[原标题]导航能力堪比GPS。动物会这样做。
前不久，一则新闻引起了众多网友的关注:内蒙古巴彦淖尔市乌拉特草原上的一头骆驼，去年被卖到一百公里外的一个牧民家里。经过近一年的时间，骆驼独自越过栅栏和道路，走了一百公里，回到了它原来主人的家。内蒙古生物技术研究所特聘高级工程师张志刚告诉科技日报记者:“马、骆驼等动物能找到回家的路，很大程度上靠的是嗅觉、视觉和记忆力。”
据专家介绍，长期生活环境中所包含的气味、声音、画面都会在动物的脑海中留下印象。动物会将从外界获得的信息与自己头脑中的信息进行比较，在两种信息越来越接近的过程中寻找回家的路。
但这种骆驼的导航能力在动物界只能算是初级水平，有些动物导航的精度和效率不亚于现代先进的导航技术。但是动物没有指南针和全球定位系统。他们是如何在或近或远的距离里保持正确的方向，最终到达目的地的？
优秀来自于特殊的能力。
研究证实，很多导航能力优秀的动物都有一些特殊的能力，比如偏振光视觉、空记忆、磁感知等。
早在1949年，奥地利动物学家卡尔·冯·弗里施就发现，许多昆虫，如蜻蜓和蜣螂，具有超越人类的辨别偏振光的能力。已知光在大气中传播过程中会形成少量的偏振光，偏振光波的分布在空之间是稳定的，就像天空中画的地图空。复眼是昆虫的主要视觉器官，通常在昆虫头部占据突出位置。在一些昆虫的复眼上，一些小眼睛负责探测偏振光。这些小眼睛通常位于靠近背部的复眼边缘，颜色和形状与其他小眼睛明显不同。这些小眼睛上排列着两三组垂直的微绒毛，正是这些微绒毛上的视觉色素颗粒帮助昆虫捕捉偏振光，然后帮助它们导航。
蝙蝠利用声波躲避障碍物的能力广为人知，但很少有人知道蝙蝠也是导航高手。来自希伯来大学和特拉维夫大学的科学家发现，蝙蝠在大范围的地理位置导航时，可以表现出非凡的空记忆力，这种能力在某种程度上接近人类。通过长期的雷达跟踪实验，研究人员发现，蝙蝠可以在大脑中绘制一幅城市的“认知地图”，并利用它来导航。在寻找食物的时候，它们很少会随机徘徊，而是直奔目标，还能找到更便捷的路线“抄近路”。
此外，科学家还发现，大约50种动物(包括哺乳动物、鸟类、两栖动物、爬行动物、鱼类和昆虫)具有利用地球磁场导航其活动的化学感知能力。美国加州理工学院学者Walker Dhubert曾发现，虹鳟鱼的三叉神经中可以观察到与磁刺激有关的神经电反应，虹鳟鱼的嗅觉上皮细胞可以随着磁场的旋转而旋转。因此Walker Dhubert推断，分布在该区域的大量含铁细胞可能是与磁感应有关的神经元。
其实动物感知地磁场的方式有很多种。例如，瑞典隆德大学的科学家对斑胸雀体内的蛋白质进行了测试，发现这种鸟的眼睛中含有一种特殊的蛋白质，可以充当磁传感器，让斑胸雀“看到”地磁场。
不仅认得路，还会计算距离
张志刚介绍说:“生理结构的独特性是动物拥有卓越导航能力的基本条件。更神奇的是，有些动物甚至掌握了特殊的路线计算方法。”
众所周知，蚂蚁的眼睛里也有对偏振光敏感的光感受器。法国生物机器人专家斯特凡·维奥莱特(Stefan viollet)表示，在用偏振光导航的过程中，蚂蚁会先利用这些光来确定方向，然后计算出返回起点的最直接路径。例如，一只蚂蚁向北移动一段距离，然后向东移动两次。如果它想回到起始位置，它会向西南方向移动。不管蚂蚁寻找觅食地的路径有多曲折，当它返回巢穴时，几乎总是以直线返回。
昆虫可以通过估计自己行进路线的方向和距离来判断自己离起始位置的相对位移。这种方法叫做路径积累。动物学家发现，蜜蜂不仅掌握了路径积累的方法，还能准确地向同伴传递路径信息。
奥地利动物学家卡尔·冯·弗里施通过实验发现，当一只工蜂带着满满的花蜜回到蜂巢时，它会来回跳舞。如果花蜜在蜂巢50米以内，工蜂就会跳一圈舞。一旦花蜜距离蜂巢超过50米，它就会以8字形跳舞。当跳到8字形的连接处时，它会以每秒13次的频率快速抖动。而且工蜂的摆动方向也可以表示花蜜的位置，平均摆动角度表示采集地与太阳位置的夹角。
但也有学者表示，这种路径累加法只能估算相对于起点的位移来确定自己的位置。既然是估算，就会有误差。很多估计误差会累积，所以蚂蚁、蜜蜂等动物掌握的路径计算方法只适用于短途旅程，不适用于长途旅程。
动物导航也能读懂“路标”
就像我们人类在导航时可以阅读路标一样，在自然界中，许多动物在导航时也需要一些参照物。对于不同的动物，选择的参照物是不同的，但相同的是，动物选择的参照物往往取决于其生活环境，而这些参照物的选择是很容易操作的。
例如，刚孵化的海龟需要立即游到海里，以躲避天敌的入侵。他们可以通过光区分海面和海岸。只要海岸没有光，明亮的地方一定是大海。一旦到了海里，海龟就会切换到海浪的方向作为参照物，海浪的方向就是大海的深度。
鸟类是偏好天体作为参照物的典型代表。这是因为鸟类的眼睛长在头的两侧，能够同时看到头两侧的区域，有利于实时观察太阳、月亮、星星等天体的运动。当太阳下山时，另一个重要的“路标”——北极星就会出现。北极星在天空中提供了一个稳定的参考点空，其他星座会沿着这个参考点旋转。夜间迁徙的鸟类可能认不出北极星，但可以知道星座自转的中心是正北，从而准确确定飞行方向。
靛蓝比目鱼是北美常见的鸟类，有冬季南移的习惯，它们更喜欢夜间飞行。1967年冬天，美国密歇根州的研究人员在迁徙过程中随机捕获了几只靛蓝鹀，并把它们带到了一个天文馆。在天文馆里，有一个模拟自然夜空的装置。当模拟的星座按照自然规律围绕北极星旋转时，这些靛蓝彩旗会试图往南跳。
当研究人员移除北极星附近35度以内的星座时，这些靛蓝彩旗突然失去了方向感。对此，研究人员表示，单颗恒星对这些鸟类来说并不重要。重要的是在一定距离内看到星座围绕北极星旋转的过程，可以帮助他们在茫茫黑夜中确定南北方向空。
