年后,这头骆驼独自越过篱笆和高速公路,走到100公里外,回到原来主人的家。内蒙古生物技术学院的特别高级工程师张志刚告诉"科技日报":"马和骆驼等动物可以找到回家的路,主要是通过嗅觉、视觉和记忆。


专家认为,长期生活环境中的气味、声音和图片会给动物留下深刻的印象。动物会将外界的信息与头脑中的信息进行比较,并在不断接近这两种信息的过程中找到回家的路。


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然而,这只骆驼的导航能力只能被视为动物界的初级水平,某些动物导航的精度和效率不亚于现代先进导航技术。但动物没有指南针,也没有GPS,它们如何在正确的方向上靠近或远离目的地,最终到达目的地呢?


卓越源于特殊能力


一些研究证实,许多具有良好导航能力的动物具有一些特殊的能力,如偏振光视觉、空间记忆和磁感知。


早在1949年,奥地利动物学家卡尔·冯·弗里兹就发现,蜻蜓,屎壳郎等许多昆虫具有超越人类的偏振光识别能力。据了解,光在大气传播过程中会形成少量的偏振光,而偏振光波的分布具有空间分布的稳定性,这些偏振光就像是绘制在天空中的地图。复眼是昆虫的主要视觉器官,通常在昆虫头部占据显著位置。在一些昆虫的复眼中,有一些小眼睛专门负责探测偏振光。这些眼睛通常位于复眼后侧附近的边缘区,其颜色和形状与其他眼睛有显著差异。


蝙蝠以能通过声波避开障碍物而闻名,但很少有人知道蝙蝠也是航海大师。来自希伯来大学和特拉维夫大学的科学家发现,蝙蝠在大规模航行时可以表现出非凡的空间记忆,这种能力在某种程度上接近人类。通过长期雷达跟踪实验,研究人员发现蝙蝠可以在大脑中绘制和导航城市的"认知地图"。在寻找食物的时候,他们很少随意掉头,而是直奔目标,他们也能找到一种更方便的"走捷径"的方法。


此外,科学家还发现,大约50种动物(包括哺乳动物、鸟类、两栖动物、爬行动物、鱼类、昆虫)有能力利用地球的磁场来导航它们的活动。加州理工学院(California Institute Of Technology)研究员沃克·戴尔伯格(Walker Dyrberg)发现,在虹鳟鱼的三叉神经中可以观察到与磁刺激相关的神经电反应,而且虹鳟鱼的嗅觉上皮细胞可以随着磁场的旋转而旋转。由此,沃克·戴尔伯格(Walker Dyrberg)推断,分布在这部分的大量含铁细胞可能是与磁感应有关的神经元。


事实上,动物以多种方式感知地磁。例如,瑞典隆德大学的科学家们测试了斑马麻雀体内的这种蛋白质,发现这种鸟的眼睛含有一种特殊的蛋白质,充当磁性受体,使斑马麻雀能够"看到"地磁。


动物导航也会看到"路标。


正如我们人类导航可以看到路标一样,在自然界中,许多动物需要使用一些参考资料来导航。对于不同的动物,所选择的参考物体是不同的,但同样的是,动物选择的参考物体往往取决于它们所生活的环境,而这些参照物的选择很容易操作。


例如,刚孵出的海龟需要立即游到海里,以躲避天敌。它们可以用光区分海和海岸,只要海岸上没有光,光明的地方一定是海。一旦到了海里,海龟就会转向波浪的方向,作为参考,海浪的方向就是海的深处。


鸟类通常以天体作为参照物,因为鸟的眼睛长在头的两侧,使他们能够同时看到头部两侧的区域,这有利于实时观察天体的运动,如太阳、月亮、恒星等。"当太阳下山时,另一个重要的"路标"北极星就会出现。北极星提供了一个稳定的参考点,在天空中,其他星座旋转。夜间迁徙的鸟类不一定识别北极星,但它们可以知道星座的旋转中心是北方,从而准确地确定了飞行的位置。


靛蓝旗是北美的一种常见鸟类,它有冬季向南移动的习惯,喜欢在夜间飞行。1967年冬天,密歇根州的研究人员在途中随机捕获了几只靛蓝,并把它们带到了天文馆。在天文馆里,有一些装置可以模拟自然夜空,当模拟星座按照自然规律绕着北极星旋转时,靛蓝会试图向南跳跃。


当研究人员移除北极星附近35度以内的星座时,靛蓝旗突然失去了方向感。作为回应,研究人员表示,一颗恒星对这些鸟类来说并不重要。看到星座在一定距离内围绕北极星旋转是很重要的,这可以帮助它们在广阔的夜空中确定南北方向。

责任编辑:无量渡口
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