ハトはどこを飛んでも巣に戻ってくることができるのはなぜですか?

監査専門家：趙良宇

北京理工大学航空宇宙学部准教授

質問させてください。遠く離れた見知らぬ場所に旅行したとき、どうやって家に帰りますか？ほとんどの人が口に出す答えは、「ナビゲーション!」です。

実際、我が国では衛星技術が急速に発展し、地図ナビゲーションが何千もの家庭に普及し、南北の区別がつかず「迷路のような」道路に閉じ込められていた何百万人もの子供たちを助けています。

しかし、ナビゲーション技術が登場する前、人々はどうやって家に帰る道を見つけたのでしょうか?

古代人は当初、疲れることのない口と走り続ける足を頼りにゆっくりと道を探していたが、それには時間がかかった。その後、多くの参照ツールが登場しましたが、その中で最も重要なのは地図とコンパスでした。人々はナビゲーションに手描きの地図を使用していました。これらの地図は、ランドマーク、特定のルート、方向指示に基づいています。粗雑に作られていましたが、非常に役に立ちました。

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さらに、人は動物や植物の行動を観察することで方向を判断することもできます。たとえば、渡り鳥の移動方向、アリの歩行ルート、木の成長方向などは、いずれもナビゲーションに役立つ手がかりとなります。

では、動物たちは現代のナビゲーション補助装置なしでどうやって道を見つけるのでしょうか?なぜ人々はそれができないのでしょうか?

01 動物はどのように移動するのでしょうか?

早春と晩秋には、渡り鳥の壮大な光景が空に現れることがよくあります。雨の日でも、ミツバチは「8」のダンスを使って蜜源の方向と場所を示すことができます。鳩はどこを飛んでも自分の家に帰ることができる...動物は方向を識別するという点では人間より完全に優れており、それぞれが魔法の力を発揮して海を渡る八仙人のようなものだと言えます。

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「燃えるような目と金色の瞳」ビジュアルナビゲーションシステム

視覚は動物が方向を判断するために最もよく使う感覚の 1 つです。たとえば、渡り鳥は、目印、太陽の位置、星座などを利用して飛行方向を決定します。これは動物の星月航法システムと呼ばれ、天体航法としても知られています。

このタイプの航行の代表的な動物としては、渡り鳥、カメ、昆虫などが挙げられます。渡り鳥は夜空の星や星座の位置を参考にして方向を決めることが多い。孵化後、ウミガメは海面に映った月の光によってできた道を探し、その道に沿って這って海に到達します。ミツバチやアリなどの昆虫の中には、太陽や月の位置を観察し、その動きを利用して自分の方向を決定するものもあります。

では、蛾が炎に飛び込むというよく知られた現象についてはどうでしょうか?それは単に蛾が光を好むからでしょうか?この問題に関しては、これまで、光によるナビゲーションの誤解、化学信号の干渉、遺伝的プログラミングという 3 つの主な推測がありました。その後、科学者による長期にわたる実験と観察を経て、蛾の謎はついに解明されました。蛾が火の中に飛び込むのは、月明かりを頼りに自分の位置を確認するためであることが判明しました。

蛾などの昆虫は夜間に飛ぶとき、方向を判断するのに月明かりを頼りにします。蛾は光を見るとそれを月の光と勘違いします。一般的に言えば、蛾は月に対して一定の角度を保つことで特定の方向に飛ぶことができます。

しかし、光が比較的近いため、蛾は光の周りを回るしかありません。螺旋飛行中、蛾と炎の距離はどんどん近づき、ついには炎に飲み込まれてしまいます。したがって、蛾が炎に飛び込む場合、それは単に火源が蛾の方向判断を妨げているだけであり、蛾が直接炎に飛び込むわけではありません。

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さらに、動物の中には、地面の質感や風向き、自然の特徴を観察して方向を判断できるものもいます。

「全方向を聞く」聴覚ナビゲーションシステム

一部の動物、特に海に生息する動物は、音の送受信を利用して方向を判断することができます。たとえば、クジラは海水中の音波の速度と方向を利用して移動することができます。一部の昆虫や鳥は、地面の音や風向きを聞いて方向を判断することができます。

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「細部まで見える」嗅覚ナビゲーションシステムと磁場ナビゲーションシステム

一部の動物、特に哺乳類は、空気を嗅ぐことで特定の地域の方向を判断することができます。たとえば、犬は匂いの濃度と方向を追跡することで特定のターゲットを見つけることができます。

一部の動物は地磁気反射能力も備えており、地球の磁場の方向を感知し、それに応じて移動することができます。たとえば、渡り鳥は地球の磁場を利用して飛行方向を決定します。

02 スキルの源泉

動物はどのようにしてこれらの能力を獲得するのでしょうか?それは生まれつきのものですか、それとも訓練によって獲得されたものですか?

実際、自然界には両方が存在します。

それは自然なことだ

動物の中には方向を感知する能力を持って生まれるものもいます。これは、彼らの体内に、自らを移動させ、方向を定めることを可能にする生物学的コンパスが備わっているためです。たとえば、渡り鳥は方向を定め、カメや一部の昆虫も地磁気感知を利用して方向を決定します。これらの能力は動物に受け継がれ、動物は神経系の特定の感覚器官を通じて環境と相互作用します。

癖

他の動物は、後の学習と経験を通じて方向を区別する能力を発達させる必要があるかもしれません。彼らは、周囲の視覚、聴覚、嗅覚、その他の感覚の手がかりを観察し、そこから学ぶことで、自らの方向を把握します。動物たちは、長い間暮らしてきた環境に含まれる匂いや音、イメージなどを心に印象として残します。

動物は外界から得た情報と心の中の情報を比較し、2 つの情報がどんどん近づくにつれて元の道を見つけます。たとえば、若い渡り鳥は、正しい方向を学習して記憶するために、成鳥の渡りルートをたどる必要があります。昆虫は太陽の位置や風向きを観察することで、餌や巣の方向を見つけることもできます。

03 人間はどうやって方向を認識するのでしょうか?

人間は、ほとんどの動物のように方向を認識する能力を持って生まれてはいませんが、他の動物をはるかに上回る記憶力と分析力でこの分野での欠点を補っています。

人間は人生において多くの参照を記憶し、それを使って方向を決定することができます。太陽は東から昇り、西に沈みます。正午には、太陽は常に正確に南を指します。北極星は夜には北に位置します。家は一般的に南向きです。木の南側の葉は北側の葉よりも密集しています。

街中で方向がわからなくても、「北が上、南が下、西が左、東が右」ということは誰でも知っています。したがって、右手で太陽を向くと、地図上の投影全体が「北を向いて、南に戻り、西が左、東が右」になり、自然に方向がわかります。