長(zhǎng)久以來(lái),我們就深知?jiǎng)游锩刻炷軜O度精準(zhǔn)地在水中、地上和空中穿越遙遠(yuǎn)的距離。但直到近日,研究者才了解這種令人驚嘆的導(dǎo)航能力背后的機(jī)制。《自然羅盤(pán):動(dòng)物導(dǎo)航之謎》一書(shū)生動(dòng)而詳盡地展示了動(dòng)物所采用的各種導(dǎo)航方法,范圍從家巢附近到全球。著名生物學(xué)家詹姆斯·古爾德與大眾科學(xué)作家卡蘿爾·古爾德深入探究了這些精巧雅致的導(dǎo)航策略與它們?nèi)f無(wú)一失的后備機(jī)制、不為人知的靈敏度和神秘莫測(cè)的作用力,以及那些我們熟悉或罕見(jiàn)的物種所具備的超乎想象的智力。他們帶領(lǐng)我們一起領(lǐng)略從簡(jiǎn)單直接到復(fù)雜驚人的動(dòng)物導(dǎo)航策略。
古爾德夫婦探討了動(dòng)物如何在沒(méi)有儀器與訓(xùn)練的條件下具備讓人類(lèi)望塵莫及的導(dǎo)航能力。他們解釋了動(dòng)物如何測(cè)量時(shí)間,展示了柔弱的黑脈金斑蝶如何使用其內(nèi)部時(shí)鐘、日歷、羅盤(pán)和地圖來(lái)開(kāi)始并完成自己每年前往墨西哥的2000英里行程——盡管它們的大腦重量?jī)H有幾十毫克。他們還討論了蜜蜂如何利用太陽(yáng)和內(nèi)心地圖來(lái)定位蜂巢和花朵等地標(biāo),探討了信鴿等長(zhǎng)途旅行者如何利用自身攜帶的全球定位系統(tǒng)知道自己身在何處。兩位作者還探討了動(dòng)物棲息地破壞和全球變暖所導(dǎo)致的遷徙路線(xiàn)中斷是否會(huì)影響或威脅整個(gè)動(dòng)物物種的生存這一重要問(wèn)題。
《自然羅盤(pán):動(dòng)物導(dǎo)航之謎》一書(shū)揭開(kāi)了籠罩在動(dòng)物導(dǎo)航這一自然界中非凡行為上的神秘面紗,向讀者勾勒出動(dòng)物導(dǎo)航和遷徙的全面畫(huà)卷。
……它們?cè)谠铝辽隙冗^(guò)寒冬。
“每年人們都觀察到鸛和海龜、鶴及燕子在相同時(shí)期出現(xiàn),它們來(lái)自何方呢?同樣每一年在某個(gè)固定季節(jié)或時(shí)間,那些動(dòng)物們又倏忽消失不見(jiàn),它們?nèi)チ四睦?”一位“博學(xué)而虔誠(chéng)的學(xué)者”在1703年發(fā)表了一篇論文,給出了他認(rèn)為最可信的答案——它們?cè)谠铝辽隙冗^(guò)寒冬。
認(rèn)為遷徙性動(dòng)物在月亮上過(guò)冬的想法今天看起來(lái)或許有些過(guò)時(shí),但面對(duì)許多動(dòng)物似乎隨心所欲的遷徙方式,我們依然會(huì)驚嘆不已,尤其是該行為看上去如此輕松簡(jiǎn)單。長(zhǎng)久以來(lái),遷徙性動(dòng)物就像一個(gè)謎,它們突然出現(xiàn),隨后又再次消失,從一個(gè)未知的家園去向一個(gè)同樣未知的目的地——就像是人生的一個(gè)絕妙寓言。生活在公元8世紀(jì)的學(xué)者和歷史學(xué)家圣比德(Venerable Bede,731)就曾在其《英格蘭人教會(huì)史》(Ecclesiastical History of the English People)一書(shū)中寫(xiě)道:“人的一生不過(guò)是一瞬間的存在!
想想在我們享用冬日晚餐時(shí)快速飛過(guò)餐廳的那只麻雀吧,窗外是沉沉的黑暗和持續(xù)的風(fēng)雪。麻雀從一扇開(kāi)著的窗戶(hù)飛入,又迅速?gòu)牧硪簧却帮w出,在經(jīng)歷了幾秒的光明與溫暖之后從我們眼前消失。同樣,人的一生也只是短暫的瞬間,在此之前和之后的一切,對(duì)于我們來(lái)說(shuō)都是全然未知的。
這些亙古以來(lái)就一直存在的神秘現(xiàn)象中有一部分依然令我們困惑,而且我們不斷增長(zhǎng)的知識(shí)還更進(jìn)一步加深了面對(duì)動(dòng)物遷徙現(xiàn)象時(shí)前的驚奇感。那些盤(pán)桓在戶(hù)外投食器周?chē)膵尚》澍B(niǎo),居然經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)1500英里*的一路北飛,只為了享受這短暫的夏天,而那些柔弱的黑脈金斑蝶,更是終其一生為自己在秋季穿越2000英里的飛行作準(zhǔn)備,這一切多么令人難以置信!然而,對(duì)于它們,以及無(wú)數(shù)其他物種,這只是再普通不過(guò)的尋常行為。對(duì)大多數(shù)動(dòng)物來(lái)說(shuō),局地導(dǎo)航是它們普通而又重要的活動(dòng)能力,它們所展現(xiàn)出來(lái)的技能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類(lèi),除非人類(lèi)借助專(zhuān)門(mén)的儀器、裝備和訓(xùn)練。動(dòng)物對(duì)于太陽(yáng)和天空的天生認(rèn)知能寫(xiě)成許多卷書(shū),而許多物種都具備的誤差不超過(guò)一英里的全球定位能力,在直到幾年前才掌握這項(xiàng)技能的人類(lèi)眼中,更是一個(gè)謎。
動(dòng)物導(dǎo)航之謎并沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的解釋?zhuān)较蚋泻瓦w徙之謎尚未被徹底揭開(kāi)。揭開(kāi)動(dòng)物導(dǎo)航之謎極具難度,因?yàn)槠錂C(jī)制不僅在不同物種之間存在差異,即便是同一種動(dòng)物,在不同環(huán)境和不同年齡之間也各不相同。動(dòng)物們利用太陽(yáng)和星辰、偏振光和色譜、內(nèi)在的定時(shí)機(jī)制(每日、潮汐、月相和年度)、地貌記憶和地圖認(rèn)知、磁場(chǎng)、外推梯度和更多其他機(jī)制來(lái)完成導(dǎo)航任務(wù)。這樣的多重機(jī)制給我們的研究帶來(lái)更多挑戰(zhàn),因?yàn)槊慨?dāng)我們移除某個(gè)信息來(lái)源,它們都能夠輕易轉(zhuǎn)換到備用機(jī)制上,使我們?cè)噲D了解它們導(dǎo)航技能的努力變成徒勞。對(duì)于有些物種來(lái)說(shuō),它們的導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)自其內(nèi)在的復(fù)雜通信編碼。
現(xiàn)在是出版一本專(zhuān)注于動(dòng)物導(dǎo)航和遷徙主題的書(shū)籍的最佳時(shí)機(jī)。高度專(zhuān)業(yè)的著作和綜述數(shù)量雖多,卻無(wú)法清晰解答廣泛讀者的問(wèn)題。最近一篇面向非專(zhuān)業(yè)讀者的該領(lǐng)域深度評(píng)論發(fā)表于二十多年前。在此之后,越來(lái)越多的研究解決了許多關(guān)于動(dòng)物方向感和地圖感的爭(zhēng)論,重新定義了我們對(duì)動(dòng)物時(shí)間感的了解,揭示了早期訓(xùn)練、幼年體驗(yàn)和成年再校準(zhǔn)的關(guān)鍵作用。
我們選擇將注意力集中在研究最徹底的一小部分物種上。我們?cè)谖挥谄樟炙诡D的實(shí)驗(yàn)室里仔細(xì)研究了蜜蜂和信鴿的導(dǎo)航行為。海龜和候鳥(niǎo)也是極佳的動(dòng)物導(dǎo)航系統(tǒng)模型,由于它們特殊的行為方式和實(shí)驗(yàn)方便性,這些動(dòng)物成為了絕大多數(shù)動(dòng)物導(dǎo)航研究中的主角。在我們的講述中還同樣多次提到人類(lèi),雖然更多是將人類(lèi)作為反例。過(guò)去的四分之一個(gè)世紀(jì)見(jiàn)證了普遍而且愈演愈烈的動(dòng)物遷徙路線(xiàn)和行為模式的改變——這種改變?cè)诤艽蟪潭壬暇売谌祟?lèi)活動(dòng)和全球氣候變化。棲息地喪失和氣候變化讓許多研究者開(kāi)始探詢(xún),那些讓動(dòng)物遷徙成為可能的巧妙機(jī)制現(xiàn)在是不是正讓它們走向滅絕。作為抵抗機(jī)制,許多物種遷徙程序中令人疑惑的不精確性或許會(huì)成為它們改變滅絕命運(yùn)的希望。對(duì)于某些高危物種,增加我們的動(dòng)物導(dǎo)航知識(shí)或許是促成有效保護(hù)的關(guān)鍵一環(huán)。
詹姆斯·L·古爾德(James L. Gould)
卡蘿爾·格蘭特·古爾德(Carol Grant Gould)
新澤西州,普林斯頓
2011年8月
詹姆斯·L·古爾德(James L. Gould),普林斯頓大學(xué)生態(tài)學(xué)與進(jìn)化生物學(xué)教授。
卡蘿爾·格蘭特·古爾德(Carol Grant Gould),科學(xué)作家,其作品涵蓋各個(gè)學(xué)科。在本書(shū)出版之前,兩位作者一共出版過(guò)9部著作,包括《動(dòng)物心智和動(dòng)物建筑師》。
001 — 前言
004 — 致謝
001 — 第一章 導(dǎo)航——挑戰(zhàn)與策略
016 — 第二章 何時(shí)與何地
030 — 第三章 關(guān)于時(shí)間
063 — 第四章 昆蟲(chóng)羅盤(pán)
107 — 第五章 脊椎動(dòng)物的羅盤(pán)
142 — 第六章 領(lǐng)航與慣性導(dǎo)航
170 — 第七章 地圖感
208 — 第八章 遷徙的未來(lái):保護(hù)還是滅絕