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KeepingTime守時

遷徙本質(zhì)上要求動物在正確的時間出現(xiàn)在正確的地點，因此遷徙物種需要有一些內(nèi)在的時間調(diào)節(jié)機制。動物通過遵守時間與外界的變化協(xié)調(diào)一致，并在預定的時間開始和結(jié)束旅程。此外，守時也是成功導航所必需的。

自然界存在許多令人嘆為觀止的守時技能：海龜和蟹類每年都在固定的幾個夜晚返回營巢地；魚群在可預測的時間出現(xiàn)在大洋中某一海域；一代代的鳥類都會在它們物種的傳統(tǒng)日期的特定的幾周內(nèi)返回繁殖地。守時在動物界中普遍存在。事實上，我們現(xiàn)已知道，幾乎所有生物，從面包霉、果蠅到人類，都存在內(nèi)在的守時機制。2008年，科學家宣稱在人類細胞中發(fā)現(xiàn)了“生物鐘”，進而設(shè)想動物的細胞水平也應該存在這一機制。

日節(jié)律和年節(jié)律

內(nèi)部的生物鐘究竟是什么呢？這一問題的答案是復雜的，迄今為止我們對其工作機制還沒有了解。動物的某些行為，如自身防御行為，可以自發(fā)產(chǎn)生，而不需遵循一定的時間表。但許多其他生理過程，包括采食、睡眠、代謝和繁殖則嚴格遵守24小時的節(jié)律。這種活動周期模式被稱為日節(jié)律(circadian)，來源于拉丁詞語“circa(圍繞)”，以及“diem或dies(日)”。日節(jié)律可能受到外部信號的影響，如溫度或濕度變化、潮漲潮落或者晝夜的交替變化等，但它卻是由內(nèi)部產(chǎn)生的本能行為。日節(jié)律可以解釋人類為何在中午感到饑餓，午后(午休時間)感到困倦，倒班工作的人在適應新的輪值表時有一定困難，以及在24小時之內(nèi)跨過多個時區(qū)時，需要忍受倒時差的痛苦。

此外，還有長時間的受控制的活動周期——年節(jié)律。如前所述，年節(jié)律會受到外部刺激的影響，如逐漸變化的白晝長，以及一年的季節(jié)變化，但年節(jié)律卻主要是由內(nèi)在因素所決定的。年節(jié)律在溫帶地區(qū)的物種中表現(xiàn)得最為完善，尤其是靠近極地地區(qū)的生物，那是白晝長的年變化最為明顯的地區(qū)。

日節(jié)律和年節(jié)律共同作用創(chuàng)造出了校準、極其高效的生物鐘。每個物種都有獨特的生物鐘，適應了其獨特的生活方式和環(huán)境。這種深層機制能有效保障被壓抑的興奮在鳥類當中最為顯著，它們會鼓動翅膀，頻繁地變換落腳地，這一焦慮行為稱為“遷徙興奮”。

“節(jié)拍器”

多數(shù)動物都有“節(jié)拍器”以整體地控制日節(jié)律和年節(jié)律。哺乳動物的節(jié)拍器是大腦中的“視交叉上核”(英文縮寫為SCN)。同時褪黑激素也起著重要的作用。褪黑激素由松果體分泌，但僅在夜間分泌，光照會抑制其產(chǎn)生。因此，晝長變化決定了動物機體分泌的褪黑激素水平，而褪黑激素水平又會協(xié)助調(diào)節(jié)日活動和季節(jié)性活動。松果體可能是魚類、爬行類和兩棲類的主要節(jié)拍器。

遷徙動物有時需要暫時延遲正常的日節(jié)律。如遷徙到北極或者南極地區(qū)的動物，在極地的夏季會面對幾乎連續(xù)的光照，這意味著基于晝夜交替的日節(jié)律無法發(fā)揮作用。在極地盛夏時，馴鹿等動物的活動會變得沒有節(jié)律性。

同時到達

在多個繁殖季中都有固定配偶的候鳥面臨一個難題：如果雌鳥和雄鳥分別在不同的地方越冬，分別前往和飛離越冬地，它們?nèi)绾文鼙Ｕ贤瑫r返回繁殖地呢？如果雙方中的任意一方較早地返回繁殖地，它可能會在原有配偶最終返回之前找到新的交配對象，而造成“離棄”。為避免此種情況的發(fā)生，已配對的候鳥發(fā)展出了令人驚嘆的同步遷徙能力。鳥類學家對黑尾塍鷸進行了監(jiān)測，記錄它們春季返回愛爾蘭的巢址的日期，發(fā)現(xiàn)配偶雙方盡管已經(jīng)分開數(shù)月，飛行了上千乃至數(shù)千千米，但它們都會在前后三天的時間里返回巢址。這種塍鷸如何精準地計算重聚時間仍舊是個謎。

時間和導航

那些利用視覺線索如太陽和星辰的位置來定位的遷徙者，必須要考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地球自轉(zhuǎn)速度在不同的緯度會有所不同，在赤道約以1700千米/小時的速度旋轉(zhuǎn)。如果一種穿越赤道遷徙的鳥類與預定時間偏離5分鐘，就會造成約160千米的偏離。幾個世紀以來，這個問題一直困擾著人類在海洋上的導航，直到18世紀50年代，又便攜的時鐘的出現(xiàn)，才使得水手能夠地找到他們的經(jīng)度。

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