信鸽和候鸟的导航与归巢性能仍旧是迷人的又难解的话题虽然许多年来用了很多的步骤了解这主题的错综复杂。到今天为止很多停留在神秘。即使如此, 今日研究继续一层层地剥下这环绕的神秘虽然进行缓慢。下列的资料讨论一些目前可用的鸽子和其他鸟类导航之许多情况的题材。
       似乎一般支持鸽子使用两阶段方法以准确归巢的想法:第一是确定牠们的家方向之地图,第二是引领牠们的罗盘。
       已知太阳的出现(太阳罗盘)让鸽子正确地导航。似乎牠们能够抵补太阳横过天空的移动因此维持进行方向(航道)。然而寻找家的方向不需要看到太阳。为了在没有太阳,阴天的天气导航鸽子似乎应用整个地球上极对极的磁力线的指示。相信鸽子像其他的鸟类有天生的磁感, 牠们用之作为方向的指南针。
       地球的液体核心产生两极场磁场在地理的北极和南极的磁极。磁场的场线留置在南极区的地上以弧线环绕地球然后再进入地球的北极。有磁性的北方和地理性的北方以某些程度不同。这变化或偏差可能相当接近磁极但是在较低的纬度它即刻变成更少。世界大部分磁场线大体而言是由北走向南。磁场的总强度在两极从非常高的值逐渐减小, 靠近有磁性的赤道约一半的强度。
       把这一般模式重迭是某种不规则。例如岩石不同程度的磁化造成局部的磁性不规则之事,此外地磁领域的时间变化是以每天的基础发生。这些规则的每天变化加上因为来自太空磁暴发生不规则的往复移动及被鸽子做为导航图是重要的。由于它的构造,磁场始终存在因此是持久的可靠的数据源。磁场似乎提供鸟类方向信息而因子如它的总深度和倾斜度可能提供鸽子牠们的地理位置的信息。
       鸟类使用磁性信息作为定方向早在1800年代的初期被讨论。很久以前, 当1859一位德国研究员提出我们现在称为鸟类磁性罗盘。磁性罗盘首先被叙述的是欧洲知更鸟,牠是在夜间迁移的小型鸟而实验工作显示这些鸟使用磁场作为方向的寻找。鸟的磁性罗盘已知是倾斜罗盘~代替指北和指南, 认明朝南极的或北极的和朝赤道方向。
       发现若干其他种类的鸟包含在世界各地不同国家的短距离和长距离的候鸟都使用磁性罗盘, 这群大多数的鸟类是夜间候鸟。对鸽子的研究间接地显示牠们也用磁性罗盘, 是倾斜罗盘。这信息指出磁性罗盘在鸟类之中是非常广传的机转。大抵不论牠们的关系、牠们的地理分布和牠们的迁移习惯。它也指出迁移的方向是鸟类的遗传密码如罗盘进行方向与地磁领域有关系。在南、北半球两边, 鸟类开始牠们的秋天迁移带领往赤道方向~北方的鸟往南, 南方的鸟往北。
       在归巢期间内磁性罗盘用导航方式不只找出决定航到的位置有关系,它似乎也可能是以这些导航的特种方法处理牠们自己的一部分, 就是说当这些过程是以从鸽舍到释飞地点的路途之中得到的信息为基础。一个实验显示年轻无经验的鸽子于释飞之后当牠们通过计划的磁场扭曲地点之时会失去方位。然而第二群经验过相同时间长度同样的扭曲磁场的鸽子此时牠们在释飞地点等候, 正确地定方向接着朝鸽舍的方向前进。这研究的作者结语危险不是扭曲的磁场本身而是在扭曲的磁场运输。以这为基础假设鸽子使用磁场为参考方法以储存关于外面之行的航线和归巢的航线的信息而磁场的扭曲在往释飞地点之旅途中阻挡了第一群鸽子储存这样的信息。只有非常年轻无经验的鸽子明显地使用这策略;有更多经验的老鸽在往释飞地点的旅途期间似乎不受磁性扭曲影响暗示牠们的导航策略的改变可能与牠们有丰富的经验有关。
       磁性罗盘和学习弧线有关引向太阳罗盘的建立。年轻无经验的鸽子于牠们能用太阳罗盘之前使用磁性罗盘。有证明磁性罗盘可用来作方向的参考方法以建立太阳罗盘。后来,太阳罗盘成为比较喜爱的方法。当鸽子习惯在多云的情况飞行,在阳光普照或者多云的天空之下朝鸽舍定方向是相似的所以似乎磁性罗盘的准确和太阳罗盘是相等的。
       磁性罗盘有多准确?鸟类的飞行行为提示相当准确。在阴天状态释飞鸽子时牠们必须依赖牠们的磁性罗盘,牠们会产生准确的罗盘方向,离开直线少于25°。
       研究也显示有显着的关于导航图学习阶段,在断乳后头2~3个月鸽龄的训练。在第一到第二个月有很明显的发展,接着是重要的时期在第2和第3个月鸽龄之间因为方法的整理(重组)发展可能减少然后在后来的几个月稍微进展。在2005相关的研究结论鸽舍在导航方法的发展似乎扮演中心的功用但是它们确实的角色不知。
       已知广泛的细菌类和藻类定住它们的移动沿着磁场线。这能力的基础取决于磁性晶体、以铁为基础的矿物质磁铁矿、已知的如天然磁石(三氧化二铁)和钢硫化物(硫酸铁)。后来在蜜蜂、鸟、鲑鱼、海龟及许多其他已知的动物发现磁铁矿, 以地球的磁场定方向。
       从动物分离的大多数磁铁矿以称为单晶畴的形式是磁铁矿的微粒吸引磁铁但是本身不吸引铁微粒。事实上它们是非常极小的永久磁化的磁铁和磁场缠绕成一直线。在有些动物如鸽子, 磁铁矿晶体比单晶畴尺寸更小, 这些比较小的晶体被称为超级顺磁性的并且有不同的磁性。不似单晶畴, 它们没有永久的磁性运转所以它们不能完全地旋转和地球的磁场成一直线。纵使这些晶体静止, 它们的磁性直线追踪(循迹寻找)四周磁场的直线。
       为了让磁铁晶体工作如磁性接受器, 假定是它们必须接触神经系统。最强的证据得来自鳟鱼和鸽子的实验。于鸽子和其他的鸟,晶体被认为是磁铁矿在于鸟上喙。用电子显微镜详查鸽子的这范围显示这些晶体位于神经的末梢之内及沿着神经细胞膜分布。于鸽子, 这些晶体被发现是超级顺磁性的。它们以束存在而于鸽子大约10~15束被发现在一个神经末梢之内。鸟和鱼之间有意思的相似处是晶体的位置, 于鸽子在喙部而鳟鱼在鼻处, 似乎从三叉神经的眼的分枝接收它的神经,   10条神经其中之一直接源于脑下方。关于磁场的重要数据表示三叉神经的眼的分枝引导至脑部。(此外,这些发现指出鸽子和其他的鸟类从牠们平时的食物、矿物质综合、水等容易得到牠们需要之极微量的磁铁矿因此我一直不知道为何鸽友买磁铁矿!)
       另外来自我的地区一位科学家Carey Oler凯瑞欧乐是我的俱乐部会友之子是为地磁紊乱专家。他强调从东边或西边的比赛对鸽子导航是比较困难因为鸽子横过磁场线。
 加上问题的复杂是有些研究者有意思的提议鸟类的磁性罗盘为了它的功用可能需要光源。这想法被德国研究团队Wolfgang and Roswitha Wiltschko试验发现欧洲知更鸟暴露于当地的地磁场在蓝色、蓝绿色和绿色的光线(短波长光线)之下正确地定预期的迁移方向但是在黄色和红色(长波长光线)下会失去方位。因此鸟类对磁性的暗示之响应似乎根据光线的波长而定。(当「白色」光线从太阳穿过棱境, 它依次序分开为7种色彩:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫~每一个有不同的波长。
       更早的多年前,上述的作者首先尝试以无经验幼鸽做实验的研究成立光线在磁性的定方向的角色。
       如先前纪录, 无经验的幼鸽判断正确的朝回家的方向依赖在从鸽舍当释飞地点路程中获得的罗盘信息。如果这些无经验鸽在正常的地磁场和黑暗中运输, 当牠们被释飞时会变得失去方位。(然而有经验的老鸽以相似的处理不 会受影响。)这些发现于幼鸽与牠们使用磁性罗盘机制也依赖光线作为正确定鸽舍的方向是相符的。年轻信鸽的实验提出光线的波长磁场和从磁场获得方向信息之间有相似关系。摘要,可用的数据显示鸽子的磁性接收需要来自视觉光谱的蓝绿色光线。
      加上这发现,同批的研究员发现光线的效果在欧洲知更鸟之磁性的罗盘只有透过单眼处理:右眼。当遮住知更鸟的左眼时牠们仍旧正确地定方向, 但是盖住右眼时鸟会失去方位。同样地以鸽子做实验显示盖住左眼的鸽子比那些盖住右眼的鸽子比较能稳定地返回。因为左脑控制身体的右边, 反之亦然。这些发现间接地显示右眼和左脑在鸽子的飞行控制、导航和归巢过程有关连的重要性。
       加上更多的导航综合是气味和它们在鸽子的导航角色上引起争论的话题。在1971一位名为Papi帕比之意大利科学家和牠的同事提出气味于鸽子的导航和归巢扮演重要角色的想法。自从那时多年来这议题维持好争论及产生许多实验、理论、拥护者,当然还有持不同意见的。
      这想法背后的基本前提是鸽子藉察知结合在自家鸽舍由风带来的气味或在鸽舍附近和周围地区训飞之中感知气味获得气味『地图』。有些证据有利于这想法:⑴以麻醉的方式或手术阻塞鸽子的嗅觉然后从不熟悉的地方释飞, 结果不会定方向或没有归巢;⑵运送鸽子到遥远的地方, 结果无法定方向除非在运输途中牠们可以采集自然的空气;⑶如果供应给鸽子的空气透过碳过滤, 牠们定方向的能力被消除了。然而不明白的是如何不同浓度的气味可能有效地在数百哩的范围可以维持在活动变化的大气内,而有些科学家用这点反对气味与导航的整个想法。不知道空气传播的内容即根据气味组成地图的基础之本体,没办法知道很多关于它们在空间和整个时间的分布。即使如此,有些科学家提出结论收集的的证据支持嗅觉在归巢的地图要素扮演一角色的看法。不是每个人都同意所以辨论会继续。
      鸽舍的位置似乎成为鸽子定方向的重大差异。在德国的一项研究, 鸽子饲养在两个不同的鸽舍,一个在花园内免于风吹而另一鸽舍位于4层楼高风可自由吹入。然然在这两鸽舍的鸽子的嗅觉被阻塞(不是用手术就是麻醉方式)。有掩护吹不到风的鸽舍之鸽子正常地定方向和归巢,另一方面那些在4层楼高鸽舍的鸽子既无正确地定方向也未归巢。
      研究者解释两组鸽子之间的差异可能和牠们接近风和它传送的气味有关系。花园鸽舍挡住风, 在这鸽舍的鸽子可能学习依靠暗示与风中的气味无关连,结果牠们掌握正确方向及正确地归巢。另一组在4层楼高的鸽舍有风自由吹入和风带入的气味, 鸽子可能强烈地依赖在这些气味中察知选择正确方向和归巢的暗示。由于牠们对风传播气味的依赖当牠们的嗅觉被堵住时这组鸽子无法正确地定方向或归巢。
      在累积的研究基础上似乎明显地鸽子使用许多不同的线索,可能包含气味发展地图;在任何既定的时间如何和为甚么选择这些多种线索是未知的。
      一些其他引发兴趣的资料~近年来,至少两个相似的研究计划,一个是英国牛津大学的10年研究和另一组的欧洲研究员都达到相同的结论:鸽子的归巢经常沿着较大的公路和使用地标记住牠们身在何处。于欧洲组的研究,研究员用GPS全球定位系统纪录鸽子超过48公里以上的216飞行路径。从这GPS全球定位系统研究数据显示有经验的鸽子超过3年在罗马附近从熟悉地方释飞,明显地会被公路和铁路轨道吸引朝向鸽舍方向飞行但不是直接直线朝向鸽舍。鸽子经常从公路脱离改变方向回家但是许多鸽子继续沿着这些公路到大的接合处(交叉点)甚至在那时显着地增加绕行之路飞行。明显的路线有40-50%的飞行路径沿着一条特殊飞行线,从西北到东南。作者提出鸽子使用学会的沿行路线的方法和使用独特的地理位置~地标,换言之作为回鸽舍的最后导航。
      由于我居住在广阔的大草原乡间, 在训练期间我经常可以沿着主要的公路和附近平行延伸的铁路轨道跟着我自己的鸽子。通常我看见这些鸽子飞行在树尖高度,在树顶的9至46公尺范围之内。牠们通常会略微脱离在公路-铁轨附近的通过小镇、农场等。真的令人惊心的体验看见牠们全速进入顶头风,当牠们飞行靠近公路上方2至3呎又经常上升仅仅及时避免从前后接近的交通! 
      已经证明鸽子有探获紫外线和听到亚声【(或称次声)其频率低于20Hz赫兹】的能力。赫兹是频率的单位,一赫兹有一秒的周期性间隔。人的听觉范围是从0赫兹到大约20KHz千赫。根据黑格史壮博士于2006年7月15日在美国赛鸽文摘发表一文, 欧洲和美国的几个比赛可能的亚声负面影响。
摘要, 研究者一直怀疑可能有许多因素牵涉到鸟类导航的复杂性。就整个方面来说,在鸽子使用的导航图中的磁性线索一般角色仍然是不清楚。归巢几乎不被磁场的操纵影响暗示了磁性的线索不是使用地图的基本,似乎鸟类有几个选择的线索, 牠们可以选择许多可能性帮助导航。然而在任何既定时间怎么决定使用有利的线索的情况依然神秘。探索这复杂、迷人的题材依旧不会中止。
           
      附上哥登恰默士兽医相片
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