2020年夏天，一只黄色的拉布拉多犬出现在密苏里州劳森的一户人家门前。这只狗看起来很自在，但住在那里的人从未见过它。幸运的是，这只狗植入了芯片，所以他们得以找到它的家人——在57英里外的堪萨斯州。这家人在近两年前就搬离了密苏里州的这所房子。不知怎么的，名叫Cleo的这只拉布拉多犬找到了回家的路，回到了它心中仍然认为是“家”的地方。
美国兽医协会现任主席、波多黎各圣胡安兽医José Arce说，像Cleo这样的故事非常普遍。他表示，芯片植入技术使得人类能够让数百万走失的宠物与家人团聚，并让Cleo这样的故事有一个幸福的结局。
Arce说，宠物们往往是靠自己回到了家——或者之前的家。这些故事虽然感人，但通常笼罩着一层神秘的面纱。动物们是如何完成这些导航壮举的？Arce说，似乎没有明确的机制。
宠物这样做时，似乎像奇迹一样。但对许多动物来说，这只是家常便饭。候鸟每年都会长途迁徙，目的地常常是它们从未去过的地方。鲑鱼以返回出生地繁殖而闻名。
科学家们也不确切地知道这些动物是如何做到的。（尽管鲑鱼可能利用嗅觉）。然而，近年来，人们越来越清楚地认识到，许多动物，而不仅仅是鸟类，都拥有一种内部指南针，利用地球的磁场来判断自己的位置和方向。
宠物也可能使用类似的方法。就在Cleo回密苏里州旧家的时候，一个捷克研究小组发表了一项关于猎犬的研究。他们发现，在返回主人身边时，猎犬虽然常常循着自己的气味轨迹，但也利用磁场作为一种心理地图来完成回程。
海洋导航
许多海洋动物也被证明可以这样做——例如海龟。但直到最近，科学家们才猜测，但不能确定，鲨鱼是否利用地球磁场来引导它们进行漫长的海洋航行。不过，科学家们确实知道关于鲨鱼的两件事：许多鲨鱼种类会例行长途跋涉回到某个特定地点，而且鲨鱼对磁场非常敏感。然而，证明它们利用磁场进行导航非常棘手。
生态学家兼鲨鱼专家Bryan Keller决定在头鲨身上测试这一理论；它们体长只有两到四英尺，足够放入水箱中。他和佛罗里达州立大学沿海与海洋实验室的一组研究人员捕捉了一群夏季在佛罗里达州墨西哥湾沿岸活动的头鲨，并将它们放入一个缠绕着铜线的鱼缸中。
头鲨是锤头鲨中体型较小的一种，因其铲状头部而易于辨认。（图片来源：FtLaud/Shutterstock）
FtLaud/Shutterstock
通过改变线圈中的电流，研究人员能够改变鱼缸的磁场。当磁场与它们被捕获地以南的某个位置相匹配时，鲨鱼就向北游——也就是说，回到它们的“地盘”。当暴露于它们被捕获地的磁场信号时，它们只是漫无目的地游动，没有明显的方向偏好。（据推测，是因为磁场信号表明它们“已经”在家了。）这些结果表明，鲨鱼确实对地球磁场有反应，Keller称之为一种“地图般的感知”。
但如何做到？
那么，鲨鱼是如何做到这一点的呢？Keller说，同样，没有人确切知道，但一种可能性是它们利用一种叫做劳伦氏壶腹的器官。这些是帮助鲨鱼探测微弱电活动的受体，例如附近游泳的猎物肌肉产生的电活动。
这或许能解释鲨鱼如何探测到这些磁场，但这并不能解释其他动物是如何做到的。然而，其他许多动物也能做到。“基于磁场的导航在动物王国中非常普遍，”Keller说。在他和同事们于今年5月发表在《细胞》杂志上关于头鲨的一篇论文中，他们指出，他们的研究增加了一个日益增长的文献库，表明利用地磁场进行地图式导航的进化适应可能在各种栖息地的多种动物中都很普遍。
避开
对于我们这些导航能力较差的物种来说，了解其他动物如何导航非常重要。如果这些生物不能到达它们需要去的地方，它们可能就无法交配和繁殖。这可能会影响许多已经濒危的动物种群。总之，人类需要了解这些受威胁的物种是如何导航的，以便我们确保不打扰它们。
Keller说：“归根结底，我们需要考虑是否有任何东西会影响这些动物成功的导航。”例如，他指出，海上风力发电场和海底电缆会产生电脉冲。这些电缆经过屏蔽以防止杂散电信号，但电信号会产生磁场，而磁场是无法屏蔽的。它们可能太弱或太远，不足以干扰鲨鱼的导航，但科学家们仍然不确定。
Keller指出，他并不是在批评海上风力发电场或任何可能产生杂散电信号的技术的使用。但当我们考虑新技术时，我们需要进行适当的研究，以确保我们了解它们如何影响周围环境。为此，我们需要更多地了解动物——从Cleo拉布拉多犬到一群头鲨——是如何找到回家的路的。
