作者理查德·霍兰德和德米特里·基什涅夫，《对话》 信用:muratart/Shutterstock 每年，数十亿只鸣禽在欧洲和非洲之间迁徙数千英里，然后年复一年地重复同样的旅程，在它们第一次伟大旅程中选择的同一个地方筑巢
这些微小的鸟类独自在暴风雨的海洋、广阔的沙漠、极端的天气和温度中旅行时，表现出非凡的导航精度，这一直是行为生物学中经久不衰的秘密之一
我们知道，鸟类受风的冲击如此之大，以至于它们明显偏离了它们的迁徙路线，如果它们已经完成了一次迁徙，它们就能够重新调整它们的路线
这表明鸟类的导航能力——其中一些是建立在罗盘方向感的基础上——包括一种从他们从未到过的地方找到回家的方法的机制
现在，我们对欧亚芦苇莺的新研究发现，这种非凡的能力包括一张“磁性地图”，其工作原理类似于我们人类的坐标系
令人惊讶的是，我们的研究发现，这些鸟能够理解数千英里外它们从未到过的地方的磁场——这表明有些鸟可能拥有一个“全球定位系统”，可以告诉它们如何从地球上的任何地方回家
思维导图 众所周知，成年鸟会开发某种导航地图来帮助它们迁徙
他们如何做到这一点仍有争议
一些线索被提议作为候鸟的向导——包括气味、红外线，甚至重力的变化
然而，越来越多的证据表明，地球磁场是解开这个谜最有可能的方法之一
有人提出，地球磁场的不同参数可以形成一个南北向和东西向的网格，鸟类可以遵循这个网格
这是因为磁场强度(磁场强度)和磁倾角(磁力线与地球表面形成的角度，也称为“倾角”)都大致从北向南延伸
磁偏角——磁北极和地理北极的方向之差——提供了东西轴
尽管在很大程度上同意某些鸟类是通过地球磁场导航的，但科学家们还没有弄清楚他们使用什么样的感官来检测它——或者是否使用了多个系统来检测磁场的不同参数
其他动物，如海龟，也能感知磁场，但同样的不确定性也适用
无论如何，如果鸟类已经知道磁场强度随着它们向北移动而增加，它们应该能够探测到它们在南北轴上的位置，无论它们在哪里
类似地，如果他们经历的赤纬值比他们以前经历的任何东西都大，他们应该知道他们在更东边
在此基础上，理论是他们可以计算他们在网格上的位置并纠正他们的方向
这意味着鸟类基本上使用类似于笛卡尔坐标的系统导航——这是现代全球定位系统导航的基础
如果这个坐标理论是准确的，这将意味着鸟类应该能够利用它们的磁场参数知识来估计它们在地球上任何地方的位置——通过提取或扩展它们的导航规则
然而，迄今为止，还没有明确的证据表明鸟类可以用这种方式利用磁场
但是，我们对迁徙的欧亚芦苇莺——或称剪尾雉——的新研究首次展示了明确的证据，证明它们确实可以做到这一点
不真实的北方 为了证明坐标理论，我们使用了一种叫做“虚拟位移”的技术
“我们通过把鸟放在一个叫做“埃姆伦漏斗”的小笼子里来测试它们的定向行为
“当一只鸟试图从笼子里飞出来时，它会在它试图飞向的方向留下划痕
值得注意的是，我们发现这与它试图在野外迁徙的方向一致，我们从以前的实验中知道了这一点
为了测试鸟类是否使用磁场来绘制它们的起飞路线，我们将电磁漏斗放在“亥姆霍兹线圈”内——这是一种允许我们改变鸟类附近磁场性质的装置
这样做，我们创造了一个虚拟的位移
这只鸟不会移动:它会在被捕获的地点接受测试，所有其他变量保持不变——除了磁场之外，我们改变了磁场，以匹配其正常范围东北方很远的位置
我们选择了这个位置，这样它将远远超出鸣鸟以前经历过的任何磁场
只有当鸟类能够根据它们周围的磁场来绘制它们的位置时，它们才会意识到它们的位移——事实上，它们确实做到了，在现实世界中改变了它们的起飞方向，朝着“错误”的方向飞行，但是在我们围绕它们的电磁漏斗创造的磁场世界中，朝着“正确”的方向飞行
即兴表演 虽然这个信号可能与芦苇莺和其他迁徙鸣禽有关，但它绝不是鸟类使用的唯一导航系统
其他鸟类，包括海鸟和信鸽，已经被证明需要嗅觉线索(气味和气味)来导航
在这个阶段，我们不明白这些不同偏好背后的原因
此外，尽管我们更接近于理解鸟类如何利用磁性线索导航的奥秘，但它们如何感知磁场仍然是个谜
有人认为，鸟类通过一种叫做隐色素的光敏分子，或者通过含有磁性氧化铁颗粒的感觉细胞来感知磁性值——但这两者的确切证据尚未提供
然而，行为证据继续强调，地球磁场在帮助一些鸟类每年进行史诗般的繁殖过程中是至关重要的——提供了一个全球定位系统，这可能只是为鸟类提供了一个完整的世界导航地图
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