臨近入冬，又到了候鳥(niǎo)南遷的時(shí)節(jié)。但最近，一群南遷的金腰燕意外滯留在黑龍江五常，有些已不幸死亡。是什么干擾了它們的遷徙節(jié)奏？原因很明朗。10月中旬，哈爾濱及東北南部氣溫驟降，東北南部同期出現(xiàn)降雨，燕子難免會(huì)在進(jìn)入雨期之前停留，待氣候適宜再起飛。

短暫休整后，這群金腰燕也將繼續(xù)飛上遷徙之路。這樣的遭遇在候鳥(niǎo)世界并不罕見(jiàn)，漫長(zhǎng)遷徙途中，即便由于一些原因致使個(gè)別同類(lèi)隕落，整個(gè)候鳥(niǎo)族群仍會(huì)年復(fù)一年，飛躍千山萬(wàn)水，完成生命的循環(huán)。

候鳥(niǎo)遷徙

脂肪做“燃料”

每年，全球有數(shù)十億只候鳥(niǎo)會(huì)在自己的繁殖地和越冬地之間遷徙。遷徙的距離有近有遠(yuǎn)，最能飛的當(dāng)數(shù)北極燕鷗，它們?cè)诒睒O地區(qū)繁殖，卻要飛到南極海岸越冬，行程1.8萬(wàn)千米，幾乎繞地球半周。此次滯留五常的金腰燕，被指來(lái)自黑龍江以北，如俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)，越冬地則主要在東南亞。我國(guó)東北地區(qū)的家燕同樣也是飛往東南亞越冬，研究人員曾在遼寧盤(pán)錦利用光敏定位儀追蹤家燕遷徙路線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)它們主要向西南方向行進(jìn)，目的地多為泰國(guó)。

長(zhǎng)距離飛行，要有足夠的能量?jī)?chǔ)備。一般來(lái)說(shuō)，鳥(niǎo)類(lèi)在遷徙之前要積聚脂肪以保證能量消耗，脂肪為它們提供能量，脂肪代謝時(shí)產(chǎn)生的水分也能被身體充分吸收。大多數(shù)遷徙鳥(niǎo)類(lèi)中途可以降落到適宜的地點(diǎn)補(bǔ)給，但不得不飛越沙漠和海洋的遷徙鳥(niǎo)類(lèi)，由于中途無(wú)法獲取食物，需要儲(chǔ)存的脂肪則更多。

以紅喉北蜂鳥(niǎo)為例：這是地球上新陳代謝最高的動(dòng)物之一，為了保證長(zhǎng)達(dá)3000千米的遷徙順利完成，紅喉北蜂鳥(niǎo)在脂肪儲(chǔ)備上是很拼的，大多數(shù)蜂鳥(niǎo)的脂肪會(huì)增加兩倍甚至更多，有些能在短短四天內(nèi)體重增加近一半。

斑尾塍鷸更極端。2007年9月，一只代號(hào)為“E7”的雌性斑尾塍鷸用了8.2天時(shí)間，連續(xù)不停地飛了11587千米，斜跨太平洋，從美國(guó)阿拉斯加直飛新西蘭，創(chuàng)造了鳥(niǎo)類(lèi)不間斷飛行的最長(zhǎng)紀(jì)錄。2020年9月，一只標(biāo)簽號(hào)為“4BBRW”的成年雄性斑尾塍鷸，從阿拉斯加出發(fā)，經(jīng)歷239小時(shí)，飛行13000多千米后，在澳大利亞新南威爾士州著陸，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。為了讓體內(nèi)有更多空間儲(chǔ)存脂肪，斑尾塍鷸甚至將25%的身體組織（包括部分肝臟、腎臟和消化道）吸收掉，而在飛行中，它們也會(huì)增加心臟和胸部肌肉的大小，將額外的能量和氧氣分配到這些高度活躍的區(qū)域。等它們完成這場(chǎng)“不吃不喝不睡覺(jué)”的飛行后，往往會(huì)顯得瘦弱干枯，但過(guò)不了太久，又能恢復(fù)正常。

自帶“指南針”

能夠得知候鳥(niǎo)的遷徙動(dòng)線(xiàn)，有賴(lài)于生物標(biāo)記技術(shù)。其核心就是將微型化的電子設(shè)備佩戴在鳥(niǎo)類(lèi)身上，監(jiān)測(cè)并記錄其生物學(xué)信息和所處環(huán)境的各項(xiàng)參數(shù)。在目前世界最大的野生動(dòng)物運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)Movebank中，就有3000名科學(xué)家共享了1025個(gè)物種的衛(wèi)星追蹤數(shù)據(jù)，獲取了超50億個(gè)位置數(shù)據(jù)，41億條其他傳感器數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為人類(lèi)研究和理解野生動(dòng)物運(yùn)動(dòng)模式提供了新的視角、方法和途徑。

人類(lèi)能通過(guò)科技監(jiān)測(cè)候鳥(niǎo)的遷徙路線(xiàn)，那候鳥(niǎo)又是怎么在動(dòng)輒成千上萬(wàn)千米的遷徙路上為自己導(dǎo)航的呢？

一個(gè)比較常規(guī)的理論就是依靠視覺(jué)定向。一只飛行高度達(dá)到2000米的候鳥(niǎo)，視野范圍能達(dá)到100千米，它們能通過(guò)觀察日月星辰，或者山脈、海岸、河流、森林等固定不動(dòng)的地標(biāo)來(lái)判斷飛行方向。由于遷徙路線(xiàn)相對(duì)固定，它們對(duì)于往返路上的“固定地標(biāo)”具有極強(qiáng)的記憶力。這種說(shuō)法也得到了科學(xué)驗(yàn)證。中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所詹祥江團(tuán)隊(duì)曾通過(guò)整合多年衛(wèi)星追蹤數(shù)據(jù)和種群基因組信息，建立了一套大陸尺度的北極游隼遷徙研究系統(tǒng)。雖然都在北極，但不同種群的游隼遷徙距離不同，短距離遷徙平均3600千米，長(zhǎng)距離遷徙平均則有6400千米。實(shí)驗(yàn)證明，長(zhǎng)、短遷徙種群主要基因類(lèi)型存在功能差異。而他們發(fā)現(xiàn)了一種和記憶能力相關(guān)的基因——ADCY8，揭示了長(zhǎng)時(shí)記憶可能是鳥(niǎo)類(lèi)長(zhǎng)距離遷徙的重要基礎(chǔ)。這一研究發(fā)表于《自然》雜志，并當(dāng)選“2021年度中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”。

除了視覺(jué)，動(dòng)物可能還利用聽(tīng)覺(jué)和嗅覺(jué)來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航。不過(guò)感官經(jīng)驗(yàn)再豐富，也可能存在不準(zhǔn)確性和個(gè)體差異。此時(shí)，就需要有“指南針”輔助了。

科學(xué)家認(rèn)為，鳥(niǎo)類(lèi)有天然感知地磁場(chǎng)的能力。所謂地磁場(chǎng)，是地球表面及近地空間中存在的天然磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度在兩極地區(qū)最強(qiáng)，赤道地區(qū)最弱。如果通過(guò)繪制磁力線(xiàn)來(lái)表示磁場(chǎng)方向，可以看到，在磁赤道附近，磁力線(xiàn)和地球表面幾乎平行，而越往兩極，磁力線(xiàn)和地球表面之間的傾角越接近90°。對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，地磁場(chǎng)微乎其微，但鳥(niǎo)類(lèi)可以感受到這種微弱的變化。它們可以通過(guò)感知地磁場(chǎng)的細(xì)微變化，以及雷暴、偏振光、紫外線(xiàn)等自然現(xiàn)象的波動(dòng)，從而精準(zhǔn)地鎖定飛行方向。

2000年，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的克勞斯·舒特恩教授指出，鳥(niǎo)類(lèi)利用隱花色素感應(yīng)地磁場(chǎng)的方向。隱花色素是一類(lèi)廣泛分布于真核細(xì)胞生物的光受體蛋白，在動(dòng)物體內(nèi)，它主要集中在視網(wǎng)膜上，參與生物的一系列光調(diào)控反應(yīng)。有研究表明，候鳥(niǎo)眼睛中有四種隱花色素。在夜間活躍的候鳥(niǎo)中，磁取向行為期間的神經(jīng)活動(dòng)與視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞中的隱花色素表達(dá)共定位，而在非候鳥(niǎo)或白天沒(méi)有這種共定位。

不過(guò)，就像人類(lèi)在使用導(dǎo)航的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些漏洞（bug），自帶“指南針”的候鳥(niǎo)也偶爾會(huì)迷路。這些迷路的鳥(niǎo)被稱(chēng)為“迷鳥(niǎo)”，大多是因天氣異常、磁場(chǎng)干擾等各種因素短暫滯留，通常難以在異地形成穩(wěn)定種群，但鹽湖等特殊環(huán)境有可能促成個(gè)別物種定居。中國(guó)多地記錄顯示，赤嘴潛鴨、普通秋沙鴨等迷鳥(niǎo)多呈零星分布，而卷羽鵜鶘這種偶見(jiàn)種群則可能隨著生態(tài)環(huán)境改善轉(zhuǎn)為留鳥(niǎo)。

作為候鳥(niǎo)遷徙旅程的見(jiàn)證者與記錄者，人類(lèi)正通過(guò)科技的進(jìn)步和研究的深入，一步步揭開(kāi)遷徙背后的秘密。每一次追蹤、每一次觀測(cè)，都是對(duì)人類(lèi)認(rèn)知邊界的拓展，也是對(duì)自然更深一層的敬畏。