导航

大马哈鱼从海洋返回，在它们孵化的溪流中产卵;燕子归故里巢每年春天，它们都会从南部非洲的冬天迁移到北欧。这些和其他大规模的例子迁移早已迷倒学生们的动物行为，实验干预取得了一些显著的效果。一个马恩岛的海鸥被一架飞机从南威尔士斯科霍姆岛的繁殖地带到马萨诸塞州的波士顿。在波士顿释放后的13天内，它又回到了斯科霍姆;这两点之间的直接距离是3050英里，这意味着(假设鸟不在夜间飞行)最低平均速度超过每小时20英里。一个信天翁从菲律宾的一个放生地点飞到中途岛的家，全程4120英里，耗时32天。

这些动物是如何穿越这么远的距离的?在不同的例子中，有许多暗示。在离家近的地方，动物所依赖的当地线索可能与在远处使用的线索大不相同。例如，实验表明，鲑鱼根据嗅觉来区分它们的家乡溪流，尽管这种感觉很难形成玩而鱼在开阔的海洋里游泳。其他的调查已经证明，白天活动的鸟类使用从鸟类的位置得来的视觉信息太阳，而那些迁移夜晚依靠星星的图案。有几个人认为，某些远距离迁移者对地球的磁力很敏感;在某些情况下，还显示出对听觉线索的敏感性。

最密集的分析远程导航已经与归航鸽子。训练的方法是把这些鸟从离它们家阁楼越来越远的地方放出来。鸽子在这些训练飞行中学到了什么还不完全清楚。在某种程度上，它们显然学会了家阁楼周围的视觉地标，但实验证据表明，它们只在离家很近的地方使用这些地标。然而，一旦经过一些训练，鸽子可以从家往任何方向飞100英里或更远，释放后几分钟内，它就会开始往回家的方向飞。

一类关于归巢行为的一般理论假设鸽子察觉到在释放地点观察到的一组特定刺激和它在家里所储存的这组刺激应该是什么样子之间的差异，然后它飞向这样一个方向，以减少这种差异。这一理论的不同版本适用于不同的刺激集，可能用于引导鸽子回家。有一段时间，一种流行的想法是鸽子利用太阳在天空中的高度和一个内部时钟．在一天中的任何一个季节和时间，太阳在天空中的高度——从它当前的上升速度推断出它的最大高度——是一个地方所独有的(在这个例子中，就是鸽子的家)。假设鸽子的家鸽舍和放鸽地点都在北半球，那么如果放鸽地点太阳的最大高度较低，则放鸽地点在鸽子家的北面;如果在更高的地方，那么释放地点就在家的南边。如果太阳到达最大高度的时间晚于太阳所在的位置，则释放点在太阳所在位置的西部;如果早一点，工地就在家的东边。如果鸽子在中午时分被放生在北半球离家东北方向200英里的地点，鸽子必须飞得能赶上太阳的最大高度(也就是说,)，以防止太阳下落(也就是说,西)。

这个解释是非常巧妙的，虽然需要一些惊人的感官歧视就鸽子而言，原则上也不是不可能。不幸的是，这可能是错误的。两个关键的实验产生的结果与它的预测大相径庭。第一种理论认为鸽子根本不依赖太阳的高度来导航。在这个实验中，鸽子被限制在一个实验室里，每天中午左右它们只能在相对较短的时间内看到太阳，通过让鸽子只能通过一系列复杂的镜子来观察太阳，从而提高或降低太阳在地平线上的视高度。这应该对他们对自己家的真实位置的感知产生了巨大的影响;例如，太阳中午视高度增加70英尺，就意味着房屋向南迁移80英里。鸽子随后被从家中带到南方40英里处，在那里它们几周以来第一次看到了真正的太阳。如果太阳的高度确实是一个临界刺激在航海中，鸽子应该飞向南方而不是北方。事实上，他们正确地向北飞行。

第二个实验是改变鸟类的生物钟，方法是把它们关在室内，让它们暴露在一个新的明暗循环中。独立的观察表明，这个过程是完全成功的:如果一只鸟被关在室内几个星期，每天午夜开灯，中午关灯，它的生物钟很快就会进入这个新的周期，所以6点我被认为是一天的中间。在关键实验中，这只鸟在6点被带出实验室并释放我(真实时间)来自离家以南50英里的地点。太阳刚刚升起，这是几个星期以来的第一次。但是，根据鸽子的内部时钟，家里的时间是中午。这意味着释放地点在离家很远的西边，如果鸽子利用太阳的高度作为引导它回家的线索，它应该飞向东。事实上，鸽子向西飞。

第二个实验的结果表明，鸽子是在利用太阳在天空中的位置，而且时钟的变化是有效的(因为鸽子不是朝着家的方向飞行)。这很容易由假设鸽子利用太阳作为指南针．为了便于讨论，如果我们允许鸽子知道放生地点在家的南边，那么它就应该尝试向北飞。在北半球的中午，太阳在正南;因此，鸽子——它的内部时钟显示现在是中午——应该飞离太阳。但是，尽管鸽子移动的时钟显示现在是中午，但当地真正的时间是6点我太阳在东方。鸽子飞离太阳，向西飞去。这个实验首先表明，鸽子根本没有利用太阳的高度;第二，它利用太阳的水平位置或方位角来提供罗盘方位;第三，也是最重要的，鸽子有其他地图告诉它放生地点在家的南边。一般来说，没有地图指南针是没有用的。

鸽子的导航技能的地图组成部分的基础仍然非常模糊。从对许多候鸟的研究中得到的证据表明，指南针的成分在某种意义上是天生的但是，夏季和冬季栖息地的相对位置以及介于两者之间(甚至不在两者之间)的其他地方的相对位置的地图只是随着迁徙的经验而发展起来的。例如,欧掠鸟它们生长在波罗的海秋天到冬天在英格兰南部、法国北部和比利时向西南飞行。在今年秋天的迁徙中被捕获并在瑞士(正常路线以南约500英里)释放后，经验丰富的成年鸟类飞回了法国北部和比利时——尽管它们以前可能从未飞过这条路线的任何部分。然而，对幼鸟来说，这是第一次迁徙，它们从瑞士向西南飞行，最终在法国南部或西班牙北部降落。他们显然有一个指南针，告诉他们哪个方向是西南;他们所缺乏的是任何知识空间他们目前在瑞士的位置和他们在法国北部的目标之间的关系。