这是一次有组织、有预谋的大事件

知乎日报 周不润; 182℃ 评论

这是一次有组织、有预谋的大事件

图片:Gidzy / CC BY

大量的动物(哺乳类,鸟类,鱼类,昆虫类)同时迁徙或者统一运动,是怎么组织起来的?

知乎用户,昆虫系-迁飞中的单身狗

我来说一下昆虫的迁徙(迁飞)。昆虫的迁徙和哺乳动物鸟类鱼类是不太一样的,所以不好放在一起讲,迁飞的原理不一样。

我的硕士论文是关于稻飞虱迁飞的研究论文,稻飞虱是东亚和东南亚地区水稻上危害和影响最大的害虫,迁飞性明显,主要包括褐飞虱和白背飞虱(灰飞虱在水稻上影响相对较小,迁飞性不如其他两种飞虱明显,且有本地滞育越冬能力)。 稻飞虱是迁飞规律是我国迁飞界研究比较透彻的实例之一, 稻飞虱喜热,尤其是褐飞虱,食性较为单一,冬季在我国大陆地区很难有越冬,仅大陆沿海地区再生稻上少量越冬 ,每年开春时期,东南亚和海南南部的水稻产区的待迁飞稻飞虱就随着西太平洋沿岸地区开始盛行的西南季风开始北上,随着我国大陆地区水稻由南到北逐渐栽种,稻飞虱的发生及分布地区随之扩大。到了盛夏时期,我国南方水稻产区都会有稻飞虱的发生,成为我国水稻生产中主要防治的害虫。

稻飞虱在原发生地区迁出的动机是什么?很显然,环境的不利变化,包括气候温度食料条件等。因为是在水稻上过活,所以大多数时候气温还不至于太低,除非是晚稻收割前的秋末时期。一般一块水稻快收割时,大约在水稻乳熟时,食料条件对稻飞虱就不太好了,稻飞虱的长翅型成虫比例逐渐升高,比较倾向起飞迁出,去食料条件更好的地方。到了水稻黄熟期,稻飞虱基本就迁出完毕了。

到了我国水稻收割期,食料条件的恶化和温度的降低等造成在我国广大地区稻飞虱迁出倾向明显,而此时,我国大部地区盛行东北季风,这样,很多稻飞虱借助这个又可以重回东南亚老家了。对于迁飞过程中风向不对的地方,稻飞虱迁徙的错误会使它们全军覆没。不过,昆虫的数量和繁殖能力不会在意这点小损失。

稻飞虱的迁飞起飞条件比较严格,除了有食料条件,也有光照因素,稻飞虱迁飞起飞需要在晨昏光照条件变化时期发生,也就是日出前和日落后半小时,是虫群的集中起飞时刻。起飞必须有一定范围的风速支持,起飞高度至 500 到 3000 米高空就可以向其他地区飞去,飞行高度和不同高度的气温气压有关系,季节不同,飞行高度也有差异,稻飞虱主要借助高空的风力迁飞。迁飞动力当然不能和鸟类一样,鸟类可以主动迁飞,而像稻飞虱,非洲西亚的沙漠蝗,等等,主动迁飞能力弱,飞行范围小,只能借助自然风力在高空日行数百里,甚至千里。

本人发表的文章中的插图,稻飞虱飞行路径受气象因素左右的程度非常明显

所以,类似稻飞虱这样的昆虫,飞行倾向完全是生存条件的变化左右的,飞行动力和去向完全是由季风的变化所决定的,没有水稻就没法存活,没有风就没法迁徙,它们去哪,怎么走,它们也决定不了,所以这点和鱼类鸟类哺乳动物不一样。总体说来,在迁移动力上,类似稻飞虱和蚜虫之类的小型昆虫很多都是被动迁飞,这一点不同于鸟类的主动迁飞

周不润,神经科学

今年天气暖和的早,家门口的第一波大雁已经从荷兰过完冬天飞回来了,过几天估计都要陆陆续续地回来占领草坪。去年漫山遍野的它们从我头顶上方 5-10 米处飞过去的时候,我就在想,你们要是敢拉一点点东西下来,我就敢去掏你们的鸟蛋。结果回去一查,这些家伙叫白颊黑雁,人家貌似根本不在乎自己的鸟蛋……还好,后来发现,漫山遍野一起飞的情况很少,大多数是一小撮一小撮地飞。

所以就以鸟类迁徙为例吧。

现有的研究普遍认为迁徙是鸟类的本能,属于“刻在基因里”的到时间就会有的“冲动”。当气候、温度、日照或者食物分布发生变化时,候鸟们不需要有一个头领跳出来,握着小喇叭,号召大家集合出发。每只候鸟自然而然地就想换个地方。

当然,开始的时候不会是一只鸟拉上三五好友,就愣头愣脑地准备飞,或者像人类社会那样,一个公司一个学校地进行集体活动,迁徙大多数是以家族为单位的。我们常说的“一字形”或“人字形”的飞行队列一般就属于一个家族,到了该迁徙的时候,老鸟们开始飞,小鸟们自然跟上,这是自然界的印随现象。很多哺乳动物和鸟类出生以后会紧跟着它第一眼见到的较大的可移动的物体而走。在这样的机制下,由曾经有过迁徙经验的老鸟带着没飞过的小鸟们,熟悉路线和沿途的标志物等等,将这经验一代代地传下去。

迁徙过程中的确是有领头的家伙,无论是“一字形”或“人字形”。但往往不会是固定的,而是在整个过程中会不停变换。至于谁来做这个领导,想来应该跟年龄、经验、身体状况和家族中的地位有关系,但受限于技术手段,人们还难以对一个族群整个迁徙的过程进行跟踪监测,所以对谁能当领导这件事还是摸不太透。

不过呢,组织和领导这种东西还真没有想象中的神秘,人类都可以代替老鸟们完成。美国尼西达国家野生动物保护区的工作人员就冒充过老鸟,带从未迁徙过的小美洲鹤们进行了一次迁徙。美洲鹤是北美最稀有的鸟类之一,曾经野外群落只剩下 21 只,于是人们不得不圈养起来进行保育。由于老鸟的缺乏,工作人员在他们小时候就冒充他们的妈妈,获取小鸟们的信任。这里穿怪异的白色衣服是为了防止小鹤们把其他人类也认作妈妈(正常人不会穿这种衣服)。

在迁徙的时候,用了一架超轻型飞机带着它们前往目的地。小鹤们跟随的很好,而且这一次以后,就再也不需要飞机的带领了,每次迁徙的时候都可以自己飞。在这些工作人员的精心照顾下,07 年就至少已经有 266 只美洲鹤了,现在应该更多了。可见,虽然还不能完全了解迁徙的机制问题,但人类已经可以根据观察到的现象,跟鸟类打成一片了,还是可喜可贺的。

哺乳动物的迁徙,跟鸟类有很多相似之处。至于鱼类和昆虫,长得太不可爱,不想理他们。好吧,其实我不会……

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