鳥類遷徙的奇跡

□ 馮晨晨 馬志軍

鳥類的遷徙是它們的一種本能行為，很多鳥類的遷徙過程在我們看來是神奇和不可思議的，比如有的鳥能夠一次不間斷飛行10 000多千米。而且，對(duì)于鳥類遷徙的觸發(fā)機(jī)制、遷徙路線的選擇、遷徙的準(zhǔn)備等，仍有很多尚待科學(xué)家探索的謎團(tuán)

北極燕鷗是一種頭頂黑冠的海鳥，體重不超過120克，每年固定地從其北極的繁殖區(qū)南遷至南極洲附近的海洋，之后再北遷回繁殖區(qū)，全部行程可達(dá)40 000千米。科學(xué)家將衛(wèi)星追蹤器綁在北極燕鷗的身上，發(fā)現(xiàn)這些鳥并沒有按照最短的路線飛行。根據(jù)2015年的一次追蹤實(shí)驗(yàn)，燕鷗飛了將近100 000千米，相當(dāng)于地球周長的兩倍多。

瑞典隆德大學(xué)的安德斯·赫登斯特羅姆說：“研究者自1890年起就用在鳥腳上戴腳環(huán)的方式研究鳥類了，但是腳環(huán)上的數(shù)據(jù)只會(huì)告訴你鳥類在什么地方被重新捕獲，一旦它們遠(yuǎn)走高飛，我們就不會(huì)得到任何有用的信息了?！?/p>

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)家可以借助非常輕的追蹤器，追蹤鳥類壯觀的旅程。通過這種方式，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了許多令人吃驚的結(jié)果。在短短的幾年內(nèi)對(duì)鳥類遷徙策略的了解，是過去一個(gè)世紀(jì)采用腳環(huán)的方法所無法獲得的。與此同時(shí)，隨著數(shù)學(xué)模型的建立和分子生物學(xué)的發(fā)展，也給這項(xiàng)研究帶來了不一樣的探索視角。

但是，鳥類的遷徙還有很多奧秘，比如鳥類真正的目的地是哪里？它們會(huì)為這樣漫長的旅途做哪些準(zhǔn)備工作?這些都有待科學(xué)家進(jìn)行不斷地探索。

鳥類為什么不厭其煩地進(jìn)行遷徙

一些有遷徙習(xí)性的鳥類會(huì)在冬天到來時(shí)離開北歐，去往氣候溫暖的非洲中部。當(dāng)另一個(gè)地方有適宜的溫度和足夠的食物時(shí)，它們會(huì)主動(dòng)離開那些氣候寒冷、白天短暫和食物緊缺的地方。這同時(shí)又產(chǎn)生了一個(gè)新的問題：為什么這些鳥類在春天冒著飛行幾千千米的生命危險(xiǎn)再次回去呢?它們?yōu)槭裁床灰恢贝跍嘏牡胤侥兀?/p>

其中一個(gè)學(xué)說是歸結(jié)于筑巢空間。赫登斯特羅姆說：“在熱帶地區(qū)，鳥類對(duì)筑巢地的競(jìng)爭非常激烈，所以它們選擇不與同類競(jìng)爭，在夏天向北飛尋找棲息地，以獲取食物和筑巢的空間。它們得提前到達(dá)那兒，畢竟最好的筑巢點(diǎn)會(huì)很快被其他鳥占領(lǐng)?！边@也就解釋了為什么不少候鳥急于在春天進(jìn)行遷徙。

目前所有的理論還無法解答為什么有些鳥類每年都要飛行數(shù)萬千米這個(gè)問題，它們?yōu)槭裁床粚ふ乙粋€(gè)更近的地方過冬呢?2014年的一次追蹤實(shí)驗(yàn)表明，角嘴海雀等鳥類飛行了大約8 000千米，跨越了北太平洋，從加拿大飛到中國或者日本。并且由于目的地的不同，它們的飛行還有一些小小的差異。

鳥類遷徙前的準(zhǔn)備工作

候鳥就像是優(yōu)秀的長跑運(yùn)動(dòng)員，它們?cè)谶w徙之前需要進(jìn)行一些認(rèn)真的準(zhǔn)備。在出發(fā)前的幾星期，它們身體內(nèi)的許多結(jié)構(gòu)都發(fā)生了顯著的變化。最明顯的是，它們開始不斷地增加體重。在許多情況下，這就意味著短暫性地增大消化器官，來盡可能地消化更多的食物。在出發(fā)前，它們又會(huì)縮小消化器官，來減少飛行時(shí)的體重。

遷徙前的準(zhǔn)備工作可不止這些。一些物種如紅腹濱鷸，通過大量增加心臟肌肉來給身體運(yùn)送含有更多氧氣的血液。斑尾塍鷸在增加攜氧能力方面具有最有效的途徑，其血紅蛋白(血液中攜帶氧氣的分子)含量可在遷徙前的一星期內(nèi)急劇升高。

這也解釋了為什么紅腹濱鷸可以一直不停歇地飛行超過11000千米的路程。另一個(gè)原因就是紅腹濱鷸并不僅僅依賴于體重的增加。赫登斯特羅姆說：“許多鳥類會(huì)在飛行過程中消耗肌肉組織。肌肉蛋白儲(chǔ)存有大量的水分，可以有效地避免脫水?！?/p>

是什么觸發(fā)了鳥類遷徙

候鳥往往能準(zhǔn)時(shí)出發(fā)遷徙，每個(gè)種類的所有個(gè)體一般都會(huì)在同一時(shí)間出發(fā)。雖然每年環(huán)境都在發(fā)生變化，但鳥類也表現(xiàn)出了足夠的反應(yīng)能力，所以它們能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候到達(dá)目的地。但是什么告訴它們應(yīng)該開始遷徙了呢?

最重要的指示就是季節(jié)變化所帶來的光照時(shí)間的變化，白天光照時(shí)長的變化在觸發(fā)機(jī)制中是一個(gè)主要的因素。但是鳥類不僅僅依靠光照時(shí)長的變化。在一次實(shí)驗(yàn)中，研究者人為保持光照時(shí)長的不變，一些鳥類仍然知道什么時(shí)候應(yīng)該開始遷徙。另外，熱帶地區(qū)的光照時(shí)長一年內(nèi)基本都保持不變，那么必定還有一些其他的觸發(fā)機(jī)制誘使鳥類離開。

氣壓的變化、食物是否充足等因素對(duì)遷徙也有一定的影響。2011年，美國科學(xué)家彼得·馬拉通過實(shí)驗(yàn)表明，美國紅尾鴝在干燥的越冬地區(qū)會(huì)延遲遷徙，意味著它們必須在出發(fā)前找到充足的食物來應(yīng)對(duì)長途飛行。

鳥類如何選擇遷徙路線

追蹤實(shí)驗(yàn)告訴我們，不同的鳥類會(huì)選擇截然不同的遷徙路線，而且往往不是直線飛行。以北極燕鷗為例，它們的飛行路線比直線距離大約多出了6 000千米。這種曲折的路線通常是為了找到合適的休息站，但是風(fēng)在其中也占了很大一部分原因。

因?yàn)轼B類飛行的速度相當(dāng)于風(fēng)速，所以來自頭部和側(cè)面的風(fēng)會(huì)構(gòu)成相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。一些追蹤實(shí)驗(yàn)表明，鳥類會(huì)改變飛行路線來尋找最適合的風(fēng)，從而節(jié)約能量。

斑頭雁遷徙時(shí)要飛越喜馬拉雅山山脈，它們時(shí)常要改變飛行高度，當(dāng)山谷里空氣的含氧量增高時(shí)，它們便降低高度至山谷間飛行，在必要時(shí)升高高度，這顯著降低了行程的能量成本和生理壓力。

鳥類如何進(jìn)行導(dǎo)航

鳥類如何依賴自己的感官尋找遷徙路線現(xiàn)在依舊是未解之謎。單獨(dú)遷徙的鳥類必須要弄清楚飛行路線，而不是一味地追趕。保守地說，鳥類可能是動(dòng)用了全部的感官，太陽和星星等視覺標(biāo)志為它們提供了位置信息，正如氣味對(duì)于海鳥的作用一樣。但是肯定還有別的因素在起作用，因?yàn)楫?dāng)鳥類處于完全黑暗的條件下時(shí)，它們依然能找到起飛的正確方向。鳥類利用地球磁場(chǎng)導(dǎo)航的能力已經(jīng)困惑科學(xué)家?guī)资炅耍F(xiàn)在科學(xué)家也正在努力探索分子層面的機(jī)理。

遷徙鳥類的死亡威脅

候鳥在遷徙過程中經(jīng)常會(huì)遭遇死亡威脅，導(dǎo)致鳥類死亡的原因很多，這也導(dǎo)致了很難獲得死亡原因的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。其中，風(fēng)暴曾經(jīng)是位列首位的原因。

到目前為止，最大的威脅來自我們?nèi)祟?。地中海附近的國家每年都大量屠殺候鳥，研究者估計(jì)，每年大約有2500萬只候鳥被非法獵殺或者捕捉。

另外，天氣變化給候鳥帶來了新的威脅。氣溫升高可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)極端天氣和無法準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)天氣。這給鳥類的遷徙帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

人類制造的最大的威脅是對(duì)鳥類棲息地的破壞。適宜的棲息地每年都不斷地消失，這意味著給候鳥提供食物、水分以及休息的場(chǎng)所越來越少。你可能認(rèn)為鳥類具有長距離遷徙的能力，它們可以找到更好的地方覓食和交配，但是遷徙已經(jīng)讓它們變得十分脆弱。目前，世界上候鳥的種群正在急速下降，并且下降的速率遠(yuǎn)超過那些不遷徙的鳥類。