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鳥類的遷徙路線主要是本能的結果,還是需要練習、學習和經驗?關於瀕危 whooping cranes 的新研究表明,社會學習起著至關重要的作用。

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。


在第一批歐洲人將船隻停靠在北美洲東海岸之前,曾有一萬多隻 whooping cranes (Grus americana) 翱翔在美國中西部和加拿大中部的天空。 近三個世紀的棲息地喪失和過度捕獵意味著到 1870 年,鶴的數量銳減至僅 1500 只。1941 年,野外僅剩下 21 只,圈養了兩隻。儘管如此,直到 1967 年,該物種才被宣佈為瀕危物種,由

IUCN 美國魚類及野生動物管理局。 之後,在 2001 年秋季,一個名為 Operation Migration 的非營利組織參與進來。

將 whooping cranes 恢復到可存活野生種群的工作始於 Operation Migration 的工作人員將少數在圈養環境中孵化的幼鶴銘記在身穿鶴服的裝扮人類身上。當它們足夠大時,它們被訓練成跟隨在超輕型飛機後面飛行。 這與 Bill Lishman 用來訓練一群加拿大黑雁遷徙的過程完全相同,該過程在 1996 年的電影 Fly Away Home 中被戲劇化,由傑夫·丹尼爾斯和非常年輕的安娜·帕奎因主演。


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在離開威斯康星州 Necedah 國家野生動物保護區的繁殖地幾個月後,金屬和羽毛組成的隊伍降落在佛羅里達州墨西哥灣沿岸的 Chassahowitzka 國家野生動物保護區。 鶴在那裡過冬,並依靠天生的導航能力,在第二年春天開始了它們一年一度的向北飛行。

感謝生物學家和自然資源保護主義者多年來的細緻工作,現在有關於構成“東部遷徙種群”的每隻 whooping crane 之間遺傳關係的資料,該種群現在約有 100 只個體。 結合從小環帶放置在鳥腿上的遙測資料,這意味著來自馬里蘭大學、史密森尼保護生物學研究所、美國地質調查局和美國魚類及野生動物管理局的 Thomas Mueller 及其同事終於能夠解決一個長期困擾鳥類學家的一個問題:在鳥類的遷徙路線中 - 在許多物種中,包括這個物種,跨越數千英里 - 有多少是天生的,有多少需要學習?

Mueller 及其同事收集了來自東部遷徙種群的重新引入的 whooping cranes 的 8 年遷徙資料。 他們發現,包含年齡較大、經驗更豐富的鳥類的鳥群更可能保持在前往夏季繁殖地的路線上,而主要由年輕鳥類組成的鳥群更可能採取更長、更曲折、更不直接的飛行路線。

具體而言,研究人員發現,一個群體中最年長鳥類的年齡每年提高遷徙效能 5.5%。 這轉化為一個群體中最年長鳥類的年齡每年減少略多於四公里的飛行距離。 換句話說,在鳥群中新增一隻比最年長鳥類年長一歲的鳥會使該群體的效能提高 5.5% 的準確度,並縮短四公里的距離。

這在實踐中意味著,僅由一歲鳥類組成的群體比包含至少一隻八歲 whooping crane 的群體多飛行了近三十公里。 因此,七年的遷徙實踐使遷徙效能提高了 38%。

考慮到遺傳資料,研究人員發現,在遷徙方面,親緣關係密切的鳥類與無關的鳥類相比,表現並沒有更相似,因此鶴之間表現的差異完全是由於經驗造成的。 但研究人員認為,僅僅練習是不夠的。 社會學習才是關鍵。 他們寫道:“在沒有經驗豐富的個體的情況下,由對遷徙一無所知的圈養幼鳥進行的遷徙不太可能導致成功的旅程,” “這表明來自年齡較大、經驗更豐富的鳥類向年輕鳥類的‘文化資訊傳遞’至關重要。”

但是,這種學習究竟提供了什麼,可以幫助鶴執行更準確的飛行計劃呢?

首先,鳥類可能會獲得對視覺地標的改進的空間記憶。 對野生 whooping cranes 的其他研究表明,它們透過跟蹤景觀特徵來獲得幫助,包括小規模的,例如特定的山脈、河流或湖泊,以及更大規模的地形變化。

經驗更豐富的鳥類也可能更瞭解天氣模式。 超過 75% 的鳥類因向東飛行太遠而偏離航線。 這種模式與鶴向南飛行的時期內主導美國中西部的西風一致。

這些發現對保護工作的重要性是雙重的。 首先,也是更明顯的,需要對 whooping cranes 的狩獵保持嚴格的限制。 該物種的遷徙成功在很大程度上取決於年齡較大、經驗豐富的個體,這些鶴必須存活足夠長的時間才能將其獲得的知識傳遞給年輕的鶴。 幸運的是,研究人員表示,東部遷徙種群中 whooping cranes 的平均年齡正在增加,這表明它們的遷徙準確性將隨著時間的推移繼續提高。

其次,之前的研究表明,遷徙能力與繁殖成功之間可能存在聯絡。 因此,研究人員認為,“額外的[遷徙]經驗也可能提高野外成功繁殖的機率,” 這將為該物種的生存提供額外的推動力,並使該物種逐漸減少對身穿鶴服的人類和超輕型飛機的依賴。

Mueller 等人。(2013)。 遷徙效能的社會學習。 科學 341, 999-1002。 連結。

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頁首圖片版權歸 Operation Migration USA Inc/Joe Duff 所有。 由超輕型飛機引導的 whooping cranes 版權歸 Operation Migration USA Inc/Heather Ray 所有。 郵票來自 維基共享資源/公共領域。

Jason G. Goldman is a science journalist based in Los Angeles. He has written about animal behavior, wildlife biology, conservation, and ecology for 大眾科學, Los Angeles magazine, the Washington Post, the Guardian, the BBC, Conservation magazine, and elsewhere. He contributes to 大眾科學's "60-Second Science" podcast, and is co-editor of Science Blogging: The Essential Guide (Yale University Press). He enjoys sharing his wildlife knowledge on television and on the radio, and often speaks to the public about wildlife and science communication.

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