临近入冬，又到了候鸟南迁的时节。但最近，一群南迁的金腰燕意外滞留在黑龙江五常，有些已不幸死亡。是什么干扰了它们的迁徙节奏？原因很明朗。10月中旬，哈尔滨及东北南部气温骤降，东北南部同期出现降雨，燕子难免会在进入雨期之前停留，待气候适宜再起飞。

　　短暂休整后，这群金腰燕也将继续飞上迁徙之路。这样的遭遇在候鸟世界并不罕见，漫长迁徙途中，即便由于一些原因致使个别同类陨落，整个候鸟族群仍会年复一年，飞跃千山万水，完成生命的循环。

　　脂肪做“燃料”

　　每年，全球有数十亿只候鸟会在自己的繁殖地和越冬地之间迁徙。迁徙的距离有近有远，最能飞的当数北极燕鸥，它们在北极地区繁殖，却要飞到南极海岸越冬，行程1.8万千米，几乎绕地球半周。此次滞留五常的金腰燕，被指来自黑龙江以北，如俄罗斯远东地区，越冬地则主要在东南亚。我国东北地区的家燕同样也是飞往东南亚越冬，研究人员曾在辽宁盘锦利用光敏定位仪追踪家燕迁徙路线，发现它们主要向西南方向行进，目的地多为泰国。

　　长距离飞行，要有足够的能量储备。一般来说，鸟类在迁徙之前要积聚脂肪以保证能量消耗，脂肪为它们提供能量，脂肪代谢时产生的水分也能被身体充分吸收。大多数迁徙鸟类中途可以降落到适宜的地点补给，但不得不飞越沙漠和海洋的迁徙鸟类，由于中途无法获取食物，需要储存的脂肪则更多。

　　以红喉北蜂鸟为例：这是地球上新陈代谢最高的动物之一，为了保证长达3000千米的迁徙顺利完成，红喉北蜂鸟在脂肪储备上是很拼的，大多数蜂鸟的脂肪会增加两倍甚至更多，有些能在短短四天内体重增加近一半。

　　斑尾塍鹬更极端。2007年9月，一只代号为“E7”的雌性斑尾塍鹬用了8.2天时间，连续不停地飞了11587千米，斜跨太平洋，从美国阿拉斯加直飞新西兰，创造了鸟类不间断飞行的最长纪录。2020年9月，一只标签号为“4BBRW”的成年雄性斑尾塍鹬，从阿拉斯加出发，经历239小时，飞行13000多千米后，在澳大利亚新南威尔士州着陆，创造了新的世界纪录。为了让体内有更多空间储存脂肪，斑尾塍鹬甚至将25%的身体组织（包括部分肝脏、肾脏和消化道）吸收掉，而在飞行中，它们也会增加心脏和胸部肌肉的大小，将额外的能量和氧气分配到这些高度活跃的区域。等它们完成这场“不吃不喝不睡觉”的飞行后，往往会显得瘦弱干枯，但过不了太久，又能恢复正常。

　　自带“指南针”

　　能够得知候鸟的迁徙动线，有赖于生物标记技术。其核心就是将微型化的电子设备佩戴在鸟类身上，监测并记录其生物学信息和所处环境的各项参数。在目前世界最大的野生动物运动数据库Movebank中，就有3000名科学家共享了1025个物种的卫星追踪数据，获取了超50亿个位置数据，41亿条其他传感器数据。这些数据为人类研究和理解野生动物运动模式提供了新的视角、方法和途径。

　　人类能通过科技监测候鸟的迁徙路线，那候鸟又是怎么在动辄成千上万千米的迁徙路上为自己导航的呢？

　　一个比较常规的理论就是依靠视觉定向。一只飞行高度达到2000米的候鸟，视野范围能达到100千米，它们能通过观察日月星辰，或者山脉、海岸、河流、森林等固定不动的地标来判断飞行方向。由于迁徙路线相对固定，它们对于往返路上的“固定地标”具有极强的记忆力。这种说法也得到了科学验证。中国科学院动物研究所詹祥江团队曾通过整合多年卫星追踪数据和种群基因组信息，建立了一套大陆尺度的北极游隼迁徙研究系统。虽然都在北极，但不同种群的游隼迁徙距离不同，短距离迁徙平均3600千米，长距离迁徙平均则有6400千米。实验证明，长、短迁徙种群主要基因类型存在功能差异。而他们发现了一种和记忆能力相关的基因——ADCY8，揭示了长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础。这一研究发表于《自然》杂志，并当选“2021年度中国生命科学十大进展”。

　　除了视觉，动物可能还利用听觉和嗅觉来进行导航。不过感官经验再丰富，也可能存在不准确性和个体差异。此时，就需要有“指南针”辅助了。

　　科学家认为，鸟类有天然感知地磁场的能力。所谓地磁场，是地球表面及近地空间中存在的天然磁场，磁场强度在两极地区最强，赤道地区最弱。如果通过绘制磁力线来表示磁场方向，可以看到，在磁赤道附近，磁力线和地球表面几乎平行，而越往两极，磁力线和地球表面之间的倾角越接近90°。对人类来说，地磁场微乎其微，但鸟类可以感受到这种微弱的变化。它们可以通过感知地磁场的细微变化，以及雷暴、偏振光、紫外线等自然现象的波动，从而精准地锁定飞行方向。

　　2000年，美国伊利诺伊大学的克劳斯·舒特恩教授指出，鸟类利用隐花色素感应地磁场的方向。隐花色素是一类广泛分布于真核细胞生物的光受体蛋白，在动物体内，它主要集中在视网膜上，参与生物的一系列光调控反应。有研究表明，候鸟眼睛中有四种隐花色素。在夜间活跃的候鸟中，磁取向行为期间的神经活动与视网膜神经节细胞中的隐花色素表达共定位，而在非候鸟或白天没有这种共定位。

　　不过，就像人类在使用导航的时候会出现一些漏洞（bug），自带“指南针”的候鸟也偶尔会迷路。这些迷路的鸟被称为“迷鸟”，大多是因天气异常、磁场干扰等各种因素短暂滞留，通常难以在异地形成稳定种群，但盐湖等特殊环境有可能促成个别物种定居。中国多地记录显示，赤嘴潜鸭、普通秋沙鸭等迷鸟多呈零星分布，而卷羽鹈鹕这种偶见种群则可能随着生态环境改善转为留鸟。

　　作为候鸟迁徙旅程的见证者与记录者，人类正通过科技的进步和研究的深入，一步步揭开迁徙背后的秘密。每一次追踪、每一次观测，都是对人类认知边界的拓展，也是对自然更深一层的敬畏。

　　来源：科普中国

供稿人：科普部

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