? ? ? ? ? ? 賀俊杰/文
? ? ? 關(guān)于鳥類遷徙靠什么來導(dǎo)航的問題,好多科學(xué)家進(jìn)行過研究和各種各樣的試驗。
? ? ? 我不是科學(xué)家,但我是個學(xué)磁性材料的專家,這個??刹皇谴u頭的磚。我試圖從地球磁場的角度,說明這個問題。
? ? ? 地球磁場是偶極型的,近似于把一個磁鐵棒放到地球中心,使它的N極大體上對著南極而產(chǎn)生的磁場形狀。
? ? ? 當(dāng)然,地球中心并沒有磁鐵棒,而是通過電流在導(dǎo)電液體核中流動的發(fā)電機效應(yīng)產(chǎn)生磁場的。
地球磁場不是孤立的,它受到外界擾動的影響。太陽風(fēng)是從太陽日冕層向行星際空間拋射出的高溫高速低密度的粒子流,主要成分是電離氫和電離氦。
因為太陽風(fēng)是一種等離子體,所以它也有磁場,太陽風(fēng)磁場對地球磁場施加作用,好像要把地球磁場從地球上吹走似的。盡管這樣,地球磁場仍有效地阻止了太陽風(fēng)長驅(qū)直入。
? ? ? 在地球磁場的反抗下,太陽風(fēng)繞過地球磁場,繼續(xù)向前運動,于是形成了一個被太陽風(fēng)包圍的、彗星狀的地球磁場區(qū)域,這就是磁層。
地球磁層位于地面600~1000公里高處,磁層的外邊界叫磁層頂,離地面5~7萬公里。在太陽風(fēng)的壓縮下,地球磁力線向背著太陽一面的空間延伸得很遠(yuǎn),形成一條長長的尾巴,稱為磁尾。
? ? ? 在磁赤道附近,有一個特殊的界面,在界面兩邊,磁力線突然改變方向,此界面稱為中性片。
? ? ? 中性片上的磁場強度微乎其微,厚度大約有1000公里。中性片將磁尾部分成兩部分:北面的磁力線向著地球,南面的磁力線離開地球。
? ? ? 通常所說的地磁場只能算作地球表面磁場,并不是地球的全球性磁場(又稱空間磁場),它是由地核旋轉(zhuǎn)形成的。
地磁場強度為5-6×10-5特斯拉,也就是0.5-0.6高斯。
? ? ? 鳥類在遷徙過程中,不僅具有定向?qū)Ш降哪芰?,還有超強的記憶能力,而且有相當(dāng)發(fā)達(dá)的感應(yīng)功能。
? ? ? 鳥類遷徙最顯著的特點是每一物種均有其固定的繁殖區(qū)和越冬區(qū)。為此,遷徙的鳥類必須知道它們所在的位置,所要飛往的地區(qū)和前往目的地的方向和路線,也就是說,鳥類在遷徙過程中必須具有定向?qū)Ш降哪芰Α?br>
? ? ? 那么,鳥類的這些能力是怎么來的?靠什么功能來導(dǎo)航?
? ? ? 我曾經(jīng)在新疆的塔克拉瑪干沙漠邊的塔里木河住過七年,在此期間我養(yǎng)了一只鷹,這只鷹非常兇殘,經(jīng)常給我惹麻煩,我不想喂養(yǎng)了,想把它放歸自然。
? ? ? 第一次放歸,我將它送到曾經(jīng)拾到它時的那棵大樹下,上面還有舊巢,把它扔起來飛到了樹上,我就走了去干別的事情了。下午回到家,離遠(yuǎn)就看到我的鷹高高的站在我的房頂上。
? ? ? 鄰居告訴我,說我剛出去一個小時左右,鷹就飛回來了。
? ? ? 第二天我用了一個舊棉衣把鷹包起來,向南在了有二十多公里路,在一片茂密的胡楊林子里,把棉衣解開放鷹出來,我看著它飛到一棵很高的樹頂上了。心想著,這下子你找不到回去的路了吧!
? ? ? 等下午我趕著牛車?yán)窈袒氐郊遥匀徽驹诜宽?,傲視著遠(yuǎn)方。
? ? ? 過了幾天,我決定改變方向,我用膠布粘住了鷹的耳朵,眼睛,在用棉衣包裹好,這次改變了方向,一直向東南方向走,穿過一片沙漠,最少也有三十五公里。
? ? ? 旁邊有不少干枯的樹木,我解開棉衣,去掉膠布,把它放到一棵樹樁子上,告訴了它:“你還是自食其力吧!希望你好自為之,努力的生活下去吧!”
? ? ? 一直到天黑我才回到家,然而,鷹還是早早就回來了。我很納悶,它是用什么方法找到家的,使我百思不得其解。
? ? ? 九四年我有幸進(jìn)入清華大學(xué)研究所打工,在圖書館查閱資料時,想起了在塔里木放歸鷹的事情,就查閱了關(guān)于鳥類遷徙靠什么導(dǎo)航的知識。
? ? ? 世界上好多的科學(xué)家,開展了對于鳥類導(dǎo)航定向機制的研究工作。通過實驗,人們相繼提出了許多解釋鳥類定向機制的理論,主要有如下幾種看法:
? ? ? 1.認(rèn)為鳥類具有一種固有的由遺傳所決定的方向感。這種方向感,隨著幼鳥跟隨親鳥遷徙,不斷地加強對遷徙路線的記憶。
? ? ? 2.依靠視覺定向在居留和遷徙途徑的地形和景觀如山脈、海岸、河流、森林和荒漠等作為標(biāo)記,并不斷地隨老鳥學(xué)會傳統(tǒng)的遷徙路線。
? ? ? 3.鳥類能利用太陽和星辰的位置定向?qū)Ш?。星辰對于夜間遷徙的鳥類尤為重要,白天依靠太陽的定位。
? ? ? 4.利用磁場定向是鳥類通過感應(yīng)地球磁場極性的方法進(jìn)行定向的一種方式。
? ? ? 總之就是“視覺定向說和非視覺定向”這樣兩種假設(shè)說。
? ? ? 很早以前,人們就推測在鳥類遷徙過程中的導(dǎo)航定向可能與磁場有著某種聯(lián)系。
? ? ? 近年來的實驗巳證實了地磁場定向機制的存在。
? ? ? 科學(xué)家曾經(jīng)給信鴿的頭上加上一塊具有特定極性的人工磁鐵后,它的飛行不能進(jìn)行正確的定向,不加磁場的信鴿即使在陰天也能正常返巢。
? ? ? 我是通過自己對鷹的詳細(xì)觀察,認(rèn)定鷹從很小的時候,它的腦袋里就會生成一個定位的系統(tǒng),就是說它能確定自己的位置。你把它丟在門口,它能自己爬行到自己的小窩里去。
? ? ? 這個定位器會跟隨鷹的長大而慢慢變的發(fā)達(dá),這個定位器肯定和地球磁場有關(guān),在鷹的大腦里,它把自己大腦的磁感應(yīng)與地球磁場密切聯(lián)系在一起,它的一生中,永遠(yuǎn)知道自己曾經(jīng)生活長大的地方。
? ? ? 鷹的大腦里也有一個指南針,它不管到那個地方,隨時的確定自己的方位和家的方位,可以用最直線距離飛回家里去。
? ? ? 它的腦袋里的定位系統(tǒng),從小開始就和地球磁場網(wǎng)絡(luò)連接在一起,不斷長大不斷豐富不斷發(fā)達(dá),它是自然而然形成的。
? ? ? 所以我認(rèn)定,任何鳥類遷徙的導(dǎo)航靠的是地球磁場。當(dāng)然了,這一觀念只是我自己通過觀察認(rèn)為的,可能不一定正確,希望大家可以探討!