地球磁场或能帮助狗狗找到回家的捷径

作为人类“最忠实的朋友”,狗狗们具有超强的嗅觉与听觉系统。最近,科学家团队发现了狗狗的另外一项技能:能够借助于地球磁场进行导航,从而找到回家的捷径。

大约1.1万至1.6万年前,现代狗的祖先开始被人类驯化。对于最初的驯化地点,科学界一直存在着争议。近来的考古与基因研究显示,现代狗至少经过两次驯化,人类在亚洲驯化狗,发生在超过1.4万年前。

地球磁场或能帮助狗狗找到回家的捷径

驯化 (domestication),是一种持续的多代关系。在这种关系中,一组生物对另一组生物的繁殖和照料具有很大程度的影响,以确保第二组生物获得更为可预测的资源供应。换句话说,驯化是指一种生物的成长与生殖逐渐受另一种生物利用与掌控的过程。

作为人类驯化最早的动物,狗在与人长时间的互动之中也习得了与人类行为和谐一致的特殊习性,被称为人类“最忠实的朋友”。比如,狗狗可陪伴人类、看家护院、放牧、捕猎、警用军用、帮助身障人士等。

狗是一种群居类的动物,这意味着它们了解社会结构和义务,并且能够学习如何围绕其他成员行事。这种具有社会性的行为,在动物界其实并不少见,尤其对于群居性动物而言。

地球磁场或能帮助狗狗找到回家的捷径

狗狗拥有许多类似于人类的聪明才智。科学研究表明,狗狗表现出许多与智力有关的行为。它们的智力或认知是狗狗在新状况下获取、存储、记忆、检索、组合、比较和使用信息与概念的过程。

比如,当幼犬行为不当时,成年犬会通过纠正幼犬来训练它们;而当幼犬行为良好时,成年犬会奖励幼犬。其实,这又何尝不是“可怜天下父母心”的一种体现呢?

地球磁场或能帮助狗狗找到回家的捷径
狗狗的超强嗅觉体现在两个方面: 对气味的敏感与辨识。图源: Pixabay

狗狗聪明才智的施展,离不开它们拥有的许多强有力的感官。它们的嗅觉、听觉,都比人类的敏感程度高得多。在光线暗淡时,狗狗的视力也要比人类更为优秀。

近期,科学家们还发现,狗狗有着优秀的“第六感”:对热辐射的感应 (详情请参见: 狗狗的「第六感」)。种种感官的高度灵敏性,让狗狗们不仅在诸多场合成为了人类的有力干将,也使得自身能够在“优胜劣汰”的自然界中立有一席不败之地。

最近,一组科学家团队发现,狗狗们可能会利用地球磁场而走捷径。它们的这种能力,即使是在一个陌生的环境下也能够发挥作用。

早在2013年,拥有30余年磁接收 (magnetic reception) 研究经验的捷克的生态学家海内克•伯达 (Hynek Burda) 的研究团队发现,狗狗们在“方便”的时候倾向于南北方向,这种行为涉及到标记和识别区域。研究团队推断这种排列方式有助于狗狗找出相对于其他地点的位置。

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在后续的研究中,海内克的学生凯特伊娜•贝内迪克托娃 (Kateřina Benediktová) 使用GPS和摄像机追踪并记录狗狗在深林中的行动轨迹。根据GPS的记录,它们发现狗狗返回主人身边的时候,有2种不同的行为:在一种行为中,狗狗会沿离开主人时的相同路线重返主人身边,研究人员称之为“寻踪” (tracking);而在另一种行为中,狗狗则会沿着一条全新的路线返回主人身边,这种行为被称之为“侦查” (scouting)。

有趣的是,当凯特伊娜将这些数据展示给她的导师海内克之后,后者敏锐地察觉到一个令人不解的特点: 在奔跑于“侦察”路线的过程中,狗狗会停下来,沿着南北轴线奔跑20米左右,然后再接着返回。这些短距离的奔跑看起来像是沿着磁场排列的,但是凯特伊娜并没有足够的记录数据来支持这个猜测。

于是,凯特伊娜和她的导师海内克将这个研究“放大”了。从2014年9月起,至2017年12月,他们带领27只狗狗,用了3年多的时间,在62个地点内记录了622次远足。这些实验都是白天在捷克的森林狩猎场中进行的。

地球磁场或能帮助狗狗找到回家的捷径
一只猎狐梗 (左栏) 和一只迷你腊肠犬 (右栏) 的静态照片显示了所用的跟踪设备与实验场所。上图: GPS发射器和天线固定在项圈上,并安装在狗狗的脖子上。为了狗狗的安全和舒适,项圈可以自由旋转。黑色织物安全带固定在躯干和胸部周围,用于连接包含摄像头和电池的保护外壳。下图: 摄像机拍摄的典型视野,包括狗狗的头部/颈部,以及周围地形的详细视图。除此之外,挂载的麦克风用于录音。图源: eLife (CC-BY)

实验结果显示,按照“寻踪”策略原路返回的有399例 (占比59.4%);按照“侦测”策略沿着全新的路径返回的有223例 (占比33.2%);而狗狗们沿着同时具有“寻踪”与“侦查”特征的混合路线返回的,则有50例 (占比8.0%)。

研究团队将注意力放在按照“侦测”策略沿着全新的路径返回的223例中,在这些实验中,狗狗们在返回的路上平均奔跑了1.1公里。其中的170个案例,狗狗会停下来,沿着南北轴线奔跑20米左右,然后再接着返回。当这样做的时候,它们的确是比不这样做时“选用”了更直接的路径回到了主人身边。

研究团队仔细分析了速度、长度、方位,狗狗的性别、品种、对地点的熟悉程度,以及太阳与风等各种相关因素。这些因素相互之间独立,但对实验的结果均有一定程度的影响。

研究动物的某种特定感觉,比如狗狗对磁场的感觉,就必须排除其他感觉对实验的干扰。尤其对于狗狗这种动物,其嗅觉、听觉都非常灵敏,想要100%的确定狗狗对磁场的感觉,具有一定的挑战性。

据悉,研究团队下一阶段的目标,是将一小块磁铁固定在狗狗们的项圈上,以此来干扰当地的磁场,并探究这项举措是否会影响狗狗们的导航能力。

参考文献:

  1. Kateřina Benediktová et al, “Magnetic alignment enhances homing efficiency of hunting dogs”, eLife 2020; 9:e55080, DOI: 10.7554/eLife.55080.
  2. Erik Stokstad, “Dogs may use Earth’s magnetic field to take shortcuts”, Science News, July 17, 2020.

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