在不久的过去，冬季鸟类数量的稀少曾让一些历史上最伟大的思想家 感到完全困惑。就在几百年前，哲学家们还认为鸟类会在沼泽中埋葬自己，飞往月球，或者在寒冷的月份里完全变成其他动物。多亏了科学家的辛勤观察，我们现在知道鸟类既不是星际旅行者，也无法进行全身炼金术。
每年两次，全球数十亿只鸟类踏上（地球范围内的）迁徙之旅。这些季节性的旅程，跨越数百至数千英里，是自然界跳动的脉搏——预示着年度循环，并 将营养和生物多样性 传播到远方。但为什么鸟类要付出如此大的努力呢？
答案比你想象的要难理解，因为理论相互矛盾，而且收集到的数据有限且难以获取。最近的研究表明，仍有重大的惊喜等待被发现。几十年来，许多鸟类学家认为迁徙最终一定是能为鸟类节省能量的，在一年中提供明确的能量效益。然而，在一项追踪欧洲黑鸟数月心率和体温的近期研究中，科学家发现，留在原地过冬的鸟类和迁徙到温暖地区的鸟类 所消耗的总能量大致相等。这些研究结果于 9 月 18 日发表在《英国皇家学会学报 B》杂志上，为迁徙之谜增添了更多疑惑。如果避免过冬并没有明显的能量节省，为什么还要飞那么远，几个月后又折返呢？
我们所知道的
密歇根大学的动物生态学家 Scott Yanco 也是九月研究的合著者，他说，从某种意义上说，解释迁徙其实很简单。“这是对地球季节性变化的反应，”他说。迁徙发生是因为季节变化，这改变了当地可用的资源和日常条件。
但 Yanco 补充说，再深入一层，鸟类迁徙的原因就变得更加模糊。“这个问题实际上激励了我很多研究，”他说。
“迁徙并非应对季节变化的唯一方式。我们看到动物有各种各样的其他适应策略，”Yanco 告诉《大众科学》。例如，有冬眠、代谢抑制、夏眠、季节性改变的身体构成、冬季“外套”或改变饮食。并非所有鸟类都迁徙。有些鸟类采用替代策略来度过冬天或争夺最佳繁殖地。即使在同一个物种和种群中，也可能有一部分个体是迁徙性的，而其他个体则是常年居住的，这正如 Yanco 最近研究中的部分迁徙的黑鸟的情况。考虑到这一点，真正的问题变成了“为什么选择迁徙而不是其他替代方案？”
迁徙 是困难且危险的。长途旅行可能意味着难以找到资源、疲惫的耐力飞行、 应对自然灾害、 撞击人类建筑，以及 被捕食的风险增加。与静止时期相比，一些研究发现，鸟类在迁徙过程中死亡的风险 是静止时期的四倍多。面对所有这些挑战，唯一可以确定的是，迁徙的好处——就像所有通过进化磨练出的性状和行为一样——必须大于（或至少等于）其缺点。否则，它就不会出现，也不会代代相传，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。一项对欧洲黑鸟的研究发现，在严酷的冬季，迁徙鸟类的存活率 显著高于 同种群中的留鸟。作为权衡，该研究的作者推测，留鸟在繁殖方面具有优势，它们能赶在迁徙鸟返回前占领最好的领地。
我们所认为的
关于鸟类迁徙的起源和原因，存在两种普遍存在的相互竞争的理论。“温带家园”假说认为，迁徙鸟类最初生活在冬季寒冷的地区。随着时间的推移，它们进化成在冬季迁徙到温暖的地区，以逃避恶劣的天气和随之而来的风险。另一种“热带家园”框架则认为，迁徙物种最初生活在热带地区，然后进化成在繁殖季节离开，以避免竞争并利用未被充分开发的资源。
一项 2019 年的综述研究 认为，对于大多数鸟类来说，前一种解释比后一种更合适。根据现有数据，迁徙似乎更多的是为了逃避严酷的冬季，而不是探索新的繁殖地。然而，这又引出了下一个问题：如果鸟类可以在热带地区舒适地生活，为什么还要回到温带（甚至北极）的繁殖地呢？
一个长期存在的理论答案仍然归结于竞争。也许当所有鸟类都聚集到热带时，拥挤不堪。但另一种可能性是，回到家园有其特定的好处。同一篇 2019 年的综述研究表明，鸟类天生就有返回熟悉繁殖地的冲动，在那里它们知道危险，知道哪里能找到最好的食物，以及如何建造最好的巢穴。
Yanco 指出，鸟类通常表现出非凡的地点和资源忠诚度——年复一年地返回同一个地区，甚至同一个树和巢穴栖木。“这些事情包含了很多记忆和习惯。这可能是有优势的。”
悬而未决的问题
由于缺乏确凿的数据（通常需要捕捉、追踪和在多个季节内重新捕捉鸟类），以上所有假设都只是有根据的猜测。Yanco 说，不同地区、不同物种的鸟类可能受到不同因素的驱动而迁徙。“要理解这些过程，就需要理解许多不同的类群，”他说。而一些研究只是揭示了我们还有多少未知的东西需要学习。
Nils Linek 是本月发表的欧洲黑鸟研究的主要作者，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。他在三年内，每年花 11 个月的时间在野外捕捉和监测黑鸟。在此期间，他和他的一些同事成功地为 118 只鸟植入了药丸大小的设备，用于监测它们的心率和体温，以及位置追踪器。Linek、Yanco 和他们的合著者能够重新捕捉并分析其中约 80 只鸟的数据。
他们观察到了一些意想不到的结果。首先，研究中的迁徙鸟类在迁徙出发前的一个月内表现出一种前所未见的代谢减缓期。在 28 天内，它们的体温和心率明显低于未迁徙的同伴。“看到这种（代谢）准备非常出乎意料，”Linek 说。“这是一个隐藏得很好的机制。”
然后，他们发现迁徙鸟类和留鸟在能量消耗上存在令人惊讶的整体平衡。根据研究中各地的温度数据，迁徙鸟类本应花费更少的资源来保暖。迁徙本身需要能量，数据中也显示心率有相应的飙升，但这种增加只抵消了少量热调节的节省。理论上，迁徙鸟类通过避免寒冷，总体上应该消耗更少的能量。但尽管如此，到它们被重新捕捉时，迁徙鸟类所节省的能量并没有比那些留在原地的鸟类多，它们的心脏跳动次数大致相等。“总能量的均等性令人震惊，”Yanco 说。不知何故，这些鸟类消耗掉了多余的能量，但如何以及在哪里消耗的，尚不清楚。
“我们有一些想法，”Linek 说——但到目前为止，还没有确切的线索。科学家们怀疑，鸟类可能正在将身体的能量重新分配给繁殖组织，或者将其作为能量储存起来以备日后使用。或者，热带地区的生活可能并非完全没有压力——也许鸟类需要更远更广地寻找合适的食物，或者与其他鸟类争夺食物。又或者，在温暖的地方，鸟类每天的活动量可能比在寒冬深处要大得多。
还有很多问题悬而未决，还有很多研究要做。“我们才刚刚开始拼凑出这些零散的线索，”Yanco 说。然而，研究鸟类和动物迁徙的技术比以往任何时候都好，我们正一步步接近答案。借助蓝牙、卫星追踪以及越来越小的设备和植入物，我们拥有前所未有的数据收集方式。从鸟类登陆月球的理论到当今的“我们取得了长足的进步”，Linek 说。也许我们取得的进步不如鸟类远，但解开迁徙之谜可能是我们的下一个目的地。
这篇文章是《Popular Science》“问我们什么”系列的一部分，我们在此解答你最离奇、最烧脑的问题，从普通的到异想天开的。 有什么一直想知道的吗？问我们吧。
