為什么鴿子無(wú)論飛到哪里都能回到自己的家？

問(wèn)個(gè)問(wèn)題：當(dāng)你平時(shí)出遠(yuǎn)門(mén)去到一個(gè)陌生的地方后，是怎樣回家的呢？絕大多數(shù)人的答案都會(huì)脫口而出：“導(dǎo)航！”

隨著我國(guó)衛(wèi)星技術(shù)的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在地圖導(dǎo)航已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，幫助千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)分不清東西南北的小伙伴擺脫迷路的煩惱。

但是，在導(dǎo)航技術(shù)問(wèn)世之前，大家是怎么找到路的呢？

古人最開(kāi)始憑著一張問(wèn)不煩的嘴和一雙跑不斷的腿，慢慢摸索，只是費(fèi)些時(shí)日。后來(lái)出現(xiàn)了很多可以參照的工具，其中最重要的莫過(guò)于地圖和指南針。人們使用手繪地圖來(lái)輔助導(dǎo)航，這些地圖以地標(biāo)、特定的路線(xiàn)和方向指示為基礎(chǔ)，雖然做工粗糙，但極為有用。

除此之外，人們還可以通過(guò)觀(guān)察動(dòng)物和植物的行為來(lái)判斷方向。例如，候鳥(niǎo)的遷徙方向、螞蟻的行走路線(xiàn)和樹(shù)木的生長(zhǎng)方向等都可以提供有用的導(dǎo)航線(xiàn)索。

那么，沒(méi)有現(xiàn)代導(dǎo)航設(shè)備，動(dòng)物是如何找到方向的？人為什么不行呢？

動(dòng)物是如何導(dǎo)航的？

每當(dāng)初春晚秋，天空中常會(huì)呈現(xiàn)候鳥(niǎo)遷徙的壯觀(guān)景象；即使在陰雨天，蜜蜂也能借助“8”字舞來(lái)指示蜜源的方向與位置；鴿子無(wú)論飛到哪里，都能回到自己的家……動(dòng)物們?cè)诒嬲J(rèn)方向這方面完全超越人類(lèi)，可謂是八仙過(guò)海、各顯神通。

“火眼金睛”的視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)

視覺(jué)是動(dòng)物辨別方向最常利用的感覺(jué)之一，例如，候鳥(niǎo)可以利用地標(biāo)、太陽(yáng)位置和星座等來(lái)確定飛行方向，這叫作動(dòng)物的星月導(dǎo)航系統(tǒng)，也被稱(chēng)為天文導(dǎo)航。

利用這類(lèi)導(dǎo)航方式的代表動(dòng)物有旅鳥(niǎo)、海龜和昆蟲(chóng)等。遷徙的鳥(niǎo)類(lèi)往往會(huì)利用夜空中的星星和星座的位置來(lái)確定方向；海龜孵化后會(huì)尋找月球的光影反射在海面上形成的路徑，然后沿著這條路徑爬行到達(dá)海洋；一些昆蟲(chóng)如蜜蜂和螞蟻觀(guān)察太陽(yáng)和月球的位置，利用它們的運(yùn)動(dòng)來(lái)確定自己的方向。

那我們所熟知的飛蛾撲火又是怎么一回事呢？?jī)H僅是因?yàn)轱w蛾喜歡光亮嗎？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，之前主要有光線(xiàn)導(dǎo)航誤導(dǎo)、化學(xué)信號(hào)干擾、遺傳編程三種猜想，后來(lái)經(jīng)過(guò)科學(xué)家的長(zhǎng)期試驗(yàn)和觀(guān)察，終于解開(kāi)了飛蛾撲火的神秘面紗：這其實(shí)是根據(jù)月光進(jìn)行定位才引發(fā)的。

在夜間飛行活動(dòng)時(shí)，飛蛾等昆蟲(chóng)是依靠月光來(lái)判別方向的。當(dāng)飛蛾看到燈光時(shí)，會(huì)把它錯(cuò)誤地當(dāng)成月光。一般情況下，飛蛾同月球保持固定角度，就可以使自己朝一定的方向飛行。然而，由于燈光距離較近，于是飛蛾只能繞著燈光打轉(zhuǎn)，螺旋飛翔的過(guò)程中使得飛蛾到火光的距離越來(lái)越近，直至被火苗吞噬。所以飛蛾撲火只是火源干擾了飛蛾的方向判斷，并不是飛蛾徑直飛進(jìn)火苗中的。

此外，一些動(dòng)物還可以通過(guò)觀(guān)察地面上的紋理模式、風(fēng)向標(biāo)志和自然地貌等來(lái)辨別方向。

“耳聽(tīng)八方”的聽(tīng)覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)

一些動(dòng)物，特別是海洋中的動(dòng)物，可以利用聲音的傳播和接收來(lái)辨別方向。例如，鯨魚(yú)可以利用聲波在海水中的傳播速度和方向來(lái)導(dǎo)航；一些昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)類(lèi)可以通過(guò)聽(tīng)覺(jué)感知地面上的聲音和風(fēng)向來(lái)確定方向。

“洞察秋毫”的嗅覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)和磁場(chǎng)導(dǎo)航系統(tǒng)

一些動(dòng)物，特別是哺乳動(dòng)物，可以通過(guò)嗅聞空氣中的氣味來(lái)確定特定區(qū)域的方向。例如，狗可以通過(guò)追蹤氣味的濃度和方向來(lái)找到特定的目標(biāo)。

某些動(dòng)物還具有地磁感應(yīng)能力，它們可以感知地球磁場(chǎng)的方向并據(jù)此導(dǎo)航。例如，候鳥(niǎo)可能依賴(lài)地球磁場(chǎng)來(lái)確定飛行的方向。

本領(lǐng)的來(lái)源

動(dòng)物是如何具備這些本領(lǐng)的呢？是與生俱來(lái)的，還是通過(guò)后天訓(xùn)練形成的呢？其實(shí)在自然界中，二者兼有之。

生性使然

一些動(dòng)物天生具備辨別方向的能力。這是因?yàn)樗鼈兩眢w內(nèi)部存在著導(dǎo)航和定向的生物指南針。例如，候鳥(niǎo)、海龜和一些昆蟲(chóng)可以利用地磁感應(yīng)來(lái)確定方向，這些能力是動(dòng)物在遺傳層面上擁有的，它們通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)中特定的感知器官與環(huán)境相互作用。

習(xí)慣使然

另一些動(dòng)物可能需要通過(guò)后期學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)形成辨別方向的能力。它們通過(guò)觀(guān)察和學(xué)習(xí)環(huán)境中的視覺(jué)、聲音、嗅覺(jué)和其他感官信號(hào)來(lái)確定方向。長(zhǎng)期生活的環(huán)境中所包含的氣味、聲音和畫(huà)面等，都會(huì)在動(dòng)物的腦海中留下印象。

然后，動(dòng)物會(huì)將外界獲取的信息與腦海中的信息進(jìn)行對(duì)比，并在兩種信息不斷接近的過(guò)程中尋找歸途。例如，年輕的候鳥(niǎo)需要跟隨成年候鳥(niǎo)的遷徙路線(xiàn)來(lái)學(xué)習(xí)和記憶正確的方向，昆蟲(chóng)也可以通過(guò)觀(guān)察太陽(yáng)位置和風(fēng)向來(lái)找到食物或筑巢的方向。

人類(lèi)如何辨別方向

雖然人類(lèi)生來(lái)不具備大多數(shù)動(dòng)物識(shí)別方向的本領(lǐng)，但是我們憑借遠(yuǎn)超其他動(dòng)物的記憶力和分析能力彌補(bǔ)了在這方面的缺陷。

人類(lèi)可以記住生活中的諸多參照，并以此來(lái)判別方向。太陽(yáng)東升西落，正午時(shí)刻的太陽(yáng)總是準(zhǔn)確地指向正南方，夜晚的北極星位于正北，房屋一般坐北朝南，樹(shù)木南側(cè)的葉子比北側(cè)的葉子更濃密……

就算在城市里分不清東西南北，但大家都知道“上北下南左西右東”，因此，當(dāng)把右手邊朝向朝陽(yáng)的時(shí)候，整個(gè)人在地圖上的投影正好就是“面北背南左西右東”，自然也就能找到自己的方向。

◎ 撰文|北京科學(xué)中心

◎ 來(lái)源|數(shù)字北京科學(xué)中心