佚名

一則新聞引發(fā)網(wǎng)友關(guān)注：內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特草原上的一只駱駝?dòng)?019年被賣到了百公里之外的一戶牧民家。時(shí)隔近一年，這只駱駝穿越圍欄、公路，走了百公里路程，又回到了原主人家中。

對(duì)此，有專家介紹，駱駝等動(dòng)物能找到回家的路，很大程度上是靠嗅覺(jué)、視覺(jué)和記憶力。不過(guò)，這頭駱駝的導(dǎo)航能力在動(dòng)物界只能算是初級(jí)水平，一些動(dòng)物導(dǎo)航的精準(zhǔn)度和效率，不亞于現(xiàn)代先進(jìn)的導(dǎo)航技術(shù)。令我們好奇的是，動(dòng)物沒(méi)有指南針，也沒(méi)有導(dǎo)航，它們是怎樣認(rèn)路的呢？

太陽(yáng)是重要的羅盤(pán)

動(dòng)物運(yùn)動(dòng)不迷路有一個(gè)基本法則，即依靠視覺(jué)，而視覺(jué)參照的自然羅盤(pán)就是太陽(yáng)。之所以以太陽(yáng)為導(dǎo)航羅盤(pán)，是因?yàn)樘?yáng)對(duì)于生物的生存至關(guān)重要。作物生長(zhǎng)需要太陽(yáng)光線，適應(yīng)四季的變化，動(dòng)物同樣是通過(guò)自己的感官感知日照的周期性，并與自己的遷徙和生殖周期掛鉤。

《自然羅盤(pán)：動(dòng)物導(dǎo)航之謎》一書(shū)中，提及動(dòng)物導(dǎo)航有6種策略，即趨向性、羅盤(pán)定位、矢量導(dǎo)航、地標(biāo)領(lǐng)航、內(nèi)在導(dǎo)航、真實(shí)導(dǎo)航。而這6大導(dǎo)航本領(lǐng)都與太陽(yáng)和陽(yáng)光有或多或少的直接或間接的聯(lián)系。趨向性導(dǎo)航中最明顯和普遍的形式就是趨光性;羅盤(pán)定位就是將太陽(yáng)作為主要參照信息;矢量導(dǎo)航則是以太陽(yáng)為羅盤(pán)在每一段航程中定向;地標(biāo)領(lǐng)航是將太陽(yáng)作為必要的第三地標(biāo);內(nèi)在導(dǎo)航也是利用太陽(yáng)來(lái)確定每一程的方向;真實(shí)導(dǎo)航則以太陽(yáng)為基本羅盤(pán)，與全球地圖共同作用實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。

但是，動(dòng)物僅靠視覺(jué)和陽(yáng)光，包括月光、極光等來(lái)導(dǎo)航并不能百分之百地找到正確的方向，這就需要它們利用其他的導(dǎo)航能力來(lái)參與導(dǎo)航。除了以感應(yīng)磁場(chǎng)、利用云層和地標(biāo)等來(lái)辨識(shí)方向外，動(dòng)物還會(huì)利用偏振光來(lái)導(dǎo)航。昆蟲(chóng)較為擅長(zhǎng)此道，這是人類所缺少的本領(lǐng)。

蜣螂（屎殼郎）就是靠偏振光來(lái)辨識(shí)方向的，無(wú)論在夜晚還是白天?？催^(guò)蜣螂推糞球的都知道，蜣螂是倒爬著用其前腿發(fā)力、后腿拱著糞球前進(jìn)的。由于它們是倒退的，看不到前方的路和方向，就需要超凡的辨識(shí)方向的能力。

一個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了這一點(diǎn)。在月色充盈的夜晚采用一片偏振光濾鏡擋住月光，這些甲蟲(chóng)就會(huì)調(diào)整自己行進(jìn)的方向。轉(zhuǎn)動(dòng)濾鏡后，它們也會(huì)隨之大致調(diào)整自己的方向。事實(shí)上，它們還會(huì)忽略月光而直接把注意力集中到偏振光上以辨別方向。

說(shuō)到底，偏振光也是對(duì)太陽(yáng)這個(gè)自然羅盤(pán)的借鑒才產(chǎn)生的。因此太陽(yáng)是動(dòng)物導(dǎo)航極為重要的自然羅盤(pán)。

不僅認(rèn)路還會(huì)計(jì)算路程

內(nèi)蒙古生物技術(shù)研究院特聘高級(jí)工程師張志剛介紹：“生理結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，是動(dòng)物具備卓越導(dǎo)航能力的基礎(chǔ)條件。更神奇的是，一些動(dòng)物甚至掌握了特殊的路線計(jì)算方法?！?/p>

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

昆蟲(chóng)可以通過(guò)估算自己走過(guò)路線的方向和距離，判斷自己與起始位置的相對(duì)位移，這種方法叫作路徑積累。動(dòng)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(dá)給同伴。

奧地利動(dòng)物學(xué)家卡爾·馮·弗里士通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一只工蜂滿載花蜜返回蜂箱時(shí)，它來(lái)回?fù)u晃地舞蹈。如果花蜜的位置與蜂巢的距離在50米之內(nèi)，那么工蜂就會(huì)跳圓舞。一旦花蜜位置距離蜂巢超過(guò)50米，它就會(huì)跳起一種“8”字舞，在跳到“8”字交界處時(shí)，它會(huì)以每秒13次的頻率快速抖動(dòng)身體，發(fā)出嗡嗡聲，同時(shí)左右擺動(dòng)，每擺動(dòng)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(diǎn)與太陽(yáng)位置的角度。

但有學(xué)者表示，這種路徑積累方法只能估算相對(duì)于起始點(diǎn)的位移確定自身的位置，既然是估算，就會(huì)有誤差。多次的估算誤差會(huì)累積，因此螞蟻、蜜蜂等動(dòng)物所掌握的路徑計(jì)算方法只適用于短距離旅程，而不適用于長(zhǎng)距離旅程。

動(dòng)物導(dǎo)航還會(huì)看“路標(biāo)”

在自然界中，很多動(dòng)物導(dǎo)航也需要借助一些參照物，就像我們記住從學(xué)校到家的路一樣——在那棵松樹(shù)下的藍(lán)房子前右轉(zhuǎn)，再走3個(gè)路口，過(guò)了銹跡斑斑的郵筒，家就在那兒。有人將這種認(rèn)路本領(lǐng)稱為“燈塔”方式。

事實(shí)上，“燈塔”是一個(gè)抽象和比喻的說(shuō)法，它是指動(dòng)物利用環(huán)境和標(biāo)記來(lái)辨別方向，如空氣、河水與海水的區(qū)別、潮汐的方向、光線的強(qiáng)弱，再結(jié)合大腦對(duì)磁場(chǎng)的感應(yīng)等來(lái)導(dǎo)航。

剛孵化出來(lái)的小海龜可謂綜合運(yùn)用“燈塔”辨別方向的典范。剛孵化出來(lái)的小海龜需要立即游進(jìn)大海來(lái)躲避天敵的侵害，它們能夠以光線來(lái)辨別海面和海岸，只要海岸上沒(méi)有燈光，光線明亮處一定是大海。一旦進(jìn)入大海，海龜又會(huì)切換到以海浪的方向?yàn)閰⒄瘴?，海浪撲?lái)的方向才是大海深處。

鳥(niǎo)類是偏向以天體作為參照物的典型代表，這是因?yàn)轼B(niǎo)類的眼睛長(zhǎng)在頭部的兩側(cè)，這使它們能夠同時(shí)看到頭部?jī)蓚?cè)的區(qū)域，有利于實(shí)時(shí)觀察太陽(yáng)、月亮、星辰等天體的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)太陽(yáng)落山后，又一重要“路標(biāo)”——北極星就會(huì)出現(xiàn)。北極星在天空中提供了一個(gè)穩(wěn)定的參考點(diǎn)，其他星座都會(huì)沿著這個(gè)參考點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。夜間遷飛的鳥(niǎo)類并不見(jiàn)得能認(rèn)出北極星，但它們知道星座旋轉(zhuǎn)的中心是正北方，從而準(zhǔn)確判斷出飛行的方位。

（郭旺啟摘自《發(fā)明與創(chuàng)新·大科技》）