產卵魚如何導航回到它們出生的同一條河流?

蒙大拿大學的梅根·麥克菲解答

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蒙大拿大學弗拉特黑德湖生物站的研究助理教授梅根·麥克菲引導我們找到答案

鮭魚最能體現這種行為,它們結合了傳統的開放水域導航和敏銳的嗅覺來找到方向。鮭魚可以遷移到海里覓食數年,然後再返回同一條河流,有時甚至是同一段河流產卵,它們就在這裡出生。其他歸巢物種可能使用類似的機制,但很少有物種能達到如此高的精度。

鮭魚如何返回正確的海岸線區域尚不完全清楚。 看來它們使用某種形式的“地圖和指南針”導航,這種導航基於有關位置和行進方向的資訊。 此資訊很可能來自一系列環境線索,包括日長、太陽的位置以及太陽在天空中的角度造成的偏振光、地球磁場以及水鹽度和溫度梯度。 無論具體機制如何,隨著產卵期的臨近,鮭魚似乎天生就有一種傾向,將自己定位在它們出生的水道排放的海岸線區域。


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我們更詳細地瞭解了它們在找到河口後如何導航。 當鮭魚到達淡水時,它們主要透過嗅覺引導到正確的支流。 始於 1950 年代的一系列實驗表明,幼鮭魚在進入變銀期(即它們開始向下遊遷移到大海時)時,會對當地獨特的化學氣味變得特別敏感。 在這個高度敏感時期,小鮭魚體驗到的氣味會儲存在大腦中,並在多年後成年鮭魚試圖返回家鄉河流時成為重要的方向指引線索。

在一項早期實驗中,在一條河流中飼養然後在變銀階段轉移到孵化場的鮭魚返回了孵化場,這表明印記在魚類生命的轉變時期起著至關重要的作用。 最近的研究表明,幼鮭魚可能會經歷幾個印記時期,包括在孵化期間和從礫石巢穴中出來時。

這種多階段的想法是有道理的,因為許多野生鮭魚在淡水中度過一年多的時間,並且在變成小鮭魚時已經在複雜的環境中移動了相當遠的距離。 相比之下,人工孵化的鮭魚對更簡單的環境留下印記,這可能有助於解釋為什麼它們比野生魚更容易迷路(返回“錯誤”的河流)。

編者注:本文最初發表於 2008 年 12 月刊的《大眾科學》雜誌上。

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