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鴿子具有非凡的導航能力。從閣樓上拿一鴿子,然後讓它走到從未去過的地方,它將在天空中盤旋了一陣子,回家了。這種顯著的能力延伸到距房屋數十萬公里的地方,對人類來說更為顯著,因為我們顯然無能為力。
但是我們長期以來一直利用鴿子的歸巢能力,主要用於攜帶消息。幾十年來,鴿子在科學家試圖理解鳥類導航基礎的地圖和指南針機制方面發揮了中心作用。
那我們學到了什麼?
出於與家庭的直接接觸,並且在鳥類變得熟悉的景觀中,必須有大規模的提示,可為導航鳥提供大規模的提示,並可以估算其相對於家庭的位置。從閱讀中,許多理論逐漸消失了太陽的弧線檢測長距離的基礎聲。但是對這些幾乎沒有支持。
磁性疑慮
最有吸引力和持久的是,鴿子可以使用可預測的強度和傾角的梯度地球的磁場繪製其相對於在家中已知值的位置。磁圖假說具有吸引力和持久性,但經過數十年的實驗研究,很大程度上沒有支持。也是可能是錯誤的。
混亂的一部分是,許多鳥類(可能還有鴿子)確實有一個磁性指南針,當它們看不見太陽時,它們給它們帶來了方向感。指南針有助於使長距離運動高效,並且是遷移的核心,但是如果您不知道目標的方向,它將無法幫助您。這需要一張地圖。看起來似乎不太可能,這張地圖幾乎可以肯定是嗅覺 - 鴿子,也許是所有鳥類都用氣味導航。
方向很好的鼻子
剝奪了氣味能力的鴿子無法導航。用空地欺騙他們,他們將朝錯誤的方向飛行。這聽起來很簡單,但是實際上,對嗅覺導航假設進行了最終證明,這很有意義,仍然有專家以合理的理由懷疑它。
但是證據的重量從40年開始的研究使該案非常有力。鳥類很可能會學會其家居區域特徵的大氣揮發物的粗糙組成,以及它如何隨不同方向帶來的風而變化,然後,如果它們被吹出或被人吹來並被人釋放並釋放,則可以推斷到陌生的地方。甚至在開闊的海洋上,鳥類(當然不是鴿子)可能會使用氣味進行導航。
然而,更靠近家中的是,嗅覺剝奪對鴿子的方向幾乎沒有影響,而且似乎它們切換到以視覺景觀提示為主的第二種機制。直到最近,科學家還缺乏在實驗室外有足夠詳細信息觀察詳細運動的工具。但是,諸如GPS之類的微型車載跟踪技術的出現現在使我們能夠以驚人的精度跟隨鳥類,並在野外揭示其空間認知的機制。
新發現
現在,我們了解到,鴿子很快從同一地點釋放,很快就會學習一條習慣的路線,即使是忠實地遵守的路線不是最快的。不同的人學習並堅持不同的路線。路線通常遵循線性景觀特徵,例如道路或田野邊緣,但在中間複雜性的景觀中最有效地學習了。這意味著城市景觀實際上可能太複雜了用於最佳路線學習。
對如何從同一地點回家的不同想法,結果是每隻鳥的優雅展示領導或跟隨他人的傾向。獨自歸歸當的鳥類更忠實於自己的路線更有可能成為領導者當社會上歸宿時。
因此,如果鴿子的大腦包含一個學習的路線網絡,這些記憶將如何獲得以及它們如何相互作用?最近,我的同事Andrea Flack和Dora Biro顯示必須並行學習三條路線並不會引起鴿子任何其他混亂。路線學習是獨立記憶的,無論釋放其釋放的地點是依次遇到,隨機混合還是嚴格旋轉。
將鴿子歸巢的藝術視為一項自然學習實驗室,這是一門新科學,我們正在採取第一步,而且似乎我們還沒有找到鳥能力的界限。顯然,我們仍然有很多東西可以從鴿子那裡學習。
蒂姆·吉爾福德(Tim Guilford)已獲得EPSRC,BBSRC,NERC,RSPB,John Fell,Merton College的資助。
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