聽說你出門離不開手機(jī)導(dǎo)航？海豹、蜣螂們都笑了

貝琳達(dá)·雷西奧

大家身邊一定有“路癡”的朋友，可能你自己就是“路癡”。在日常生活走了很多次的路，一不留神我們可能還是會(huì)“找不到北”。所幸如今現(xiàn)代科技發(fā)明了GPS，我們能隨時(shí)隨地用手機(jī)打開導(dǎo)航系統(tǒng)，“路癡”們都能順利找到“回家的路”。

然而，沒法用GPS的動(dòng)物們是如何辨別方向、規(guī)劃路線的呢？說出來只怕你會(huì)嫉妒……

斑海豹會(huì)觀星象來導(dǎo)航

我們發(fā)現(xiàn)，斑海豹時(shí)常會(huì)躍出水面。當(dāng)它們想要查看水上的環(huán)境時(shí)，就會(huì)快速拍打自己的鰭狀肢，以“彈跳”的姿勢(shì)躍起。大多數(shù)海洋哺乳動(dòng)物的彈跳都是為了搜尋獵物、防范天敵，也為了更好地看清水面上的游船或皮艇，或是為了尋找岸上的地標(biāo)，把它們當(dāng)作參照物來確定自己的位置。

但根據(jù)科研人員的研究，當(dāng)斑海豹在夜里彈跳時(shí)，它們可能是在利用天體導(dǎo)航。

了解海豹如何利用天體導(dǎo)航前，你需要理解兩個(gè)“天體導(dǎo)航”的術(shù)語：導(dǎo)航星和方位點(diǎn)。導(dǎo)航星是一個(gè)諸如太陽、月亮、行星或單星的天體，它被當(dāng)作導(dǎo)航的參照物；方位點(diǎn)是指導(dǎo)航星正下方地平線上的點(diǎn)。

在人類的航海史上，當(dāng)水手跨越海洋時(shí)，他們會(huì)依靠導(dǎo)航星和方位點(diǎn)的距離來確定自己的方位，以此計(jì)算自己和赤道的南北距離。斑海豹也可能會(huì)用類似的方法進(jìn)行導(dǎo)航。

研究人員將一個(gè)環(huán)形水池改造成天文館：在環(huán)形水池上方加蓋了一個(gè)穹頂，穹頂上能夠投射大約6000個(gè)光點(diǎn)，以模仿北半球夜空的星體和星座。然后，他們分別培訓(xùn)了兩只雄性斑海豹，讓它們來定位一顆導(dǎo)航星。研究中，導(dǎo)航星天狼星是夜空中最亮的星。此外，研究者還用一支激光筆提升了它的亮度。海豹必須從水池中央游向天狼星的正下方，如果它們能到達(dá)正確的地點(diǎn)，就會(huì)得到食物獎(jiǎng)勵(lì)。

測(cè)試過程中，研究者會(huì)隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穹頂。這樣對(duì)海豹來說，天狼星就會(huì)處于一個(gè)陌生的位置。研究者也不再使用激光筆。但海豹始終能夠準(zhǔn)確地找到天狼星，并且準(zhǔn)確地在水池中觸碰天狼星下方的位置，適應(yīng)環(huán)境后的它們觀星的準(zhǔn)確率甚至能達(dá)到100%。因此，研究者們都認(rèn)為，斑海豹在辨認(rèn)導(dǎo)航星方面具有“一流的精確度”，他們由此推斷斑海豹會(huì)利用天體導(dǎo)航。

這項(xiàng)研究最為寶貴的一點(diǎn)是：它提醒我們，人類并不是唯一會(huì)觀察星體的動(dòng)物。海豹、鳥類、鯨魚和其他很多動(dòng)物都會(huì)夜觀星象，在進(jìn)行長(zhǎng)距離遷徙時(shí)，為了保持正確的航向，都會(huì)利用星體作為參照物進(jìn)行“導(dǎo)航”。

圣甲蟲會(huì)默記“天體圖”

圣甲蟲是一種蜣螂，喜歡把自己的卵包藏在糞球中，然后把糞球沿著東西方向來回滾動(dòng)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，這種甲蟲擁有“特殊力量”，而且是和星空有關(guān)。他們發(fā)現(xiàn)，糞便其實(shí)是圣甲蟲的食物，也是它們制造孵卵糞球（孵化室）的原材料。雄性圣甲蟲會(huì)圍在糞堆旁，盡可能多地收集糞便，并將之滾成彈珠大小的球體。然后，它們必須把糞球迅速收藏起來，不然就可能被其他一些喜歡走捷徑的甲蟲直接搶走或偷走。對(duì)一只小蟲子來說，運(yùn)走一個(gè)糞球是件不容易的事。要盡快運(yùn)走這個(gè)糞球，就必須找到最佳的運(yùn)輸路線。它們發(fā)現(xiàn)，從導(dǎo)航的角度來說，最佳的撤退路線就是沿著直線將糞球推走，這么做還可以避免無意中又將糞堆轉(zhuǎn)回原處。所以圣甲蟲滾動(dòng)糞球的路線通常都是一條精準(zhǔn)的直線，非常神奇。

更神奇的是，在把糞球推走之前，圣甲蟲還會(huì)表演一段“舞蹈”——它們會(huì)爬到糞球上方，旋轉(zhuǎn)一周。這種“舞蹈”并非只跳一次，如果搬運(yùn)途中遇到了障礙或者糞球滾偏了，它們還會(huì)再次“跳舞”。圣甲蟲為什么要在糞球上“跳舞”呢？瑞典隆德大學(xué)的一個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)其進(jìn)行了研究，他們發(fā)現(xiàn)，圣甲蟲的這種“舞蹈”正是為了進(jìn)行定位。當(dāng)它們爬到糞球上方時(shí)，其實(shí)是在查看太陽或月亮的位置，并利用這些信息來設(shè)計(jì)一條通往家門口的筆直路線。

為了驗(yàn)證這些甲蟲是否真的會(huì)依靠星體進(jìn)行“導(dǎo)航”，科學(xué)家在天文館里設(shè)置了一個(gè)觀察區(qū)，通過改變投映在穹頂?shù)男呛訄D來觀察甲蟲們的行動(dòng)。他們呈現(xiàn)了三種星空來對(duì)圣甲蟲進(jìn)行測(cè)試：一種星空只呈現(xiàn)了夜空中最亮的恒星，一種只呈現(xiàn)了閃著柔光的銀河，還有一種呈現(xiàn)了所有的星體和銀河。他們還給甲蟲戴上了阻擋視線的“帽子”，測(cè)試它們?cè)诳床坏揭箍諘r(shí)如何“導(dǎo)航”。在后兩種情況下，甲蟲們都行動(dòng)迅速，并很快找到最直的路線執(zhí)行歸家任務(wù)。一旦看不到銀河，甲蟲們就會(huì)放慢腳步，開始走“迂回路線”。如果給甲蟲戴上了阻擋光線的“帽子”，它們就會(huì)迷失方向——為了確認(rèn)不是戴帽子的感覺導(dǎo)致了甲蟲對(duì)方向的迷失，科學(xué)家還給甲蟲們使用了透明的“帽子”重新測(cè)試，從而證明問題并不在于“帽子”，而主要在于“帽子”阻礙了它們觀看星空的視線。

顯然，測(cè)試證明了銀河之光似乎對(duì)甲蟲們的行動(dòng)路線極其重要，但是科學(xué)家還是不知道甲蟲具體是如何“導(dǎo)航”的。

為了解開這個(gè)謎題，科學(xué)家們又設(shè)計(jì)了另一個(gè)實(shí)驗(yàn)。他們先利用天文館的投影設(shè)備重新編排了月亮和星星的位置，然后放出甲蟲，觀察它們對(duì)這個(gè)全新星空的反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，甲蟲依舊跳起“導(dǎo)航舞”，并在新的夜空下找到了自己的方位，然后在測(cè)試區(qū)走出了一條獨(dú)特的“甲蟲路線”。科學(xué)家終于明白，圣甲蟲其實(shí)是在糞球上跳舞時(shí)，先在大腦中為星空保存一張“快照”，之后在行走途中，它們會(huì)不斷地將這張保存在大腦的星空?qǐng)D和真正的外在星空進(jìn)行對(duì)比。憑借這種方法，它們就能確保不偏離軌道。