本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
在第一批欧洲人将船只停靠在北美洲东海岸之前,曾有一万多只 whooping cranes (Grus americana) 翱翔在美国中西部和加拿大中部的天空。 近三个世纪的栖息地丧失和过度捕猎意味着到 1870 年,鹤的数量锐减至仅 1500 只。1941 年,野外仅剩下 21 只,圈养了两只。尽管如此,直到 1967 年,该物种才被宣布为濒危物种,由
IUCN 美国鱼类及野生动物管理局。 之后,在 2001 年秋季,一个名为 Operation Migration 的非营利组织参与进来。
将 whooping cranes 恢复到可存活野生种群的工作始于 Operation Migration 的工作人员将少数在圈养环境中孵化的幼鹤铭记在身穿鹤服的装扮人类身上。当它们足够大时,它们被训练成跟随在超轻型飞机后面飞行。 这与 Bill Lishman 用来训练一群加拿大黑雁迁徙的过程完全相同,该过程在 1996 年的电影 Fly Away Home 中被戏剧化,由杰夫·丹尼尔斯和非常年轻的安娜·帕奎因主演。
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在离开威斯康星州 Necedah 国家野生动物保护区的繁殖地几个月后,金属和羽毛组成的队伍降落在佛罗里达州墨西哥湾沿岸的 Chassahowitzka 国家野生动物保护区。 鹤在那里过冬,并依靠天生的导航能力,在第二年春天开始了它们一年一度的向北飞行。
感谢生物学家和自然资源保护主义者多年来的细致工作,现在有关于构成“东部迁徙种群”的每只 whooping crane 之间遗传关系的数据,该种群现在约有 100 只个体。 结合从小环带放置在鸟腿上的遥测数据,这意味着来自马里兰大学、史密森尼保护生物学研究所、美国地质调查局和美国鱼类及野生动物管理局的 Thomas Mueller 及其同事终于能够解决一个长期困扰鸟类学家的一个问题:在鸟类的迁徙路线中 - 在许多物种中,包括这个物种,跨越数千英里 - 有多少是天生的,有多少需要学习?
Mueller 及其同事收集了来自东部迁徙种群的重新引入的 whooping cranes 的 8 年迁徙数据。 他们发现,包含年龄较大、经验更丰富的鸟类的鸟群更可能保持在前往夏季繁殖地的路线上,而主要由年轻鸟类组成的鸟群更可能采取更长、更曲折、更不直接的飞行路线。
具体而言,研究人员发现,一个群体中最年长鸟类的年龄每年提高迁徙性能 5.5%。 这转化为一个群体中最年长鸟类的年龄每年减少略多于四公里的飞行距离。 换句话说,在鸟群中添加一只比最年长鸟类年长一岁的鸟会使该群体的性能提高 5.5% 的准确度,并缩短四公里的距离。
这在实践中意味着,仅由一岁鸟类组成的群体比包含至少一只八岁 whooping crane 的群体多飞行了近三十公里。 因此,七年的迁徙实践使迁徙性能提高了 38%。
考虑到遗传数据,研究人员发现,在迁徙方面,亲缘关系密切的鸟类与无关的鸟类相比,表现并没有更相似,因此鹤之间表现的差异完全是由于经验造成的。 但研究人员认为,仅仅练习是不够的。 社会学习才是关键。 他们写道:“在没有经验丰富的个体的情况下,由对迁徙一无所知的圈养幼鸟进行的迁徙不太可能导致成功的旅程,” “这表明来自年龄较大、经验更丰富的鸟类向年轻鸟类的‘文化信息传递’至关重要。”
但是,这种学习究竟提供了什么,可以帮助鹤执行更准确的飞行计划呢?
首先,鸟类可能会获得对视觉地标的改进的空间记忆。 对野生 whooping cranes 的其他研究表明,它们通过跟踪景观特征来获得帮助,包括小规模的,例如特定的山脉、河流或湖泊,以及更大规模的地形变化。
经验更丰富的鸟类也可能更了解天气模式。 超过 75% 的鸟类因向东飞行太远而偏离航线。 这种模式与鹤向南飞行的时期内主导美国中西部的西风一致。
这些发现对保护工作的重要性是双重的。 首先,也是更明显的,需要对 whooping cranes 的狩猎保持严格的限制。 该物种的迁徙成功在很大程度上取决于年龄较大、经验丰富的个体,这些鹤必须存活足够长的时间才能将其获得的知识传递给年轻的鹤。 幸运的是,研究人员表示,东部迁徙种群中 whooping cranes 的平均年龄正在增加,这表明它们的迁徙准确性将随着时间的推移继续提高。
其次,之前的研究表明,迁徙能力与繁殖成功之间可能存在联系。 因此,研究人员认为,“额外的[迁徙]经验也可能提高野外成功繁殖的几率,” 这将为该物种的生存提供额外的推动力,并使该物种逐渐减少对身穿鹤服的人类和超轻型飞机的依赖。
Mueller 等人。(2013)。 迁徙性能的社会学习。 科学 341, 999-1002。 链接。
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科学 播客,包括对研究人员的采访。
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页眉图片版权归 Operation Migration USA Inc/Joe Duff 所有。 由超轻型飞机引导的 whooping cranes 版权归 Operation Migration USA Inc/Heather Ray 所有。 邮票来自 维基共享资源/公共领域。