動物導(dǎo)航能力堪比GPS

張景陽

內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特草原上的一只駱駝去年被賣到了100公里之外的一戶牧民家。時隔近一年，這只駱駝獨自穿越圍欄、公路，走了100公里路程，又回到了原主人的家中。俗話說“老馬識途”，駱駝也是如此嗎·

本領(lǐng)卓越源于能力特殊

內(nèi)蒙古生物技術(shù)研究院特聘高級工程師張志剛說：“馬和駱駝等動物能夠找到回家的路，很大程度上是靠嗅覺、視覺和記憶力?！?/p>

據(jù)專家介紹，長期生活的環(huán)境中所包含的氣味、聲音和畫面等，都會在動物的腦海中留下印象，動物會將從外界獲取的信息與腦海中保存的信息進行對比，并在兩種信息不斷接近的過程中尋找歸途。不過，這種導(dǎo)航能力在動物界只能算是“初級水平”，一些動物導(dǎo)航的精準(zhǔn)度和效率，完全不亞于現(xiàn)代先進的導(dǎo)航技術(shù)。這是因為，這些導(dǎo)航能力卓越的動物都具有某些特殊的能力。

早在1949年，奧地利動物學(xué)家卡爾·馮·弗里士發(fā)現(xiàn)，蜻蜓、蜣螂等許多復(fù)眼昆蟲就具備超越人類的偏振光識別能力，進而幫助它們進行導(dǎo)航。來自希伯來大學(xué)和特拉維夫大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蝙蝠在大尺度的地理位置上進行導(dǎo)航時，能夠表現(xiàn)出非凡的空間記憶力，這種能力在一定程度上已經(jīng)接近人類。此外，科學(xué)家目前還發(fā)現(xiàn)約50種動物（包括哺乳動物、鳥類、兩棲動物、爬行動物、魚類、昆蟲）具備利用地球磁場為自己的活動進行導(dǎo)航的物理感知能力。

事實上，動物感知地磁場的方式復(fù)雜多樣，比如來自瑞典隆德大學(xué)的科學(xué)家測試了斑胸草雀體內(nèi)的蛋白質(zhì)后發(fā)現(xiàn)，這種鳥類的眼睛里含有一種特殊的蛋白質(zhì)，能夠起到磁感受器的作用，讓斑胸草雀能夠“看到”地磁場。

不僅認路還會計算路程

張志剛介紹：“生理結(jié)構(gòu)的獨特性，是動物具備卓越導(dǎo)航能力的基礎(chǔ)條件。更神奇的是，一些動物甚至掌握了特殊的路線計算方法。”

據(jù)了解，螞蟻的眼睛里也有對偏振光敏感的光感受器。法國生物機器人專家斯特凡·維奧萊表示，在利用偏振光進行導(dǎo)航的過程中，螞蟻首先會利用這些光線確定方向，然后計算出返回起點的最直接路徑。例如，螞蟻向北移動一段距離，然后又向東移動兩倍距離，如果它想回到起始位置，那么它就會向西南方向行進。無論螞蟻尋找覓食地點的路徑多么曲折，當(dāng)它返回巢穴的時候，幾乎都是沿直線返回。

昆蟲可以通過估算自己飛過路線的方向和距離，判斷自己與起始位置的相對位移，這種方法也叫路徑積累。動物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蜜蜂不僅掌握了路徑積累的方法，還能將路徑信息準(zhǔn)確地傳達給同伴。比如，當(dāng)一只工蜂滿載花蜜返回蜂箱時，它會來回搖晃地舞蹈，如果花蜜的位置與蜂巢的距離在50米之內(nèi)，工蜂就會跳圓舞；一旦花蜜位置距離蜂巢超過50米，它就會跳“8”字舞；在跳到“8”字交界處時，它會以每秒13次的頻率快速抖動身體，發(fā)出嗡嗡聲，同時左右擺動，每擺動一次表示大約50米的距離。而且，工蜂搖擺的方向還能表示花蜜的方位，搖擺的平均角度則表示采集地點與太陽位置的角度。

動物導(dǎo)航也會看“路標(biāo)”

就像人類導(dǎo)航會看路標(biāo)一樣，自然界中，很多動物導(dǎo)航也需要借助一些參照物。

例如，剛孵化出來的小海龜需要立即游進大海來躲避天敵的侵害，它們能夠以光線來辨別海面和海岸，只要海岸上沒有燈光，光線明亮處一定是大海。一旦進入海中，海龜又會切換到以海浪的方向為參照物，海浪撲來的方向才是大海深處。

鳥類則是偏向以天體作為參照物的典型代表，這是因為鳥類的眼睛長在頭部的兩側(cè)，這使它們能夠同時看到頭部兩側(cè)的區(qū)域，有利于實時觀察太陽、月亮、星辰等天體的運動。此前的一些研究顯示，盡管夜間遷飛的鳥類并不見得能認出北極星，但它們能夠看到一定距離范圍內(nèi)的星座圍繞北極星轉(zhuǎn)動的過程，從而準(zhǔn)確判斷出南北方位。

（摘自《科技日報》2020年9月10日，有刪節(jié)）