动物迁徙的主要原因是什么,动物迁徙的过程和原因有哪些

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-28 07:39:33

巴尔的摩金莺的迁徙行为符合北方家园理论 (图片来源[20])

北方家园理论假说认为,历史上一些剧烈的气候变化,比如冰川活动,迫使原本在高纬度地区生活繁殖的鸟类南移求生。在冰川逼迫下,它们不得不将活动区域转移,而冰川北退后,它们又出于本能迁回北方繁殖地[8]。这种迁徙行为可能增加了鸟类的存活率,因而拥有迁徙行为的鸟类在生存上更有优势,这种行为被自然选择保留下来。

而南方家园理论假说认为,鸟类迁徙是在热带地区进化产生。这些热带的鸟类为了减轻繁殖季节的压力,偶然迁往高纬度地区,迁出的鸟类能利用那里丰富的季节性食物、充足的筑巢空间、更少的天敌等优势,获得了更多的后代,因此在自然选择中占有优势,并保留了迁徙行为[8,18]。

然而也有人认为这两种理论并不相互排斥[9,10]。此外,北方家园理论和南方家园理论都是在研究北半球的鸟类迁徙时提出的,作为姊妹系统,南半球在研究鸟类迁徙时也有重要意义。新北界-新热带界迁徙系统肯定了南半球的重要性,并且认为南北半球的鸟类迁徙具有相同的演化起源,即新热带界鸟类。该理论认为迁徙物种是温带-热带边界地区的物种,它们扩展了活动范围,去温带繁殖,去热带越冬,灵活地适应环境,调节生存与繁殖之间的平衡[11,12,19]。

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新北界-新热带界迁徙系统 (新北界和新热带界是世界脊椎动物分区系统下的地理区域,图片改自文献[12])

针对不同的迁徙理论,有学者认为进化产生物种的起源地和进化产生迁徙行为的起源地在地理上不能完全关联起来,二者也不必完全相同[13]。另外,鸟类迁徙进化的关键问题也不是鸟类是否开始从低纬度起源向高纬度迁移或者反过来,而是鸟类迁徙是否只是为了增强适应性或增加后代数量而拓展繁殖区,或是为了在非繁殖季节更好的生存[10]。而且这些假说中忽略了鸟类迁徙的多样性,不同种群不同地区生活的鸟类可能有不同的迁徙形成机制,因此鸟类迁徙的起源仍有待进一步探索和研究。

此外,我们也要认识到,迁徙带来一些益处的同时,长途奔波也是一项危险而艰巨的任务[5]。迁徙很考验鸟类的身体素质,沿途可能缺乏足够的食物、遇上极端天气、增加被捕食的风险……

鸟类迁徙的影响因素?

鸟类迁徙是遗传和生理因素调控下的一种本能,通常有迁徙行为的鸟类对环境变化非常敏感[39]。触发鸟类迁徙的外界环境信号可能不止一种,迁徙可能是由日长变化、温度降低、食物供应变化、天体和太阳信号、嗅觉信号和遗传因素等共同触发的[1]。每年的春秋季节,有迁徙习性的笼养鸟都会经历一段躁动不安的时期,还会反复向笼子一侧飞去[34],德国行为科学家将这表现命名为zugunruhe(迁徙兴奋/不安)。不同种属的鸟类,甚至同一物种鸟类的不同种群,都可能遵循不同的迁徙模式。

黄喉地莺一年当中不同季节的分布情况及迁徙运动(数据来源于eBird)

日照长度变化

地球的自转和公转导致了昼夜交替和季节变化,这二者共同作用让昼夜长短存在周期性波动——也就是每年夏季昼长夜短,到了冬季就昼短夜长。这种昼夜长短的波动是一种非常稳定的变化因素,因此也成了调控动植物生物节律的关键信号。昼夜周期作用于鸟类的视觉、神经系统,不仅影响鸟类的繁殖,也影响候鸟的迁徙时间。

随着夏末白昼缩短,鸟类的光感受器会触发激素变化[38],刺激许多鸟类长出新羽毛以经受长途飞行严酷考验;促进鸟类生殖腺的活动,为繁殖做准备;激起鸟类的食欲,使身体积累足够的脂肪[40],将来可以有效地获取能量。这些激素的变化使鸟类越来越不安,处于迁徙的兴奋状态,尤其是在夜间[21]。直到日长缩短到一定程度,触发迁徙。

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磁场信息影响鸟类迁徙和定位 (图片改自文献[24])

地磁场因素

候鸟和鸽子可以利用地磁场信息决定迁徙和定位。但鸟类是通过磁倾角而非磁场极性进行导航,这一点已经在不同鸟类的大量研究中得到证实[22-24]。当局部地磁场强度有极端变化时,鸟类可能迷失方向,但在此地滞留一段时间,鸟类就能重新适应并以新的磁场强度进行定向[25]。此外,鸟类对磁场的感应依赖于光,尤其是短波长的光,光可以很弱但必须要有,环境中的光谱异常也会让鸟类迷失方向[26-29]。鸟类对磁场信息的感受可以通过眼睛,也可以通过喙[22]。

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人工训练可以向鸟类传递迁徙信息 (图片改自文献[36])

社交与后天学习

对于群体迁徙的物种,经验丰富的个体可以向经验不足的个体传递迁徙信息,年轻的个体通过观察或跟随,快速获取迁徙相关的经验并改变其行为。研究表明,通过车辆、飞机等进行人工训练,可以引导大雁、沙丘鹤、鹅和天鹅等鸟类飞向某一地区并形成迁徙记忆,尽管部分鸟类会不配合或者遗忘路径[36]。美洲鹤群体中年长鸟类的存在可以显著减少迁徙的路径偏差,鸟类年龄越大迁徙的路径偏差越小,这是其学习及记忆的结果[35]。

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