鸟类为何迁徙？科学家对此有几种主要理论。

在不久的过去，冬季鸟类稀少的现象曾让历史上一些最伟大的思想家感到困惑。就在几百年前，哲学家们还认为，在寒冷的月份里，鸟类会把自己埋在沼泽里、飞向月球，或者完全变成其他动物。多亏了专注的科学观察，我们现在知道，鸟类既不是星际旅行者，也不具备全身炼金术的能力。

每年两次，全球数十亿只鸟儿会踏上（地球）迁徙之旅。这些季节性的旅程从数百英里到数千英里，与自然界的节奏同步——预示着一年的循环，并将营养物质和生物多样性运送到世界各地。但鸟类为什么要经历所有这些工作呢？

答案比你想象的更难分析，因为理论相互矛盾，数据有限且难以收集。最近的研究表明，仍有严重的意外有待发现。几十年来，许多鸟类学家一直认为，迁徙最终必定会节省鸟类的努力，在一年的时间里提供一些明显的能量效益。然而，在最近的一项研究中，科学家追踪了数月来欧洲黑鸟的心率和体温，发现在冬季留在原地的鸟类和迁徙到温暖地区的鸟类所消耗的总能量大致相同。这些研究结果于 9 月 18 日发表在《自然生态与进化》杂志上，进一步揭开了迁徙之谜。如果避开冬天并不能节省直接的能量，那为什么要飞那么远，几个月后再折返呢？

我们知道什么

密歇根大学动物生态学家、9 月份这项研究的合著者斯科特·扬科 (Scott Yanco) 表示，从某种意义上说，解释迁徙其实很简单。“这是对地球季节变化的反应，”他说。迁徙的发生是因为季节变化，这会改变一个地方的可用资源和日常条件。

但 Yanco 补充道，如果再深入一点，鸟类迁徙的原因就变得更加模糊了。“这个核心问题实际上激发了我的大量研究，”他说。

“这不是应对季节性变化的唯一方法。我们发现动物还会使用各种其他策略来适应，”Yanco 告诉《大众科学》 。例如，冬眠、代谢迟钝、冬眠、季节性改变身体成分、冬季“外套”或饮食变化。并非所有鸟类都会迁徙。有些会采用其他策略度过冬天或找到最佳繁殖地。即使在同一个物种和种群中，也可能会有一部分鸟类是迁徙的，而其他则是常年留鸟，就像 Yanco 最近研究中的部分迁徙黑鸟一样。鉴于此，问题实际上变成了“为什么要迁徙而不是其他选择？”

迁徙既困难又危险。长途旅行意味着寻找资源的艰辛、耗尽耐力飞行、应对自然灾害、与人类基础设施相撞，以及被吃掉的风险增加。与静止期相比，一些研究发现，鸟类在迁徙期间死亡的风险高出四倍多。在所有这些挑战中，唯一可以确定的是，迁徙的好处——就像所有通过进化磨练出来的特征和行为一样——必须大于（或至少等于）坏处。否则，它就不会出现，也不会一代又一代地持续下去，Yanco 说。

相反，坚持过冬也可能很危险，在某些情况下甚至比迁徙更危险。一项针对欧洲黑鸟的研究发现，迁徙者在严酷的冬天存活下来的几率明显高于同一群体中的留鸟。作为一种权衡，该研究的作者假设留鸟具有繁殖优势，在迁徙者返回之前占领了最佳领地。

我们的想法

关于鸟类迁徙如何以及为何出现，目前有两种主流且相互竞争的理论。在“温带家园”假说中，候鸟最初生活在冬季寒冷的气候中。随着时间的推移，它们逐渐进化，在冬季迁徙到较温暖的地区，以逃避恶劣的天气和随之而来的风险。另一种“热带家园”框架认为，候鸟最初生活在热带地区，然后进化到在繁殖季节离开，以避免竞争并利用未充分利用的资源。

2019 年的一项回顾性研究得出结论，前一种解释比后一种解释更适合大多数鸟类。根据现有数据，迁徙似乎更多是为了逃离严酷的冬天，而不是探索新的繁殖地。然而，这引发了下一个问题：如果你能舒适地生活在热带地区，为什么要回到温带（甚至北极）的繁殖地呢？

长期以来，这一难题的理论答案又归结为竞争。当所有鸟类都涌向热带地区时，也许人群会变得太多。但另一种可能性是回家有特定的好处。同一篇 2019 年的评论表明，鸟类天生就喜欢回到它们熟悉的繁殖地，在那里它们知道危险、哪里可以找到最好的食物以及如何建造一个最好的巢穴。

Yanco 指出，鸟类通常表现出令人难以置信的地点和资源忠诚度——它们不仅会年复一年地回到同一个地区，还会回到同一棵树和同一处巢穴。“这些事情包含了很多记忆和习惯。这可能是有利的。”

尚待解决的问题

如果没有确凿的数据（这通常需要在多个季节内捕获、追踪和重新捕获鸟类），上述所有假设都只是有根据的猜测。Yanco 表示，不同地方的不同物种可能受不同因素驱使迁徙。“要了解这些过程，就需要了解许多不同类群的情况，”他说。而一些研究最终只能揭示我们还有多少东西需要学习。

尼尔斯·莱内克是本月发表的欧洲黑鸟研究报告的主要作者，也是德国马克斯·普朗克动物行为研究所的进化生物学家和生态学家。他连续三年在野外花了 11 个月的时间捕捉和监测黑鸟。在此期间，他和同事们成功地在 118 只鸟身上植入了药丸大小的设备来监测它们的心率和体温，以及位置发射器。莱内克、扬科和他们的合著者能够重新捕获并分析其中约 80 只鸟的数据。

他们观察到了几个意想不到的结果。首先，他们研究中的候鸟在出发前的一个月内表现出了前所未有的代谢减速期。它们的体温和心率明显低于 28 天内没有迁徙的同类。“看到这种[代谢]准备非常出乎意料，”Linek 说。“这是一种非常隐蔽的机制。”

然后，他们发现候鸟和留鸟在能量消耗方面呈现出令人惊讶的总体平衡。根据研究中每个地点的温度数据，候鸟在保暖上消耗的资源要少得多。迁徙本身也需要能量，数据中可以看到心率的相应飙升，但这种增加只能抵消体温调节增益的一小部分。理论上，候鸟通过躲避寒冷应该能够总体上消耗更少的能量。但是，到重新捕获时，候鸟节省的能量并不比呆在家里的鸟多，它们的心跳次数大致相同。“总体能量平衡令人难以置信，”Yanco 说。不知何故，鸟儿们消耗了多余的能量，但如何以及在何处消耗尚不清楚。

“我们有想法，”莱内克说——但到目前为止，还没有确切的线索。科学家们怀疑，鸟类可能会将它们的身体努力重新分配到生殖组织上，或将其储存起来以备日后储存能量。或者，热带地区的生活毕竟不是一个没有压力的假期——也许鸟类必须走得更远、更远才能找到合适的食物，或者与其他鸟类争斗才能获得食物。或者，当它们在温暖的地方时，鸟类每天的活动量比在深冬时要多得多。

还有很多问题有待解决，还有很多研究要做。“我们才刚刚开始收集这些拼图碎片，”Yanco 说。然而，研究鸟类和动物运动的技术是有史以来最好的，我们离答案越来越近了。有了蓝牙、卫星跟踪以及越来越小的设备和植入物，我们收集数据的方法比以往任何时候都多。从鸟类登月理论到现在，“我们已经走了这么远”，Linek 说。也许没有鸟类走得那么远，但解开迁徙之谜可能是我们的下一个目标。

这个故事是《大众科学》杂志“问我们任何问题”系列的一部分，我们将回答您最古怪、最令人费解的问题，从普通问题到离奇问题。您有什么一直想知道的事情吗？问我们吧。