<p>北卡羅來(lái)納州達(dá)勒姆&mdash;&mdash;有些人的生死取決于手機(jī)的GPS。但是如果我們收不到信號(hào)或者電池沒(méi)電了，我們就會(huì)在去雜貨店的路上迷路。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，動(dòng)物能夠以驚人的準(zhǔn)確度在遙遠(yuǎn)的地方找到自己的路。</p> <p>&nbsp;</p> <p>以帝王蝶為例。每年，數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的它們飛行2500英里，穿越北美東半部，到達(dá)相同的越冬地，利用地球磁場(chǎng)幫助它們到達(dá)墨西哥中部的一個(gè)小地區(qū)，這個(gè)地區(qū)和迪斯尼世界差不多大。</p> <p>&nbsp;</p> <p>或者紅鮭:從開(kāi)闊的海洋開(kāi)始，它們每年都會(huì)回家產(chǎn)卵。利用地磁線(xiàn)索，它們?cè)O(shè)法從數(shù)千種可能性中識(shí)別出自己的家鄉(xiāng)，通常回到出生地幾英尺內(nèi)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>現(xiàn)在，新的研究為遷移動(dòng)物如何到達(dá)它們需要去的地方提供了線(xiàn)索，即使它們失去了信號(hào)或它們的內(nèi)部指南針把它們帶錯(cuò)了路。杜克大學(xué)博士生杰西&middot;格蘭杰說(shuō)，關(guān)鍵是:&ldquo;如果他們和朋友一起旅行，他們可以更快更有效地到達(dá)那里。&rdquo;<img src="https://researchblog.duke.edu/wp-content/uploads/2022/12/Sockeye_salmon_and_arctic_char-1024x637.jpg" width="808" height="502" />&nbsp;</p> <p>當(dāng)它們體內(nèi)的羅盤(pán)壞了，像這些紅鮭這樣的遷徙動(dòng)物不會(huì)停下來(lái)問(wèn)路。但如果它們和同伴呆在一起，它們就會(huì)成功。圖片來(lái)源:美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的Jonny Armstrong</p> <p><br />許多動(dòng)物可以感知地球磁場(chǎng)，并將其作為指南針。格蘭杰說(shuō)，讓科學(xué)家們困惑的是，磁感應(yīng)并不是萬(wàn)無(wú)一失的。這些來(lái)自行星熔融內(nèi)核的信號(hào)在表面是微妙的。太陽(yáng)風(fēng)暴和人造電磁噪聲等現(xiàn)象可以破壞或淹沒(méi)它們。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這就好像他們內(nèi)心羅盤(pán)上的&ldquo;針&rdquo;有時(shí)會(huì)被扔出去，或者指向隨機(jī)的方向，很難得到可靠的讀數(shù)。一些動(dòng)物是如何用如此嘈雜的感覺(jué)系統(tǒng)繪制路線(xiàn)并仍然正確的呢?</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這是一個(gè)讓我夜不能寐的問(wèn)題，&rdquo;格蘭杰說(shuō)，她和她的導(dǎo)師，杜克大學(xué)生物學(xué)教授S&ouml;nke Johnsen一起完成了這項(xiàng)工作。</p> <p>&nbsp;</p> <p>人們提出了多種假設(shè)來(lái)解釋它們是如何做到這一點(diǎn)的。一些科學(xué)家說(shuō)，也許遷徙的動(dòng)物在一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行了多次平均測(cè)量，以獲得更準(zhǔn)確的信息。</p> <p>&nbsp;</p> <p>或者，當(dāng)他們接近旅程的終點(diǎn)時(shí)，他們可能會(huì)從參考他們的磁羅盤(pán)轉(zhuǎn)向使用其他導(dǎo)航方式&mdash;&mdash;比如嗅覺(jué)或地標(biāo)&mdash;&mdash;來(lái)縮小他們的目標(biāo)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在11月16日發(fā)表在《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B輯》(Proceedings of the Royal Society B)上的一篇論文中，杜克大學(xué)的研究小組想要將這些想法與第三種可能性進(jìn)行比較:即使在它們的指南針讀數(shù)不可靠的情況下，一些動(dòng)物仍然能夠通過(guò)相互依偎來(lái)找到路。</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了驗(yàn)證這一想法，他們創(chuàng)建了一個(gè)計(jì)算機(jī)模型來(lái)模擬虛擬的遷徙動(dòng)物群體，并分析了不同的導(dǎo)航策略如何影響它們的表現(xiàn)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>模型中的動(dòng)物開(kāi)始了它們的旅程，分散在一個(gè)廣闊的區(qū)域，沿途遇到其他動(dòng)物。動(dòng)物在前進(jìn)道路上的每一步所選擇的方向是兩種相互競(jìng)爭(zhēng)的沖動(dòng)之間的一種平衡:團(tuán)結(jié)在一起，與群體呆在一起，或者朝著特定的目的地前進(jìn)，但在尋找方向時(shí)存在一定程度的誤差。</p> <p>&nbsp;</p> <p>科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，即使模擬動(dòng)物在閱讀磁場(chǎng)地圖時(shí)開(kāi)始犯更多的錯(cuò)誤，那些和鄰居在一起的動(dòng)物仍然到達(dá)了目的地，而那些不在乎在一起的動(dòng)物卻沒(méi)有到達(dá)目的地。</p> <p>&nbsp;</p> <p>格蘭杰說(shuō):&ldquo;我們發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物在群體中比單獨(dú)導(dǎo)航時(shí)更擅長(zhǎng)導(dǎo)航。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>即使它們的磁羅盤(pán)使它們偏離了軌道，模型中超過(guò)70%的動(dòng)物仍然能回家，只是通過(guò)加入其他動(dòng)物并跟隨它們的領(lǐng)導(dǎo)。其他的補(bǔ)償方式?jīng)]有達(dá)到預(yù)期效果，或者需要完美地指導(dǎo)他們完成同樣的壯舉。</p> <p>&nbsp;</p> <p>但研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物種數(shù)量減少時(shí)，這種策略就失效了。研究小組表明，當(dāng)動(dòng)物數(shù)量減少到一定密度以下時(shí)，需要朋友來(lái)找路的動(dòng)物更容易迷路。<img src="https://researchblog.duke.edu/wp-content/uploads/2022/12/Kemps_Ridley_arribada-1024x515.jpg" width="808" height="407" />&nbsp;</p> <p>在20世紀(jì)50年代之前，每天都可以看到成千上萬(wàn)只肯普雷德利海龜在墨西哥的牧場(chǎng)紐沃附近筑巢。到20世紀(jì)80年代中期，筑巢的雌性數(shù)量下降到幾百只。</p> <p><br />格蘭杰說(shuō):&ldquo;如果種群密度開(kāi)始下降，它們?cè)谶w徙路線(xiàn)上需要越來(lái)越長(zhǎng)的時(shí)間才能找到其他同類(lèi)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>之前的研究也做出了類(lèi)似的預(yù)測(cè)，但杜克大學(xué)團(tuán)隊(duì)的模型可以幫助未來(lái)的研究人員量化不同物種的影響。例如，在模型的一些運(yùn)行中，他們發(fā)現(xiàn)如果假設(shè)種群數(shù)量下降了50%&mdash;&mdash;類(lèi)似于君主在過(guò)去十年的經(jīng)歷，以及上個(gè)世紀(jì)的一些鮭魚(yú)&mdash;&mdash;剩下的個(gè)體中會(huì)減少37%的個(gè)體到達(dá)目的地。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;在研究人口損失時(shí)，這可能是一個(gè)被低估的問(wèn)題。&rdquo;格蘭杰說(shuō)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究得到了空軍科學(xué)研究辦公室(FA9550-20-1-0399)和杰西&middot;格蘭杰?chē)?guó)防科學(xué)與工程研究生獎(jiǎng)學(xué)金的部分支持。</p> <p>&nbsp;</p> <p>引文:&ldquo;集體運(yùn)動(dòng)作為噪聲導(dǎo)航及其人口損失脆弱性的解決方案，&rdquo;杰西&middot;格蘭杰和S&ouml;nke約翰森。英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B輯，2022年11月16日。DOI: 10.1098 / rspb.2022.1910</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>