作者:云??破?/p>
文章來源于科學大院公眾號(ID:kexuedayuan)
——
前不久,大院er看到一個視頻:在東北某地,一些被非法捕捉的鳥兒得到了解救,但卻錯過了遷徙的時間。為了幫助它們順利去往南方過冬,人們開車載著它們,行駛兩千公里后放飛。
看起來是個很暖心的故事。但看完視頻,大院er心中不免有一些疑問:用車送鳥兒去南方,真的合理嗎? 鳥類南飛的終點究竟在哪里?
一支箭,解密鳥類飛行軌跡
歲月漫漫,候鳥總是秋去春來。秋天過后候鳥都去哪里了?春天見到的還是去年秋天的同一只鳥嗎?
為了獲得這些問題的答案,人類經(jīng)過了兩千多年的思考。
(圖片來源:veer)
在中國先秦時期,就有人對此產(chǎn)生了好奇。尤其是宮女和公主們,平日沒有太多的消遣,她們就抓住宮中的家燕并為其系上彩帛,觀察它們第二年是否還會回來。古希臘時期的歐洲人也對鳥類在冬天消失的現(xiàn)象進行了思考。亞里士多德從家燕銜泥筑巢這一行為中獲得靈感,認為家燕會在冬天挖洞,躲在洞里冬眠,就像我們熟知的蛤蟆一樣。哪怕從來沒有人見過埋在地里的家燕,但由于亞里士多德代表的權(quán)威性,當時絕大多數(shù)人將這一說法奉為圭臬,不曾質(zhì)疑。
但自然的真理不會因為權(quán)威而改變。隨著民智的進步,與亞里士多德的定論不一致的證據(jù)不斷涌現(xiàn)。1822年,在鳥類遷徙研究史上非常著名的一只白鸛出現(xiàn)在德國的一個村莊附近。白鸛是歐洲常見的鳥類,而這只白鸛的傳奇之處在于它的脖子上插著一支80cm左右長的箭,也可以說是矛。這種武器來源于非洲中部的一些部落。正是這支箭讓人們知道了這只鳥的軌跡:它在冬天穿越地中海,到達非洲,倒霉地被非洲人擊中,又活著飛回了歐洲。在這之后,人類又陸陸續(xù)續(xù)記載了24只身體帶著箭的白鸛。這些倒霉又幸運的白鸛被稱為Pfeilstorch,是德語中“arrow stork”,即“箭矢鸛”之意。
第一只Pfeilstorch如今以標本的形式存在德國羅斯托克大學。除去在鳥類遷徙研究史中的標志性意義,這些鳥自身的堅毅也值得紀念——中箭受傷之后,還需要從非洲的越冬地,穿越撒哈拉和地中海,跨越3000公里回到歐洲。
第一只Pfeilstorch(圖片來源:Zoologische Sammlung der Universit?t Rostock)
簡單易行的鳥類環(huán)志
1899年,丹麥的一名教師Mortensen將印有不同號碼的鋁環(huán)套在鳥類的腿上,用來研究鳥類遷徙。他的做法和古代宮女給家燕系彩帛本質(zhì)上有些相似,但顯然更加科學和系統(tǒng)。這種標記方法被稱為環(huán)志,因簡單易行而迅速獲得世界各國鳥類學界的認可,專門的環(huán)志站如雨后春筍般設立。1983年鳥類學家張孚允等人在青海湖進行了大陸首次鳥類環(huán)志工作,目前我國已經(jīng)成為亞洲環(huán)志鳥類最多的國家。
環(huán)志回收需要重新捕捉鳥類,可世界又是何其廣闊。環(huán)志的回收率顯然不會太高,大型鳥類能達到20%以上,小型鳥類最低甚至小于0.1%。上世紀九十年代,鳥類學家開始使用旗標研究候鳥,尤其是水鳥的遷徙。旗標和金屬環(huán)一樣綁在鳥的腿上,不同的是旗標是彩色的,而且不同地區(qū)環(huán)志的鳥類旗標的顏色和組合不一樣。通過旗標顏色組合能夠確定環(huán)志的地點,如果能看清楚上面的編碼,就能確認個體。這種方法不用再重捕回收,使用望遠鏡或長焦鏡頭就能發(fā)現(xiàn),效率更高。
上青下藍的組合表明00J號蒙古沙鸻個體環(huán)志于江蘇條子泥(圖片來源:海東青)
全球環(huán)志,共畫鳥類遷飛圖
通過世界各地的環(huán)志站以及觀鳥愛好者提供的觀測記錄,我們能夠知道鳥類它們從哪里來,到哪里去,經(jīng)過哪里,勾畫出它們的生活軌跡。目前全球共劃分為9條主要的遷飛路線,其中3條經(jīng)過我國。
全球九大候鳥遷飛路線 (圖片來源:全球遷飛區(qū)網(wǎng)絡)
鳥類環(huán)志是全球范圍內(nèi)科學研究通力合作的典范,即使在冷戰(zhàn)時期,學術(shù)上的交流也沒能被完全阻止。1964年,朝鮮科學院生物學研究所所長元洪九先生(Won Hong-gu)在平壤記錄到一只佩戴著日本腳環(huán)的北椋鳥。由于當時的政治環(huán)境,朝鮮和日本鳥類學界無法直接通信,元洪九的信件通過俄羅斯轉(zhuǎn)交給了日本的山階鳥類研究所,想要知道這只北椋鳥詳細的環(huán)志信息。日本的鳥類學家根據(jù)腳環(huán)編號C7655,查閱環(huán)志記錄,發(fā)現(xiàn)這只北椋鳥在1963年由元炳旿(Won Pyong Oh)環(huán)志于韓國首爾。
細心的朋友可能發(fā)現(xiàn)了,這兩位鳥類學家都姓元,這并非偶然。這背后有著一個憂傷的故事:元洪九是元炳旿的父親,因為韓朝分裂,一家人在戰(zhàn)火中離散,天各一方,十五年來音訊全無。環(huán)志鳥類的重捕回收率非常低,父子在兩地重捕到同一只鳥的概率更是小之又小,兩人奇跡般地通過一個小小的腳環(huán)得知彼此仍活在世上。遺憾的是,他們一直未得相見。1970年元洪九先生去世,直到32年之后的2002年,元炳旿才得以見到父親的墓碑。
環(huán)志促進了我們對鳥類遷徙的了解,也讓我們見證了鳥類生命的壯麗。
1956年,鳥類學家錢德勒·羅賓斯(Chandler Robbins)在中途島為一只后來被命名為“Wisdom”(智慧)的黑背信天翁進行了環(huán)志,佩戴的旗標編號為Z333,當時它至少已經(jīng)5歲了。在那之后幾乎每一年繁殖季,人們都能在它的出生地見到它。它不斷刷新著已知繁殖年齡最大的野生鳥類記錄,也一直刷新著已知環(huán)志時間最長的鳥類記錄。
每年它是否會回到中途島繁殖,都會牽動無數(shù)人的心。2020年,智慧已經(jīng)至少69歲了,腳上的旗標更換了6次。它的年齡遠高于黑背信天翁的平均壽命,科學家推測它更換了好幾次配偶,就連羅賓斯也在三年前去世,但它還是回來了,依然向我們展示著生命的奇跡。
技術(shù)升級,鳥類配備追蹤器
環(huán)志法雖簡單經(jīng)濟,但更多時候要靠運氣。鳥要剛好飛到你面前,你才能看到。如果給鳥類環(huán)志的同時,給它裝個小設備,主動記錄它飛行的時間和地理位置,豈不是更好?衛(wèi)星跟蹤、光敏定位儀(geolocators)等新的技術(shù)應運而生。
隨著人造衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星追蹤也被用于鳥類遷徙的研究中。簡單說,就是讓鳥背上一個GPS追蹤器,追蹤器能記錄鳥類的位置,通過衛(wèi)星傳輸?shù)降孛?,?jīng)過處理后達到我們手中。
2007年鳥類學家為一只編號為E7的斑尾塍鷸佩戴了追蹤器。根據(jù)追蹤數(shù)據(jù)顯示,它春天從新西蘭出發(fā),飛到我國的鴨綠江口停歇,然后繼續(xù)飛行到達阿拉斯加繁殖。秋天南遷的時候,它不吃不喝,連續(xù)飛行8天,飛行距離超過11000公里,跨越太平洋,直接回到了新西蘭,創(chuàng)造了鳥類連續(xù)不停歇飛行的新紀錄。前段時間,它的伙伴不眠不休地飛行11天,距離增了10%,達到了12200公里,刷新了這項紀錄。
佩戴衛(wèi)星跟蹤器的斑尾塍鷸E7 (圖片來源:BBC News)
斑尾塍鷸E7的飛行路線 (圖片來源:全球遷飛區(qū)網(wǎng)絡)
光敏定位儀是根據(jù)日出日落時間和日照長度來記錄經(jīng)緯度的設備,它不能夠?qū)崟r傳輸數(shù)據(jù),需要像腳環(huán)一樣重捕獲取,但是和衛(wèi)星追蹤器相比它更輕便,能夠放在一些無法佩戴衛(wèi)星追蹤器的小型鳥類身上。
北極燕鷗 (圖片來源:AWeith 符合CC BY-SA 4.0協(xié)議)
鳥類學家為11只北極燕鷗Sterna paradisaea佩戴了光敏定位儀,發(fā)現(xiàn)這些體重只有一百多克的小鳥,40天就能從地球最南端飛到地球最北端,飛行距離能夠超過40000公里。而這趟跨越兩極的旅程,它每年要進行兩次。大多數(shù)北極燕鷗壽命有20年,累計飛行的距離足夠從地球到月亮往返2次。
北極燕鷗的飛行路線 (圖片來源:Egevang et al,2010. )
結(jié)語
鳥類學家窮盡一切可能去探究鳥類的遷徙,回到最初的問題:鳥類南飛的終點在哪里?
在開頭提到的視頻中,可以看到有燕雀和黃雀,這是一些本身就能夠在北方過冬的鳥類,其實原地放飛就可以。大多數(shù)北半球的候鳥冬天確實是要到南方去,但是“南方”這個概念是相對的,正如海南人認為中國其他省份都是北方一樣?!豆ㄌ亍防锩娴暮5罗薄^,平日生活在北極地區(qū),冬天會南飛越冬。南飛到哪里呢?答:東北地區(qū)。
看到毛茸茸的小爪子了嘛!雪鸮全身穿著羽絨服,送到我國華南地區(qū)會熱死噠?。▓D片來源:Bert de Tilly ,符合CC BY-SA 3.0協(xié)議)
目前,這些鳥兒已經(jīng)在洞庭湖放飛了。今冬它們在洞庭湖或許可以過得不錯,但是誰也不知道明年春季遷徙的時候它們會遇到什么樣的問題。希望這些鳥兒遷徙順利,繼續(xù)在天空中飛行。
作者信息:伍洋,北京師范大學生態(tài)學博士
團隊介紹:云海科普是來自中國海洋大學的一支有趣的科普隊伍,以年輕人特有的視角來解構(gòu)看似高深的科學問題,讓你發(fā)現(xiàn)大自然竟然這么好玩。
參考文獻:
[1] Wikipedia contributors. (2020, December 18). Pfeilstorch. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 15:17, December 21, 2020, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pfeilstorch&oldid=995037748
[2] Wikipedia contributors. (2020, December 5). Wisdom (albatross). In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 14:55, December 21, 2020, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Wisdom_(albatross)&oldid=992495889
[3] Gill, R.E.; Tibbitts, T.L.; Douglas, D.C.; Handel, C.M.; Mulcahy, D.M.; Gottschalck, J.C.; Warnock, N.; McCaffery, B.J.; Battley, P.F.; Piersma, T. (2009). "Extreme endurance flights by landbirds crossing the Pacific Ocean: ecological corridor rather than barrier?". Proceedings of the Royal Society B. 276 (1656): 447–457. doi:10.1098/rspb.2008.1142.
[4] Egevang, C., Stenhouse, I. J., Phillips, R. A., Petersen, A., Fox, J. W., & Silk, J. R. (2010). Tracking of Arctic terns Sterna paradisaea reveals longest animal migration. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(5), 2078-2081.
[5] 馬志軍. (2009). 鳥類遷徙的研究方法和研究進展. 生物學通報, 44(3), 5-9.