鳥類遷徙時如何導航?

生活科學趣談

候鳥遷徙過程中如何收到“停止信號” –  熱點資訊發布於2022年1月31日

小時候三峽的舅舅有養鴿子,因此頗好奇賽鴿到底是如何從未曾去過的南部飛回鴿舍。較為人們所熟知的機制是依靠地磁導航,其中有一種假說是鳥類可藉由視網膜上 隱花色素蛋白 的自由基對(radical-pair)磁感應來”看見”地磁

Wolfgang Wiltschko 和 Roswitha Wiltschko 於1972年發表在 Science 上的一篇論文”Magnetic Compass of European Robins” ,根據當時的研究數據,歐洲知更鳥只能感知所處地點的磁傾角(磁場方向與水平面的夾角),但並無法區分南北極或磁場強度。 1976年, Wiltschko 夫婦和美國康奈爾大學的研究團隊聯合在 Science 上再次發表”Magnetic Direction Finding: Evidence for Its Use in Migratory Indigo Buntings“,論文中提及靛藍彩鵐對於地球磁北極和人工磁場磁北極的感知能力。至此,鳥類能藉由地磁來遷徙的概念終於被學術界廣泛接受。

至於依靠地磁導航的另一種假說「鴿子是依靠上喙的磁鐵礦顆粒來感知地磁」則已被推翻 → Nature:鴿子的導航技能與其喙部含鐵細胞無關

回來看這篇〈磁性導航:候鳥遷徙過程中如何收到停止信號〉→ “Magnetic stop signs signal a European songbird’s arrival at the breeding site after migration“。出生地的磁傾角是在鳥類羽翼未豐之前經由學習而來的地磁印記,隨後遷徙到覓食地(移動的方向和距離)則是藉由遺傳的本能。若將雛鳥移走並釋放到其他地方,長大後的出生歸巢行為(Natal homing)是回到釋放點而非原出生地。經由研究的數據顯示,第一次遷徙返回出生地來繁殖是藉由磁傾角的微小變化來得知。但這只能知道正確的停止緯度,但不一定是正確的經度

上則影片1分30秒顯示亞成鳥與成鳥之間的差異,顯然成鳥還具有其他的導航機制。根據研究指出,鴿子可聽到 0.1 Hz的低頻次聲波(infrasound),Dr. Jonathan Hagstrum 就認為若使用地磁訊號並無法得知東西方向上的經度。因此鴿子不管被施放到哪裡,會先聆聽尋找與家鄉一模一樣的聲音訊號,然後利用繞圈子產生的都卜勒效應來幫助牠們找到飛行的正確方向

這似乎有點道理,以下列這則影片而言,賽鴿是在距離基隆東北方300公里遠的海上釋放。放飛後藉由感知地磁方向其實對於歸巢並沒有太大幫助,因為賽鴿不知道牠是在鴿舍的北邊、南邊、東邊還是西邊。縱使能藉由磁傾角來得知緯度,感知出鴿舍是在南邊,但是海上放飛後由於沒有地標來輔助,因此也不知道要偏東飛還是偏西飛才能飛回台灣,於是就只好先繞圈子來確定家的方向。如果釋放時沒有出太陽,繞圈辨認方位的行為就會持續較久,畢竟缺少了陽光在天空中的偏振光帶來輔助辨認,那麼就只能依靠其他的方法了。

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