星期一, 22 1月 2024 14:22

候鸟竟使用磁场GPS

鸟类的迁徙能力实在令人惊叹,它们是怎样在全球的范围内来回迁徙的呢?多年来,科学家一直推测地球磁场就是帮助候鸟导航的几个关键因素之一。1

© SanderMeertins候鸟
苇莺

奥地利的一个国际研究团队近期通过巧妙的实验让我们更深入地认识到芦苇莺是如何导航的。2

我们常用地球磁场来辨别方向,但只知道方向常常是不够的——飞鸟要沿着特定的方向迁徙多远呢?实际上,磁场不但能指引方向,还能提供更丰富的定位信息(见右上图)。

1. 强度:就是磁场的强弱。一般来说,在地球两极附近磁场最强,而在赤道附近磁场最弱。

2. 磁偏角:地球磁场的北极并不正好在地球的北极。所以磁场的方向相对于地球北极的方向之间存在一个角度,这个角度称为“磁偏角”。

3. 磁倾角:除了在磁赤道地区外,磁场的方向并不是水平的(并非平行于地球的表面)。例如,在北半球地区磁场方向是向下倾斜的;而在地球磁场的北极处,磁场方向是竖直向下的。在南半球磁场方向是向上倾斜的;到了磁场的南极处,磁场方向是竖直向上的。

Chymæra,维基共享资源,2011。磁场
:红色箭头:磁场方向。蓝色:供参考的地理坐标。:红色箭头:磁场矢量。Aqua 文本:与地理坐标相比的三个地磁参数。

在地球的不同位置,上述三个参数会出现不同的组合。如果鸟类能感知这些参数,它们通常就能知道自己位于地球上的什么位置。因此,研究人员对夏季迁徙到奥地利筑巢的芦苇莺进行了实验, 它们在秋天会迁徙到非洲的撒哈拉以南的冬季栖息地过冬。研究人员改变了芦苇莺鸟巢附近的磁场参数,使其与俄罗斯的涅夫捷卡姆斯克(Neftekamsk)的磁场参数相似——这个城市位于鸟巢所在位置的东北方,两者相距2500 公里。研究人员选择这城市的磁场参数是基于2个原因:首先,它远离芦苇莺的迁徙方向;其次,这会让芦苇莺的飞行方向与它们通常的迁徙路线截然不同。

实验结果表明, 芦苇莺不顾周围所看到的景物的指示, 它们迁徙的方向与从涅夫捷卡姆斯克出发的一样。3 其中一位研究人员是威尔士班戈大学的霍兰(Richard Holland),他解释说:

此研究表明地球磁场对它们来说是如此重要的参照,虽然其他的一切都告诉它们处于正常的迁徙路线上,但它们的反应就好像它们已经向东北方向偏离了2500 公里了。

在自然环境中,这种“磁场全球定位系统”是极好的导航工具。霍兰博士进一步解释说:“ 所以,我们发现了一个非常简洁的笛卡尔坐标系地图,我们认为鸟类正在使用的定位系统的背后就用了笛卡尔坐标理论。”

©尤里·巴拉古拉 维基共享资源巢
一个装有芦苇莺蛋的巢,每个蛋都包含一个令人惊叹的导航系统的“程序”。

当然,飞鸟并没有意识到自己所用的全球定位系统涉及到复杂高深的理论。但我们人类应该能够明白到,这种非常聪明智慧的系统彰显出飞鸟是被智慧大能的造物主所创造的。  

  


参考文献和注释

1. Catchpoole, D., Wings on the wind: How do migrating birds know exactly when, and where, to go? Creation 23(4):16–23,
2001; creation.com/migration.
2 Kishkinev, D. and 6 others, Navigation by extrapolation of geomagnetic cues in a migratory songbird, Current Biology 31(7):1563–1569, 21 Apr 2021.
3 Fritts, R., Lost birds rely on earth’s magnetic fi eld to get back on track,audobon.org, 4 Mar 2021.

 

 本文原英文链接见:https://creation.com/birds-migratory-gps.   

乔纳森· 萨法蒂(JONATHAN SARFATI)
化学理学学士荣誉学位,物理化学博士

萨法蒂博士获得新西兰惠灵顿维多利亚大学的物理化学博士学位。他也是前新西兰国际象棋冠军。

作者更多信息,参见:https://creation.com/sarfati.

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