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從蜣螂到海豹,還有哪些動物依靠星星導航?

2019-11-6 17:59

來源:國家地理|324人參與|0評論

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自古代開始,人類便可以利用星辰確定方向,但掌握這門技術的可不只有人類,一個量小卻種類繁多的物種群也能依靠夜空繁星指引方向。

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  撰文:FIONA MCMILLAN

  有這樣一群小而多樣的物種群體,它們可以依靠夜空中的星辰尋找食物和配偶。

從蜣螂到海豹,這些動物都依靠星星導航

  港海豹(如圖,阿拉斯加南索耶冰川上兩只好奇的港海豹)是目前已知的第一個利用星辰導航的海洋哺乳動物。

  攝影:MICHAEL MELFORD, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  自古代開始,人類便可以利用星辰確定方向,但掌握這門技術的可不只有人類,一個量小卻種類繁多的物種群也能依靠夜空繁星指引方向。一些動物能識別星群的運動,還有的能通過某些特別明亮的獨立星體來確定方位。另外一小部分可以利用我們的星系——銀河系來繪制它們的航線。

  從蜣螂到海豹,對它們來說依靠星辰導航是一項至關重要的技能,因為這能幫助它們遷徙、尋找食物或配偶。即使是像蜣螂那么小的生物(其大腦有一粒米那么大),只要抬頭仰望星空,就能知道該去往哪里。

  “我覺得這非常有趣,”瑞典隆德大學(Lund University)動物導航專家瑪麗·達克(Marie Dacke)說道?!懊看撾銥吹津掾?,我都會被它們的能力所震撼?!?/p>

  星辰羅盤是若干導航信號之一,與可見地標、月球位置、風向,甚至地球磁場一樣。

  科學家們希望了解這些星辰導航員的眼睛和大腦是如何進化到能對來自太陽系以外的視覺信號做出反應的。這樣的研究有助于我們進一步了解光污染對野生動物的影響,甚至可能提升需要找路的機器人的設計。

  下面讓我們來認識幾個星辰導航員吧。

  靛藍彩鹀(Indigo buntings)

  與許多遷徙的鳴禽一樣,北美的靛藍彩鹀也會飛往南方過冬——而且它們更喜歡在晚上飛行。

  1967年秋,密歇根州的研究人員在靛藍彩鹀的遷徙過程中隨機捕獲了幾只。他們把這些鳥帶到密歇根州弗林特市的羅伯特T·朗威天文館(Robert T. Longway Planetarium),然后把它們安置在了一個特殊的籠子里,在那里它們可以看到星光閃耀的圓頂。

從蜣螂到海豹,這些動物都依靠星星導航

  為了確定飛行方向,靛藍彩鹀會觀察近距離的星座如何圍繞一個中心點(如北極星)旋轉的。

  攝影:GEORGE GRALL, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  在遷徙季節,鳴鳥在起飛前會在自己想去的方向上跳躍以確定航向。在天文館中,夜空會圍繞著北極星旋轉,模仿著自然夜空的運動,不出所料,鳥兒們會試圖向南跳躍。

  然而,當研究人員移除了北極星附近35度范圍內的星座時,有趣的事情發生了:靛藍彩鹀失去了方向感。

  研究表明,單個星體對這些鳥類來說并不重要,重要的是看到近距離星座圍繞一個中心點的旋轉,這能幫助它們在野外確定哪里是北方,然后利用這些信息飛向南方。

  港海豹(Harbor seals)

  千百年來,波利尼西亞的水手們一直依靠指路星在海上尋找方向,但是港海豹可能比他們搶先一步掌握了這一技能。

  港海豹生活在北半球大西洋太平洋沿岸,大部分時間都在夜間覓食。在這種情況下,它們很難找到陸地標志。

  2006年,德國和丹麥的科學家們為了研究港海豹靠星辰導航的可能性,將兩只來自德國海洋科學中心的港海豹圈養在一個特制的浮動天文館里。

  根據2008年的一項研究,研究人員訓練這兩只名為Nick和Malte的鰭足動物朝著特定的指路星游動,他們還發現這些動物可以從北半球夜空的真實投影中識別出一顆星星。

  這表明,海豹可能會利用特定的星辰作為導航信號,冒險遠離海岸——這是海洋哺乳動物利用星辰導航的第一條科學證據。

  達克指出,若在野外也是如此,那么這種基于星辰的導航可能使海豹能夠在一個區域內有效地搜尋食物。

  蜣螂(Dung beetles)

  達克說,海豹能看到單個的星體,因為像所有脊椎動物一樣,它們的眼睛“很像照相機——角膜和晶狀體的共同作用相當于凸透鏡,把來自物體的光會聚在視網膜上,形成物體的像。這種解剖結構可以讓大量光線進入,因而能夠探測到像星星這樣相對昏暗的小物體。

  相比之下,昆蟲無法看到單個星體,它們的復眼無法探測到像光點那樣微小的細節。然而,像銀河系這樣大而稠密的星群在它們看來就像一條單一的發光帶。對于夜間活動的非洲蜣螂薩提洛斯屎殼郎(Scarabaeus satyrus )來說,銀河系是一個很有用的參照物。

  一聞到新鮮的糞便,這些甲蟲就飛了進來。但是競爭是激烈的,所以一些屎殼郎會做一個糞球,然后盡快把它滾到一個更隱蔽的地方。達克說:“這就像在餐館打包帶走一樣?!?/p>

從蜣螂到海豹,這些動物都依靠星星導航

  烏干達,一種叫S. sacer的蜣螂正在推一個糞球。已知有幾種蜣螂能夠利用天體導航。

  攝影:RONAN DONOVAN, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  再強調一次,效率是關鍵——以直線行進的甲蟲可以在最短的時間內跨越最遠的距離。

  為了做到這一點,薩提洛斯屎殼郎通?;嶗迷慮虻鈉窆獾己?。但是根據達克的研究,在沒有月亮的夜晚,銀河系會成為它們的另一個導航儀。達克說,這種甲蟲是唯一被證實能利用銀河系導航的動物。

  “只要它們保持初始位置的方向不變,它們就會一直往前走,”她說道。

  達克補充說,可能還有更多的動物依靠星辰導航。例如,最初的證據表明,歐洲知更鳥、黃色后翅蛾,甚至可能還有蝗蛙都能做到這一點。

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