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动物如何应对雾霾？信鸽会着急赶“回家” 最近，南京大学生命科学学院李忠秋副教授领衔的动物行为学研究团队，通过对信鸽的飞行数据追踪研究后发现，雾霾越严重，信鸽回巢时飞行的速度越快。这就好比是人们遇到冷雨天，急着赶路回家一样。 1.动物也受雾霾影响？ 英国《自然》杂志旗下的期刊《科学报告》在线发表了一篇《污染空气加速鸽子回巢(Pigeons home faster through polluted air)》的文章。文章第一作者兼通讯作者，南京大学生命科学学院李忠秋副教授告诉记者，在对415场信鸽比赛的数据进行研究后，他们发现，空气污染并未如预料减缓了信鸽的回巢速度，反而加速了它们的回巢。在控制了距离、天气和风力等相关因素的影响后，模型回归分析结果显示，在AQI(空气质量指数)等于500时，信鸽回巢的时速可以达到68km，比AQI等于0时的55km增加了22.7%。 难道空气污染会帮助信鸽飞得更快吗？“经过数据分析，虽然信鸽的回巢速度明显加快，但并不能直接认定是信鸽飞行速度加快了。”李忠秋解释说，“考虑我们并未实时追踪信鸽归巢轨迹，因此无法判断信鸽归巢速度加快是真的飞行加速，还是因为信鸽减少了中途停歇时间或增加了直线归巢。因此我们在发表文章时，使用了‘home faster’而非‘fly faster’。我们认为雾霾天信鸽归巢更快的原因，最有可能是它们的归巢动机增加了。” 空气污染导致的阴霾，直接导致能见度的降低，对信鸽而言不仅意味着健康风险的增加，也暗示着捕食风险的增加。而尽快逃离不适环境是所有生物应对风险的第一反应。简单说，暴露在有害或危险环境中，增加了信鸽归巢的动机。
李忠秋表示，选择信鸽作为研究模型有两个主要因素。一方面，信鸽的导航机制研究相对其他鸟类更为明确，目前认为，鸽子利用太阳和地磁导向，而更重要的定位阶段则主要依赖于嗅觉和视觉。另一方面，信鸽比赛拥有较好的群众基础，大量比赛数据便于建立模型，进行分析。 作为参考分析的415场信鸽比赛也经过严格筛选。李忠秋表示，这些数据均来自中国信鸽协会的直播平台，包括每场比赛的地域、距离、信鸽释放数量、信鸽归巢数量，以及每只信鸽出发和到达时间等。研究数据仅局限于秋季，因为每年超过一半的赛事在秋闲举行，且秋季的空气污染程度相对于春夏更为严重。此文，集中选择秋季也可以剔除气温及季节对信鸽归巢成绩的可能影响。 信鸽比赛选择的距离确定为200公里至500公里以内。按照鸽子60公里的正常时速分析，200公里以内多属于测试性比赛，500公里以上的远距离比赛，存在跨夜的可能性，因此，研究选取了多数信鸽能够当日返回的中距离正式比赛数据。所选取的比赛中参赛信鸽多至近万羽，少也有几百羽，平均达到一千五百余羽。 此外，研究集中于华北地区。这一方面是因为华北地区地势平坦开阔，没有地理阻隔，雾霾也最为严重。另一方面，赛鸽运动在华北地区也最为流行，每年仅河北司放的赛鸽就达上百万只。不过，李忠秋也表示，关于雾霾天信鸽回巢影响的研究仅仅还在初级阶段。除华北外，华东、四川盆地、东北、华南等地区的数据也已经收集，下一步将针对这些地区的数据进行系统的分析。 3.为什么研究雾霾中的动物？
“如果雾霾对鸟类迁徙有延缓作用，很多鸟将飞不到越冬地，再也回不了家。”李忠秋黯然地说道。中国的华东、华北地区是亚太澳大利亚候鸟迁徙的主要通道，如果因为雾霾耽搁了鸟类迁徙的速度，很可能造成大批候鸟的死亡，进而影响鸟类种群的生存。 由于野生鸟类的数据很少，李忠秋最终确定用信鸽数据作为参考，进行研究。经过大数据建模分析，预判的雾霾延缓信鸽飞行的结论并未出现，信鸽在空气污染的情况下，回巢速度反而更快。 然而，李忠秋也表示，目前的研究仅仅停留在数据分析阶段，尚缺乏跟踪实验。通过GPS跟踪继续研究信鸽在空气污染天气中的行为，是下一步要做的工作。更深入的跟踪研究，才可能揭示空气污染情况下，信鸽的飞行速度是否存在改变，雾霾中的物理或化学成分对信鸽的飞行与健康的具体影响等。 相比雾霾对人类影响的研究，雾霾对动物影响的研究还只是一个开端。雾霾污染，已经是全球性的环境问题。大量文献记录着在中国、印度、墨西哥等快速发展的国家中，人类污染造成的有害影响，心脏疾病、肺癌、以及高血压等疾病发生率出现增加。基于这些风险，空气污染严重的时候，人们需要减少或避免户外活动。然而，空气污染对于人类以外的动物们产生了怎样的影响，我们至今还知之甚少。在李忠秋看来，自己的工作就是“抛砖引玉”，从而吸引更多的人来关心动物们在雾霾天的行为变化以及健康问题。 国外研究资料链接 最近，研究组的一篇小文（Pigeons home faster through polluted air，http://www./articles/srep18989）正式被Scientific Reports接受发表，也有媒体电话采访，包括之前也和朋友同行多次聊起这个话题，这里就研究内容所涉及的几个问题，写下来和大家交流交流。 先谈谈写这篇文章的初衷。人们都知道，雾霾有害身体健康，所以也知道雾霾天减少户外活动。雾霾对人体生理和健康影响的研究有很多了，比如轻者导致肺功能下降，呼吸困难，重者导致心脏病、癌症等等（比如：Neuberger, M., et al.Acute effects of particulate matter on respiratory diseases, symptoms andfunctions: epidemiological results of the Austrian Project on Health Effects ofParticulate Matter (AUPHEP). AtmosEnviron38, 3971-3981 (2004); Dockery, D.W. & Pope, C.A. Acute respiratory effects ofparticulate air-pollution. Annu Rev PublHealth15, 107-132 (1994)）。那么其他动物呢，除了试验动物如小白鼠外，对鸽子的一些研究也表明雾霾一样会导致呼吸系统疾病。但行为上，动物是否也会如同人类一样，减少户外活动呢？这是从个体水平上来讲，从种群水平上而言，雾霾的到来是否会导致鸟类导航能力的降低？是否会导致鸟类的迁徙延迟？我们都不清楚。尽管国内从上到下都在关注雾霾，关注我们自身的健康，但似乎还没有人关注过动物，动物如何应对雾霾？他们有地方躲么？ 抱着这个目的，就寻找合适的研究对象，信鸽，无疑是最佳的模型。这有几个原因：其一，信鸽的导航机制比较明确，基本上可以认为是两步走，以太阳和地磁为主的定向和以嗅觉和视觉为主的定位。嗅觉在信鸽导航机制中，起到至关重要的作用，这一点会打破我们很多的传统认知。尽管在开始阅读文献时，我也和大家一样觉得新奇难以置信，但大量的试验证实，嗅觉导航在鸟类尤其是信鸽归巢过程中发挥了最主要的功能（感兴趣的朋友们，可以去翻一翻Wallraff 2005年的专著,里面列举了大量实证。Wallraff, H.G. Aviannavigation: pigeon homing as a paradigm, (Springer, Berlin, Germany, 2005)）。所以，对于那些连信鸽导航机制都不了解的鸽友们，先别质疑，掌握了基本的知识再来交流探讨。第二，中国的赛鸽运动相当发达，这就使飞行数据的收集甚至跟踪成为可能。在污染最严重的华北地区，每年司放的信鸽多达几百万。同样的，在华东地区、华南地区、东北地区、华中地区、西南地区，乃至青藏高原以及新疆地区，都有大量的鸽友从事着赛鸽运动。所以，当初有这个点子的时候，真的是兴奋了几天。 研究的假说，在刚刚开始时，我们确实和大家想的一样，污染如此之重，呼吸如此不畅，视野如此不清，怎么可能还飞的更快？但结果确确实实的也出乎意料，甚至于连我自己最初都不知道如何解释。文章的两位合作者，尽管都不是这个领域的专家，但却提供了非专业人士的专业看法。尽管不愿承认，但雾霾的主要化学成分，确实有可能被信鸽利用，从而增加导航能力，提高飞行速度。当然，这需要试验验证。第二点，也是我们认为的主要因素，是雾霾的出现，增加了信鸽的归巢动机。动物的意识是非常难研究的科学问题，看不到，摸不着。据我所知，仅仅在09年Animal Behavior上有一篇论文涉及到了信鸽归巢的动机，也就是说，信鸽在笼中关的越久，归巢动机越强，中途停歇越少，速度越快。雾霾很可能会让信鸽增加不安全感，增加了捕食风险。同样的，也会增加信鸽的健康风险。有人可能质疑，既然对身体有那么重的潜在危害，为何不停下来等雾霾过了再说？关键的问题在于，和绝大多数鸟类仅仅繁殖期才筑巢不同，鸽子的巢和人类的家是类似的，几乎可以算是永远的家。Home is sweet, for both humans and pigeons. 最后，简单谈谈发表过程。试过了Nature和Science，虽然他们很感兴趣，但确实也如他们所言，我们没有实证试验。如果能再耐下心来，做些跟踪试验，或许就不是现在的结果。文章最后发在了SR这个备受争议的期刊上，其实是有些不情愿，但发表了总是好的，至少也让大家了解了一点动物应对雾霾的行为机制。也希望这点抛砖引玉的工作，能够引起相关部门的注意，开展些雾霾对生物多样性的影响评价。我们生活的环境，不止是人类的，也是其他动物所共享的。在关注人类健康的同时，希望也有一些目光留给这些可怜的动物们。 |
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