兵器库之谜葫芦:鸽子具体是怎样辨认方向？怎样利用磁场？

研究信鸽归巢定向的理论。

信鸽千里飞归老巢，不是光凭主观欲望所能达到，还要凭借其生理中的某一机能。为了提高信鸽的归巢性能，作为仿生学中的一个重要课题，生物学家和养鸽家对信鸽从千里以外的异乡客地能飞归老家的机能，作了大量的研究，经过各自的实验，提出了多种导航论说，诸如“太阳导航说”、“地磁导航说”、“天体雷达导航说”、以及各种感觉导航说，还有一种诸因素综合作用的导航说。比较一致的认识是鸽子体内有一种“罗盘”或“指南针”似的物质。那末还必须有一种“地图”似的物质。那么什么是鸽子的导航“地图”呢？众说纷纭。最近美国纽约州立大学的肯尼斯.艾布尔夫妇研究发现，候鸟是用自然光确定迁徙方向的，信鸽界对此颇感兴趣，能不能从中找到信鸽导航“地图”呢？有待于研究深化。

太阳罗盘导航说
信鸽导航论说之一。此说是出自德国浦来海洋生物研究所的鸟类科学家卡玛，他发现鸽子拥有“太阳罗盘”，从而能见到太阳为基础 罗盘。他认为，地球整日不停地绕着，鸽子依靠它体内的生物钟能正确校正时间，测量移位和方位角的变化，从而确定自己的位置和飞行定向。

地磁罗盘导航说
信鸽导航论说之一。早在一个世纪前就有人提出，鸽子可直接借地球磁场导航。但缺乏有力的证据。后来，美国纽约州立大学的罗伯特.格林和查尔斯.惠尔考克做了一个实验。他们在鸽子头部的周围放上线圈，通入微小无害的电流，可以控制鸽子头部周围的磁场。如果改变上面安放的电池方位，通过线圈的电流就会改变，磁场的方向也相应改变，磁场的方向也相应改变。在无阳光的天空中，线圈朝南去向的鸽子会飞向自己的家，而线圈朝北去向的鸽子，就会向着偏离自己家的方向飞去。一旦有了阳光，它们就不会上这个当了。由此，鸽子在有太阳时，它们以太阳为罗盘仪，否则就以地球的磁场为罗盘仪。但是鸽子身上究竟在哪个部位对于磁性有敏锐的感应力？至今仍是一个谜。

电离层在磁导航说
信鸽导航论说之一。认为信鸽导航与现代无线电通讯原理一样。发射台将讯号发射到50高空公里外的电离层中，接收台从电离层中接收讯号，这样就使通讯距离比直接发射200公里提高到2000公里以上。信鸽导航原理也如此，巢地磁场通过无线电信号削弱，甚至接收不到；太阳黑子活动强烈时，无线电也会失去联络。以诸如此类的一系列现象与信鸽归巢对比，补充完善了旧有的地磁导航学说。这一学说的创始人是德国赛鸽家汉森，他经过多次实验，采用否定－归纳方法，对已有的导航学说进行质疑，然后补充，完善被推翻的在磁导航理论。

遗传基因导航说
信鸽导航论说之一。认为信鸽导航性能与候鸟一样，是一种生理本能。是由遗传基因决定的，创立这一学说是本世纪30-40年代原苏联的一位养鸽者。他在天鹅饲养场工作他发现原是候鸟的天鹅，在人们饲养下经过几代繁殖后，改变了其南迁北徒的习性。他在秋天把天鹅带到离训养场100公里以外，乘野生天鹅群飞过时放出，它们不仅没有随群南翔，反而北归回到饲养场。他据此得出结论，候鸟春向北去，秋往南归，纯属生理本能，是千年百代遗传变异的结晶。而信鸽则经人工培养后经过几代即可完成。

智商导航说
信鸽导航论说之一。认为信鸽远航导向的能力跟其智商的发达程度有关。实践证明，携往外地远方放飞的信鸽，它们就是根据平日家居的各种信息与周围环境条件及外地各种显著变化的信息和环境条件进行综合分析比较，公私合营着体内的生物钟和生物指南针对家居所在位置的太阳移位(太阳的方位和高度的变化)和地磁场方向、强度(包括水平强度和垂直强度)与外地两相比较，从而明智地判断出归巢的方向，以逐渐趋近的方法飞行归巢。凡屡获冠军的优良赛鸽，大多具有发达的后脑。而一些“笨坯”总是飞在鸽群的后面，甚至找不到老家而失落异乡。显然信鸽的智商有高低强弱之分，但目前这方面的研究亟待进一步开拓。

记忆导航说
信鸽的导航论说之一.这是近年来我国的信鸽爱好者在总结实践经验的基础上的研究成果。信鸽具有的记忆力，这是信鸽爱好者所公认的一项实践经验。所以每次举行竞赛，放飞路程总是由近到远，并要求训放时应与终点站同一方向进行。赛鸽看到沿途的地形地物，在脑海中留下记忆，凭借这种记忆认定方向习归老家，例如以上海为终点、西宁为起点1900公里竞赛话，必须一路向北，经过嘉定、常熟、丹阳、徐州、洛阳等训放站，信鸽经过这蹭五站的放飞，就在脑海里留下了一个记忆，认定自己的家是在南方，最后在终点站西宁释放，归巢率就比较高，如果不经过同一方向五站的训放，第一站就从西宁放出，那么归巢鸽必然是寥寥无几。再如果把经过北向训放五站鸽子，带往南向的广州释放，尽管距程缩短至12900公里，其结果很可能是全军覆没。这就足以证明信鸽几千里归巢是凭借着它的训飞过的记忆与定向能力而飞归自己的老家。

天体雷达导航说
信鸽导航论说之一。用飞机追踪得知，鸽子在放飞后大多是在刚离开释放地点时，出现“释放点偏差”。开始的“偏差”飞行方向，是沿着一条弧线逐渐偏离正确的归巢方向，直到偏离大约25°时，才折返到正确的航向。接着又在上空盘旋飞转一圈，形成一个振荡的飞行方式。不管怎样辗转迂回，最后总能回到自己的老家。

听觉导航说
信鸽导航论说之一。美国康乃尔大学克莱定是从事鸟类航行本能的研究员，他认为鸽子察觉低于人的听觉范围的低频率声音，并能辨别出低至0.5周波的声音(即中央C音以下12个音阶的低音)。而这些声音在地球上为数众多，分别来自山脉喷射气流、海洋波涛、雷雨以及许多其他的大自然的特征。很多的地形上的目标，例如山脉，就能发生一贯的、相同调号的低频率音程。因此鸽子可利用它来作导航物，正如飞机驾驶员利用无线电的信号一样。总之，鸽子对低频率声源的感悟，以及对声音释放时的关系位置，能够为自己定位，并能按照不同的和独特的低频率声音去决定路线归巢。

皮肤导航说
信鸽导航论说之一。美国动物医学研究所的唐纳德?麦克博士发现鸽子皮肤细胞中含有乙醯胆碱素，是一种能将外界感受的信息传至脑部的化学物质。他认为，信鸽皮肤细胞内的乙醯胆碱素感受体特别发达而灵敏，比一切非归巢性的鸟类要多出60%，因而感受与反应也是多彩多姿的，即使远离鸽舍数千里也可以自环境中显示不同的干湿度及气温、风向，并凭借感受的变化，而追踪鸽舍的方向所在，直抵鸽舍。只有抵50公里半径的归途，才运用眼睛脉络的层次记忆本能认识鸽舍。所以麦克博士断言，一羽远程竞赛的冠军鸽子绝对不会感染皮肤的毛病，或导致影响羽毛健康的毛病。他提醒鸽主必须注意在赛前2-3天内不可喷射杀虫剂或清洁剂、刺激香油等，因为这些东西会使皮肤中的乙醯胆碱素破坏，纤维细胞无法将外界
“讯息”传至鸽子的脑部，诸多化学物质的反应因迟钝而趋向失灵。麦克博士又说，鸽子的沙浴、水浴、阳光浴不仅能自行促进皮肤、羽毛的健康和除虫去蚤，同时还能增强羽毛皮肤细胞的保养，接受乙醯胆碱素择优选用和，调整远程飞翔所能引导归巢目标的反应。根据研究报告，飞翔中的信鸽由于缺乏不断提供的乙醯胆碱素，虽具备强有力的翅膀，最后也终至迷途飞失。

视觉导航说
信鸽导航论说之一。在国际上与我国鸽界有不少人都认为：信鸽能从数千里的异地飞归自己的旧居，主要是凭借着一双锐利的眼睛辨认方向。持这种理论的人甚至能从信鸽眼内虹膜的色彩判断这羽信鸽是应晴天飞行，还是阴天飞行，或者是全天候的赛鸽，以及是中远程赛鸽，或者超远程赛鸽。实验观察，鸽眼的的视神经是百万根视神经纤维所组成，鸽眼视网膜内有100多万个神经元，倘把微电极插入各个神经纤维，用各种光学图形刺激鸽眼，即可发现鸽眼视网膜能检测图像的基本元素运动、强度和颜色等。在眼后房内视神经背方有一块栉状体，能借助体积的变更起到调节眼球压力的作用，有须下死功夫精确察觉移动着的物体。鸽眼的肌肉为横纹肌，利于在快速飞行中敏捷地把物象聚集在视网膜上，通过睫状肌的收缩来改变水晶体的形状和水晶体与角膜间的距离。现时还能改变角膜的凸度，称为“双重调节”。这种精巧迅速的调节机能，能在一瞬间反扁平的“远程眼”调节为“近视眼”，准确地判明自己所在的方位和应向哪里飞行。

嗅觉导航说
信鸽导航论说之一。意大利比萨大学研究员巴比和法国的汉斯?沃拉弗研究最深。认为鸽子的嗅觉是使它们归巢的主要原因。信鸽对海拔高差和季节变更而引起的“大气压数据”的变化有灵敏的感觉。信鸽长期饲养在一个地方，它的循环系统、呼吸系统对当地的地理气候条件都已习惯也很熟悉，自然形成一张周围环境的地图，一旦被拾到陌生的地理位置上，就感受到“大气压数据”不一样了，觉得很不习惯，放飞后，它便通过气囊、血管、肺部等进行“双重呼吸”，很敏感地向适应的方向定位飞行而归巢。

腿脚导航说
信鸽导航论说之一。认为鸽子的腿部、胫部和腓骨之间的骨间膜附近，有一种葡萄状的能感觉机械振动的“小体”。每个“小体”的大小约为0.1×0.4毫米左右，每条鸽腿上约有百余颗“小体”，它们由坐骨神经的一个分支支配着。这许多振感“小体”，对每秒几十周至1-2千周频率的微小振动非常敏感。信鸽在飞行途中，就是根据这些“小体”提出的信号参数来定位的。

飞逆行定位导航说
信鸽导航论说之一。信鸽经过长时间放飞训练，环境的外部因素通过鸽体内部发重任用，养成了信鸽从放飞地点向“家”“飞返逆行”的习性。信鸽放飞，经过很多地方，途中地形的差异，造成的地磁数据的信号、气压数据信号和颜色、光照信号等也因地而异，使鸽子的神经、循环和呼吸等系统留下了不同的“印记”，从目的地放飞后，它就根据来时途中留下的这些“印记”，判断方向，飞返棚舍。
参考资料：http://www.chinaxinge.com/changshi/DETAIL.asp?id=1079

现在大多数人坚持磁场理论，认为鸽子身体中有一种特殊器官能感应到地磁场，从而分辨方向。

鸽子能穿越蓝天传递信息，速度快，方位准，令人叹为观止，它们是怎样在辽阔的天空中辨别方向，准确的找到目的地的呢？要知道，鸽子有时要飞越几百、几千千米的路程，这期间有数不清的障碍，包括崇山峻岭，大江大河，恶劣的气候变化等，它们是怎样将这许多困难一一克服？为此,人们从以下几方面进行了研究:
一：利用太阳的位置来识别方位。
最初有人假设鸽子是利用太阳的位置来识别方位的，认为鸽子有套辨别自己巢位与太阳方位的能力。当鸽子飞到一个陌生的地方时，能通过测定太阳方位的一小部分来推测太阳在中午的高度，把它与自己在巢区最后一次所见的太阳高度比较，由此推测它在巢区之南或北侧，通过测定巢区和移动区内的方位从而确定自己的东西向。但没有任何证据表明鸽子能测定经度以确定具体位置。目前一致认为太阳只能用与指南方向。但是不同意这种假设的人提出疑问：鸽子在阴天或者雨天甚至夜晚仍能飞行，它又是靠什么来定向呢？
二：次声理论。
有人提出了次声理论。他们认为鸽子对次声的灵敏性很高，能分辨来自远方的人类难以听到的声音。试验也证明鸽子对次声即频率极低的声波特别敏感，但人们还无法证明，它究竟是怎样利用这独特的能力来导航的，假如说，能分辨来自数千千米外的同伴的叫声，它们的听觉能力似乎又达不到，从这一方面来看，问题还不那么简单。
三：通过嗅觉辨别方向。
有人把注意力放到了鸽子的嗅觉器官上，认为在每个地区有由挥发性气味物质以特定方式构成的嗅图。他们假设鸽子能经过地区留下气味，这种特殊的气味在空气中形成一个看不见的网络中能找出一个个“标位点”。
这一假设提出后，德国的学者做出了大量的验证，他们在试验中麻醉鸽子的嗅觉器官，并用腊把鸽子的鼻子塞住，可被实验的鸽子放飞以后，居然顺顺当当的飞回旧巢，靠嗅觉定位的假设被推翻了。
四：磁学理论。
后来，科学家们试图用磁学理论来解释鸽子的定向能力。地球磁场在广大区城上随不同地点和方向而不同。从而可为鸽子提供位置信息。磁场强度，磁倾角，磁偏角相互之间可形成一个高度非正交的网。在数百千米区域内，这些成分大致恒定。但在整个地球表面则是逐渐变化的。这些变化的成份相互形成的梯度网称为导航图,可用来进行定向。近年来的实验证实了磁导航的存在。当给鸽子弹的头上加上一块具有特定极性的人工磁铁后,鸽子的飞行不能进行正确的定向;每当太阳质子活动剧烈时,地球磁场受到干扰,鸽子的返巢率也随之大大降低。此外,初步的研究结果表明,在鸽子的颅骨下方的前脑中具有长约0.1微米的针状磁铁。他们认为鸽子能利用地磁来定向,它们具有探测地球四个基点的能力,能接受到磁场反馈的变化信号,可是,也有人认为这些变化是极细微的,鸽子能否感受得到这些细微的变化,还需要足够的证明。
但是,有实验已经证明,磁感应能对鸽子产生影响。美国学者威廉.基伦把一小块磁铁系在信鸽的头上,结果发现:若是晴天,似乎影响不大,到了阴天,信鸽就变得有些迷茫,找不到正确的方向。虽然这项试验结果并没能揭示信鸽定向的奥秘,但它从另一个角度开辟了研究的途径。
以上假说只能说明定向的某个方面,总之,当鸽子展开双翅,飞向蓝天云海时,它们显得那么自信从容,谁也不会怀疑它们的辨向能力。所以,数千年来鸽子一直是人类的朋友,忠实的信使。

我只知道它是用地磁来定位具体的（我又不是鸽子我怎么知道）

据国外有研究称信鸽也依靠地形（图像）来导航，想来似乎也有道理，如果只依靠磁场导航，只能分辨南北方向，还是不能知道所在的具体位置。