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对于候鸟来说,秋天意味着艰难险阻,因为它们要向温暖的过冬地迁徙,中间飞行成百上千甚至上万公里,消耗大量能量,并躲避风暴、高楼以及其他潜在威胁。

尽管如此,科学家始终认为候鸟迁徙是一笔能量上的好买卖:只要到达过冬地,它们就不需要那么努力地保持温暖,这能节省大量能量。

不过一直没人深入研究过这笔能量账。德国马克斯·普朗克动物行为研究所的行为生态学家尼尔斯·莱内克(Nils Linek)与同事最近于《自然-生态与进化》(Nature Ecology & Evolution)杂志报道了一项能量计算结果。

他们的工作围绕德国的部分迁徙型黑鸟种群展开,并算出了挑战传统观点的结果。研究团队发现,即使进入深冬,那些飞至温暖的南欧或北非地区的黑鸟相较留守德国苦寒中的黑鸟,前者消耗的能量并不更少。用一位团队成员的话说,“看不到能量的净收益真令人震惊”。另一方面,这些候鸟会提前几周就开始为秋季旅程做准备,准备方式是减缓夜间的新陈代谢以储存飞行所需能量。

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德国黑鸟

莱内克表示,总体而言,计算结果“有很多意想不到之处”,表明迁徙“比所有理论预测的都复杂得多”。

莱内克等人研究了在德国南部森林中度过夏天的普通黑鸟,其中大多数都会停留原地过冬,约1/4选择迁徙,在10月和11月向南飞行,然后抵达南欧或北非过冬,最终于次年4月初返回德国。

追踪此类小型野生鸟类在整个迁徙周期中的能量消耗一直都是难事。不过现在我们有了可植入的微型数据记录器,因此能让“鸟儿戴上了智能手环”。研究团队在118只黑鸟体内植入了数据记录器。

从迁徙开始前的9月到黑鸟回德国后的次年5月,在这大约9个月的时间里,设备持续工作,每30分钟记录一次黑鸟的体温和心率。我们知道,心率是衡量能量消耗的重要指标,鸟的能耗越大,心率就会越高。最终,莱内克与同事成功捕获了83只追踪目标,并下载了数据。

数据显示,迁徙过程本身,即平均约805公里的飞行,需要额外消耗大量能量,准备迁徙的黑鸟会提前储能,在离开德国的4周前就开始降低夜间心率——再过约1周半,它们的夜间体温也下降了。这些生理变化有助于候鸟在南飞前节省能量,而未出现于留守的群体。

迁徙带来了过冬期间的显著能量收益。相比候鸟,每只留德黑鸟平均额外消耗18600千焦耳 (约4400大卡) 热量,以达到保温目的。对于体重仅几十克的小鸟来说,这种差异不可谓不显著。此外,候鸟的体温始终略高于留德黑鸟。但令人惊讶的是,它们的心率并不体现保温需求所导致的耗能差异。

但从整体耗能角度来看,候鸟的心率并不低于留守者,二者在整个迁徙周期中消耗的总能量也不分高下

换言之,候鸟过冬时在体温调节方面节省下的能量都被用到了其他事情上。“不过我们并不完全知晓这些能量去了哪里。这是下一个需要解决的大谜团。”莱内克的合著者、密歇根大学动物生态学家斯科特·扬科 (Scott Yanco) 说道。

莱内克认为,迁徙本身无法为这些能量提供去处,但迁徙可能还存在某些“隐性成本”。例如,在陌生地区过冬的鸟类需对潜在威胁保持更高警惕。又例如,迁徙者或许会将富余的能量投入到繁殖等其他活动中,能够产下更大些的卵或向后代提供更多照料——尽管没有真正省下能量,它们也具有选择优势。

扬科还表示,微型数据记录器等新技术给了科学家更大探索可能,让他们有望提出和回答过去无法想象的问题。 “我们能够测得在野外自由生活的动物的数据,而且这类测量数据将呈指数级增长。 ”

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