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鸟类的迁徙、定向和导航 唐功 鸟类的迁徙是指鸟类种群在其夏天繁殖区和越冬区之间所进行的一种大规模的、有规律的、广泛的和季节性的运动。这种运动的基本特点是定期和定向并且常常集成大群进行。对此人们普遍关心的问题主要是：①鸟类是如何迁徙的和迁徙的原因是什么？②鸟类迁徙是怎样起源的？③鸟类在迁徙过程中是如何进行定向的？近几年来，由于许多现代化的实验技术手段的应用，使得对鸟类迁徙行为以及定向导航机制的研究不断深入，并已取得初步成果。 一、鸟类迁徙及其起因 目前研究的结果表明，许多鸟类都进行季节性迁徙。在古北区陆地繁殖的589种鸟类中有40％的种类，总共大约50亿只鸟，每年要飞到南方去赵冬，这还不包括在本区类迁徙的鸟类。在加拿大繁殖的雀形目鸟类有160种，其中120种进行迁徙，占75％。 鸟类的迁徙往往是结成一定的队形，沿着一定的路线进行。迁徙的距离有近的，也有远的，从几公里到几万公里。最长的旅程可要数北极燕鸥，远到1.8万公里。此鸟在北极地区繁殖，却要飞到南极海岸会越冬。在迁徙时，鸟类一般飞得不太高，只有几百米左右，仅有少数鸟类可飞越珠穆朗玛峰。迁行时飞行速度从40～50公里/小时，连续飞行的时间可达40～70小时。 许多鸟类在迁徙前必须储备足够的能量。这是对长距离的飞行的适应。能量的储备方式主要是沉积脂肪。脂肪不仅为候鸟提供能量，而且脂肪代谢过程中所产生的水分也能为身体所利用。许多鸟类因储存脂肪而使体重大为增加，甚至成倍增加。例如北美的黑顶白颊林莺和欧洲的水蒲苇莺的体重一般为11克左右，但在迁徙前可达22克左右，所沉积的脂肪可供其飞行100小时左右。 引起鸟类迁徙的原因很复杂。现在一般认为，鸟类的迁徙是对环境因素周期性变化的一种适应性行为。气候的季节性变化，是候鸟迁徙的主要原因。由于气候的变化，在北方寒冷的冬季和热带的旱季，经常会出现食物的短缺，因而迫使鸟类种群中的一部分个体迁徙到其他食物丰盛的地区。这种行为最终被自然界选择的力量所固定下来，成为鸟类的一种本能。 迁徙给鸟类带来许多好处，主要表现在：①使鸟类始终生活在最适的气候里，并有丰富多样的食物来源，有利于维持它们强烈的代谢；②迁徙还能为养育后代创造最合适的条件，因为养育后代需要大量的食物；③在北方能最大量地孵卵，季节昼长，有丰富的昆虫，亲鸟能有机会充分收集食物；④在北方敌害较少，而且这一年一度的脆弱幼乌的出现不会促使敌害种群形成；⑤迁徙能使活动空间大为扩展，有利于繁殖和争夺占区的行为；⑥有利于自动平衡，能使鸟关避免气候悬殊；⑦迁徙提供了鸟类种群向新的分布区扩散以及不同个体间接触和交配的机会，因而在进化方面也具有十分重要的意义。 许多鸟类的迁徙是先天的和可学习的。哈里斯的换亲试验可证明这点。他将银鸥和小黑背鸥的卵进行了互换，并由此而得到了900只义亲所抚育的幼鸟。对这些幼鸟的环志结果表明；银鸥随其义亲迁飞到法国和西班牙，而小黑背鸥虽然其义亲留在英国越冬，他们仍然象其亲生父母那样迁飞到了其在欧洲大陆上的越冬地。 鸟类的迁徙行为也是在进行过程中产生的。由于环境不断变化，自然也一直处于发展变化之中。即使到了今天，迁徙的行为仍在这些鸟类中形成和消失。例如野生的金丝雀从前是地中海地区的一种留鸟。在过去的几十年里，分布区已扩展到欧洲大陆波罗的海地区，现在在地中海地区这种鸟仍为留鸟，但在新的分布区内变成了一种候鸟。 二、鸟类迁徙的起源 至于鸟类迁徙的起源问题，目前有3种不同的观点：①鸟类起源于南方，由于大陆板块自南向北漂移，许多鸟类被带到了北方，于是由它们返回南方老家的种种尝试便形成了鸟类迁徙的习性；②鸟类起源于高纬度地区，第四纪冰川自北向南的入侵，迫使鸟类向南方迁徙，待到夏季冰川退却，使鸟类能定期地往复繁殖地和越冬地之间，从而形成了迁徙的行为；③鸟类起源于南方的热带森林，种群的大量繁殖造成了对食物需求量的增加，因此生态压力使得某些鸟类在夏季向北方冰川退却的地扩散，而当冰川来临时再回到南方越冬，久久之，便形成了定期迁徙的行为。相比较而言，第一种观点有些疑点。因为现代地质学研究表明，明显的大陆板块移动早在鸟类出现以前就已完成。第二种观点和第三种观点都有一些证据。但第三种观点比较符合现代生态学思想，似乎更为合理一些。 三、鸟类的定向导航机制 迁徙最显著的特点是每一物种均有其固定的繁殖区和越冬区。为此，迁徙的鸟类必须知道它们所在的位置，它们所要飞往的地区和它们前往目的地的路线和方向，也就是说，鸟类在迁徙过程中必须具有定向导航的能力。鸟类不仅具有定向导航的能力，并且是相当发达的。实验证明，许多鸟类（例如家燕、企鹅）次年春天可返回原巢繁殖。即使用飞机将迁徙鸟类运至远离迁徙路线的地区内，释放数天后，仍可返回原栖地。因而人们对于鸟类定向导航的现象，早就有所了解。然而对于导航定向机制的研究，直到本世纪50年代才开始。通过实验，人们相继提出了许多解释鸟类定向机制的理论，主要有如下几种看法： 1.训练和记忆 认为鸟类具有一种固有的由遗传所决定的方向感。这种方向感，随着幼鸟跟随亲鸟迁徙，不断地加强对迁徙路线的记忆。 2.视觉定向 依靠居留和迁徙途径的地形和景观如山脉、海岸、河流、森林和荒漠等作为标记，并不断地从老鸟学会传统的迁徙络线。例如将憨坚鸟人为地运往300余公里以外的地方放飞。这些鸟首先要经过努力找到其所熟悉的大西洋海岸线，而后迅速地飞回其原栖息地。虽然陆地特征对子夜间迁徙的鸟类可能并不十分重要，但仍有一些鸟类能根据陆地标志来确定位置和调整飞行的方向。 3.天体导航 鸟类能利用太阳和星辰的位置定向。星辰对子夜间迁徙的鸟类尤为重要。关于太阳定位的实验，克莱默对紫翅掠鸟的研究为这一看法提供了证据。他把具有迁徙习性的椋鸟，放在四面有窗的笼内，用激素处理使其进入迁徙状态，则可见掠鸟朝着一定方向（即其迁徙方向）扇翼，而且扇翼的行为在阴天不出现。当用一面镜子代换太阳的方位时，其扇翼方向可按人所预定的方向变更。因此，他认为掠鸟迁徙是根据太阳的位置来定的。对于企鹅、伯劳的研究工作也都说明太阳定向机制是存在的。关于星辰定向，由索尔首次在圆形笼内对欧洲苇莺进行实验得出的。证明这些鸟能根据夜空中的星辰的位置定向。此后又做了大量的实验研究，而且用改变人造星辰位置的方法，也可以象上述实验一样，使鸟类按预定的方向改变其迁飞方向。现在已知能够利用星辰定向的鸟类还有白喉雀等。 4.磁定向 是鸟类通过感应地球磁场极性的方法进行定向的一种方式。很早以前，人们就推测在鸟类迁徙过程中的导航定向可能与磁场有着某种联系。近年来的实验已证实了地磁场定向机制的存在。当给信鸽的头上加上一块具有特定极性的人工磁铁后，它的飞行不能进行正确的定向，不加磁场的即使在阴天也能正常返巢。此外，鸟类迁徙还可以借助于风定向、嗅定向等。 总之，鸟类的迁徙是一种十分壮观而奇妙的行为。迁徙过程中的定向导航机制或许是整个鸟类学中最复杂的一个问题。对于迁徙行为和定向机制的研究尽管巳取得了很大进展，但要解开候鸟迁徙的谜，还需作许多更为深入的研究工作。 (责任编辑：admin) |