鳥類遷徙的奇跡

□ 馮晨晨 馬志軍

鳥類的遷徙是它們的一種本能行為，很多鳥類的遷徙過程在我們看來是神奇和不可思議的，比如有的鳥能夠一次不間斷飛行10 000多千米。而且，對于鳥類遷徙的觸發機制、遷徙路線的選擇、遷徙的準備等，仍有很多尚待科學家探索的謎團

北極燕鷗是一種頭頂黑冠的海鳥，體重不超過120克，每年固定地從其北極的繁殖區南遷至南極洲附近的海洋，之后再北遷回繁殖區，全部行程可達40 000千米。科學家將衛星追蹤器綁在北極燕鷗的身上，發現這些鳥并沒有按照最短的路線飛行。根據2015年的一次追蹤實驗，燕鷗飛了將近100 000千米，相當于地球周長的兩倍多。

瑞典隆德大學的安德斯·赫登斯特羅姆說：“研究者自1890年起就用在鳥腳上戴腳環的方式研究鳥類了，但是腳環上的數據只會告訴你鳥類在什么地方被重新捕獲，一旦它們遠走高飛，我們就不會得到任何有用的信息了。”

隨著科學技術的不斷發展，科學家可以借助非常輕的追蹤器，追蹤鳥類壯觀的旅程。通過這種方式，科學家發現了許多令人吃驚的結果。在短短的幾年內對鳥類遷徙策略的了解，是過去一個世紀采用腳環的方法所無法獲得的。與此同時，隨著數學模型的建立和分子生物學的發展，也給這項研究帶來了不一樣的探索視角。

但是，鳥類的遷徙還有很多奧秘，比如鳥類真正的目的地是哪里？它們會為這樣漫長的旅途做哪些準備工作?這些都有待科學家進行不斷地探索。

鳥類為什么不厭其煩地進行遷徙

一些有遷徙習性的鳥類會在冬天到來時離開北歐，去往氣候溫暖的非洲中部。當另一個地方有適宜的溫度和足夠的食物時，它們會主動離開那些氣候寒冷、白天短暫和食物緊缺的地方。這同時又產生了一個新的問題：為什么這些鳥類在春天冒著飛行幾千千米的生命危險再次回去呢?它們為什么不一直待在溫暖的地方呢？

其中一個學說是歸結于筑巢空間。赫登斯特羅姆說：“在熱帶地區，鳥類對筑巢地的競爭非常激烈，所以它們選擇不與同類競爭，在夏天向北飛尋找棲息地，以獲取食物和筑巢的空間。它們得提前到達那兒，畢竟最好的筑巢點會很快被其他鳥占領。”這也就解釋了為什么不少候鳥急于在春天進行遷徙。

目前所有的理論還無法解答為什么有些鳥類每年都要飛行數萬千米這個問題，它們為什么不尋找一個更近的地方過冬呢?2014年的一次追蹤實驗表明，角嘴海雀等鳥類飛行了大約8 000千米，跨越了北太平洋，從加拿大飛到中國或者日本。并且由于目的地的不同，它們的飛行還有一些小小的差異。

鳥類遷徙前的準備工作

候鳥就像是優秀的長跑運動員，它們在遷徙之前需要進行一些認真的準備。在出發前的幾星期，它們身體內的許多結構都發生了顯著的變化。最明顯的是，它們開始不斷地增加體重。在許多情況下，這就意味著短暫性地增大消化器官，來盡可能地消化更多的食物。在出發前，它們又會縮小消化器官，來減少飛行時的體重。

遷徙前的準備工作可不止這些。一些物種如紅腹濱鷸，通過大量增加心臟肌肉來給身體運送含有更多氧氣的血液。斑尾塍鷸在增加攜氧能力方面具有最有效的途徑，其血紅蛋白(血液中攜帶氧氣的分子)含量可在遷徙前的一星期內急劇升高。

這也解釋了為什么紅腹濱鷸可以一直不停歇地飛行超過11000千米的路程。另一個原因就是紅腹濱鷸并不僅僅依賴于體重的增加。赫登斯特羅姆說：“許多鳥類會在飛行過程中消耗肌肉組織。肌肉蛋白儲存有大量的水分，可以有效地避免脫水。”

是什么觸發了鳥類遷徙

候鳥往往能準時出發遷徙，每個種類的所有個體一般都會在同一時間出發。雖然每年環境都在發生變化，但鳥類也表現出了足夠的反應能力，所以它們能在適當的時候到達目的地。但是什么告訴它們應該開始遷徙了呢?

最重要的指示就是季節變化所帶來的光照時間的變化，白天光照時長的變化在觸發機制中是一個主要的因素。但是鳥類不僅僅依靠光照時長的變化。在一次實驗中，研究者人為保持光照時長的不變，一些鳥類仍然知道什么時候應該開始遷徙。另外，熱帶地區的光照時長一年內基本都保持不變，那么必定還有一些其他的觸發機制誘使鳥類離開。

氣壓的變化、食物是否充足等因素對遷徙也有一定的影響。2011年，美國科學家彼得·馬拉通過實驗表明，美國紅尾鴝在干燥的越冬地區會延遲遷徙，意味著它們必須在出發前找到充足的食物來應對長途飛行。

鳥類如何選擇遷徙路線

追蹤實驗告訴我們，不同的鳥類會選擇截然不同的遷徙路線，而且往往不是直線飛行。以北極燕鷗為例，它們的飛行路線比直線距離大約多出了6 000千米。這種曲折的路線通常是為了找到合適的休息站，但是風在其中也占了很大一部分原因。

因為鳥類飛行的速度相當于風速，所以來自頭部和側面的風會構成相當大的挑戰。一些追蹤實驗表明，鳥類會改變飛行路線來尋找最適合的風，從而節約能量。

斑頭雁遷徙時要飛越喜馬拉雅山山脈，它們時常要改變飛行高度，當山谷里空氣的含氧量增高時，它們便降低高度至山谷間飛行，在必要時升高高度，這顯著降低了行程的能量成本和生理壓力。

鳥類如何進行導航

鳥類如何依賴自己的感官尋找遷徙路線現在依舊是未解之謎。單獨遷徙的鳥類必須要弄清楚飛行路線，而不是一味地追趕。保守地說，鳥類可能是動用了全部的感官，太陽和星星等視覺標志為它們提供了位置信息，正如氣味對于海鳥的作用一樣。但是肯定還有別的因素在起作用，因為當鳥類處于完全黑暗的條件下時，它們依然能找到起飛的正確方向。鳥類利用地球磁場導航的能力已經困惑科學家幾十年了，現在科學家也正在努力探索分子層面的機理。

遷徙鳥類的死亡威脅

候鳥在遷徙過程中經常會遭遇死亡威脅，導致鳥類死亡的原因很多，這也導致了很難獲得死亡原因的統計數據。其中，風暴曾經是位列首位的原因。

到目前為止，最大的威脅來自我們人類。地中海附近的國家每年都大量屠殺候鳥，研究者估計，每年大約有2500萬只候鳥被非法獵殺或者捕捉。

另外，天氣變化給候鳥帶來了新的威脅。氣溫升高可能會導致出現極端天氣和無法準確地預測天氣。這給鳥類的遷徙帶來了巨大的挑戰。

人類制造的最大的威脅是對鳥類棲息地的破壞。適宜的棲息地每年都不斷地消失，這意味著給候鳥提供食物、水分以及休息的場所越來越少。你可能認為鳥類具有長距離遷徙的能力，它們可以找到更好的地方覓食和交配，但是遷徙已經讓它們變得十分脆弱。目前，世界上候鳥的種群正在急速下降，并且下降的速率遠超過那些不遷徙的鳥類。