<p>北卡羅來納州達(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或者電池沒電了，我們就會在去雜貨店的路上迷路。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，動物能夠以驚人的準(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)以百萬計的它們飛行2500英里，穿越北美東半部，到達(dá)相同的越冬地，利用地球磁場幫助它們到達(dá)墨西哥中部的一個小地區(qū)，這個地區(qū)和迪斯尼世界差不多大。</p> <p>&nbsp;</p> <p>或者紅鮭:從開闊的海洋開始，它們每年都會回家產(chǎn)卵。利用地磁線索，它們設(shè)法從數(shù)千種可能性中識別出自己的家鄉(xiāng)，通?；氐匠錾貛子⒊邇?nèi)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>現(xiàn)在，新的研究為遷移動物如何到達(dá)它們需要去的地方提供了線索，即使它們失去了信號或它們的內(nèi)部指南針把它們帶錯了路。杜克大學(xué)博士生杰西&middot;格蘭杰說，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)的羅盤壞了，像這些紅鮭這樣的遷徙動物不會停下來問路。但如果它們和同伴呆在一起，它們就會成功。圖片來源:美國地質(zhì)調(diào)查局的Jonny Armstrong</p> <p><br />許多動物可以感知地球磁場，并將其作為指南針。格蘭杰說，讓科學(xué)家們困惑的是，磁感應(yīng)并不是萬無一失的。這些來自行星熔融內(nèi)核的信號在表面是微妙的。太陽風(fēng)暴和人造電磁噪聲等現(xiàn)象可以破壞或淹沒它們。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這就好像他們內(nèi)心羅盤上的&ldquo;針&rdquo;有時會被扔出去，或者指向隨機(jī)的方向，很難得到可靠的讀數(shù)。一些動物是如何用如此嘈雜的感覺系統(tǒng)繪制路線并仍然正確的呢?</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這是一個讓我夜不能寐的問題，&rdquo;格蘭杰說，她和她的導(dǎo)師，杜克大學(xué)生物學(xué)教授S&ouml;nke Johnsen一起完成了這項工作。</p> <p>&nbsp;</p> <p>人們提出了多種假設(shè)來解釋它們是如何做到這一點(diǎn)的。一些科學(xué)家說，也許遷徙的動物在一段時間內(nèi)進(jìn)行了多次平均測量，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，他們可能會從參考他們的磁羅盤轉(zhuǎn)向使用其他導(dǎo)航方式&mdash;&mdash;比如嗅覺或地標(biāo)&mdash;&mdash;來縮小他們的目標(biāo)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在11月16日發(fā)表在《英國皇家學(xué)會學(xué)報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，一些動物仍然能夠通過相互依偎來找到路。</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了驗證這一想法，他們創(chuàng)建了一個計算機(jī)模型來模擬虛擬的遷徙動物群體，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>模型中的動物開始了它們的旅程，分散在一個廣闊的區(qū)域，沿途遇到其他動物。動物在前進(jìn)道路上的每一步所選擇的方向是兩種相互競爭的沖動之間的一種平衡: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)，即使模擬動物在閱讀磁場地圖時開始犯更多的錯誤，那些和鄰居在一起的動物仍然到達(dá)了目的地，而那些不在乎在一起的動物卻沒有到達(dá)目的地。</p> <p>&nbsp;</p> <p>格蘭杰說:&ldquo;我們發(fā)現(xiàn)，動物在群體中比單獨(dú)導(dǎo)航時更擅長導(dǎo)航。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>即使它們的磁羅盤使它們偏離了軌道，模型中超過70%的動物仍然能回家，只是通過加入其他動物并跟隨它們的領(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，這種策略就失效了。研究小組表明，當(dāng)動物數(shù)量減少到一定密度以下時，需要朋友來找路的動物更容易迷路。<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只肯普雷德利海龜在墨西哥的牧場紐沃附近筑巢。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:&ldquo;如果種群密度開始下降，它們在遷徙路線上需要越來越長的時間才能找到其他同類。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>之前的研究也做出了類似的預(yù)測，但杜克大學(xué)團(tuán)隊的模型可以幫助未來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;類似于君主在過去十年的經(jīng)歷，以及上個世紀(jì)的一些鮭魚&mdash;&mdash;剩下的個體中會減少37%的個體到達(dá)目的地。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;在研究人口損失時，這可能是一個被低估的問題。&rdquo;格蘭杰說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項研究得到了空軍科學(xué)研究辦公室(FA9550-20-1-0399)和杰西&middot;格蘭杰國防科學(xué)與工程研究生獎學(xué)金的部分支持。</p> <p>&nbsp;</p> <p>引文:&ldquo;集體運(yùn)動作為噪聲導(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。英國皇家學(xué)會學(xué)報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>