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地磁猎手

(文/Ed Yong)不列颠的大地正值冬季,草地上,一只赤狐悄然潜行。白雪覆盖了地面,也遮住了猎物的身影,但狐狸仍旧能听见老鼠窸窣的响动。它一边蹑足前行,一边侧耳聆听,终于,它准确定位了那只老鼠,腾空一跃,猎物才惊讶地发现了来自天空的死神。这种方式叫做“捕鼠偷袭”,看上去很平常,却没那么简单。Jaroslav Červený发现,赤狐突袭时,它们总是向东北方跳跃,他认为它们在捕猎时利用了地磁场。

Červený花了两年多时间研究捷克的野生赤狐,他们的团队记录了由84只狐狸在不同时间地点进行的近600次捕鼠偷袭。他们发现狐狸更多倾向于朝东北方跳跃,与地磁北极方向的夹角大约是20°。这个固定方向是狐狸偷袭成功的关键,在向东北方跳跃时,成功率是73%;若朝相反方向跳跃,成功率是60%;而在其它所有方向,成功率只有18%。

狐狸选择这个方向,是因为外部环境特征吗?Červený认为不是。他发现,无论时间、季节、天气、风向如何,狐狸跳跃的方向都不会变,而仅剩的解释就是地磁场的影响。

研究磁场感觉能力的John Philips和Roswitha Wiltschko认为,狐狸根据地磁场确定跳跃方向的结论是排除法的结果,它能够站得住脚,仅仅是因为没有人提出其它合理解释。

Červený提出,赤狐将地磁场当作“测距仪”,测量它与猎物之间的距离。这种瞄准系统的原理是,地磁场在北半球向地面倾斜大约60-70度。狐狸一边向前爬一边听着老鼠的声音,寻找声音方向与地磁场方向平行的那个点。在这个点,狐狸就能知道它与猎物之间的距离。这也就解释了为什么在看不见猎物的情况下,跳跃方向如此重要,毕竟如果看得见猎物,就可以直接用视觉估计距离了。如果Červený的结论正确,那么赤狐在各方面都会很独特,它会是第一种利用地磁场来捕猎的动物,同时也是第一种用地磁场测距而不是定向的动物。

许多生物拥有磁觉,例如鲨鱼、鳐鱼、海龟、蚂蚁、龙虾、甲虫、蝙蝠、鼹鼠等,这份名单里还包括了牛和鹿。2008年,Červený的研究小组发现牛群和鹿群倾向于南北向排成队,就像指南针一样。利用Google Earth卫星监测这些动物,他们发现无论风力、时间、太阳位置如何,这种倾向都不会改变,一年后,他们发现了更多证据,南北向排成的整齐队列会被高压线产生的强磁场打乱,离得越近越乱。

在所有这些例子(包括牛和鸟)中,动物们进化出磁觉的原因尚不明确。Červený的研究第一次展示了拥有磁觉直接的好处,赤狐跳对方向的时候,捕猎成功率的确提高了。

狐狸是怎样感应磁场的?没人知道,而这也就是Červený研究中所缺少的关键证据。这个问题很难回答,在所有对感觉的研究中,它是最棘手的。

地磁场不能被故意关掉或调小,其它的感觉都与身体的开口相联系,比如眼、耳和嘴,但却没有明显的器官来感应磁场,因为磁场无处不在,能穿透身体。而且磁觉通常要与其它感觉(例如视觉或听觉)合作,因此分离它要么很困难,要么就根本做不到。

尽管如此,我们还是可以猜到,狐狸感应磁场的方式可能跟鸟类差不多。知更鸟和其它一些鸣鸟的磁觉依赖于视觉而存在,蒙上眼睛,它们内心的罗盘就失灵了。一些科学家认为,这些鸟类实际上可以看到磁场,类似于平视显示器的效果。磁场可能表现为亮暗斑块,叠加在正常视觉景象之上。

想象狐狸捕猎时也能看到磁场是件很诱人的事,而Červený也提到了这种可能性。但这只是猜想,目前的研究仅限于鸟类,有关的分子还从未在哺乳动物体内发现过。但至少现在我们有了努力的方向。

研究海龟和龙虾磁觉的Ken Lohmann认为Červený的下一步工作应该是破坏狐狸周围的磁场,观察它们捕捉老鼠的能力是否受到干扰。“如果确实受到干扰,这会是强有力的证据。”他说,“但这个研究很有挑战性,在户外大规模改变磁场本身就是件难事。”

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博主介绍: Ed Yong,著名科学作者。他白天在英国癌症研究中心上班,晚上回家写他自己的科普博客Not Exactly Rocket Science。他的文章被众多知名刊物采用,包括New Scientist, Nature, the Economist, the Guardian, the Daily Telegraph以及SEED等。

The End

发布于2011-01-13, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Ashie

生态学硕士生

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