蒙大拿大学弗拉特黑德湖生物站的研究助理教授梅根·麦克菲引导我们找到答案
鲑鱼最能体现这种行为,它们结合了传统的开放水域导航和敏锐的嗅觉来找到方向。鲑鱼可以迁移到海里觅食数年,然后再返回同一条河流,有时甚至是同一段河流产卵,它们就在这里出生。其他归巢物种可能使用类似的机制,但很少有物种能达到如此高的精度。
鲑鱼如何返回正确的海岸线区域尚不完全清楚。 看来它们使用某种形式的“地图和指南针”导航,这种导航基于有关位置和行进方向的信息。 此信息很可能来自一系列环境线索,包括日长、太阳的位置以及太阳在天空中的角度造成的偏振光、地球磁场以及水盐度和温度梯度。 无论具体机制如何,随着产卵期的临近,鲑鱼似乎天生就有一种倾向,将自己定位在它们出生的水道排放的海岸线区域。
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我们更详细地了解了它们在找到河口后如何导航。 当鲑鱼到达淡水时,它们主要通过嗅觉引导到正确的支流。 始于 1950 年代的一系列实验表明,幼鲑鱼在进入变银期(即它们开始向下游迁移到大海时)时,会对当地独特的化学气味变得特别敏感。 在这个高度敏感时期,小鲑鱼体验到的气味会储存在大脑中,并在多年后成年鲑鱼试图返回家乡河流时成为重要的方向指引线索。
在一项早期实验中,在一条河流中饲养然后在变银阶段转移到孵化场的鲑鱼返回了孵化场,这表明印记在鱼类生命的转变时期起着至关重要的作用。 最近的研究表明,幼鲑鱼可能会经历几个印记时期,包括在孵化期间和从砾石巢穴中出来时。
这种多阶段的想法是有道理的,因为许多野生鲑鱼在淡水中度过一年多的时间,并且在变成小鲑鱼时已经在复杂的环境中移动了相当远的距离。 相比之下,人工孵化的鲑鱼对更简单的环境留下印记,这可能有助于解释为什么它们比野生鱼更容易迷路(返回“错误”的河流)。
编者注:本文最初发表于 2008 年 12 月刊的《大众科学》杂志上。