科学家们对飞禽航行定向的现象进行了很多方面的探索,做了大量的观察和研究,下面就是几种影响较大、研究较深的理论:
利用地球磁场辨认方向:不少科学家认为,一部分飞禽是靠地球磁场来定向导航的。信鸽导航就是一个典型的例子。地球上的每一个点都有自己的地磁场,生物在长期的演化过程中,已经适应了这一物理环境因素,信鸽就啊凭借着能感受地球磁场的强度变化这种特殊本领准确无误地飞回家的。
根据太阳和星辰来导航:20世纪初,有人提出了一个假说,认为鸟类是依靠太阳来指引方向的,德国鸟类学家克拉默博士设计了一个方案,用以验证这一学说。他注意到,当迁徙季节来临时,笼中的鸟会惶惶不可终日地乱跳。此时,他把几只关在笼子里的鸟放进一个圆形的亭子里,亭子里开个天窗,记录下每只鸟的位置。他发现,它们经常头朝着本应迁徙的方向。当窗户关上后,鸟儿就失去了方向,四处乱飞乱跳。后来,他装了一盏“灯光假太阳”,让人工太阳在错误的时候和方向升落。结果,亭中的鸟又朝向人工太阳的错误方向飞去。
鸟类同样也可以借助星辰来判断方向:现在一种比较流行的理论认为,鸟类的迁徙习性和辨别路途的能力是与生具有的,这只能用遗传来解释。科学家们用鹳鸟做过实验。生活在德国的鹳鸟有两个品种,一种生活在西部,另一种生活在东部,它们在一定季节都要迁徙到埃及去。但是两个品种的鹳鸟迁移的路线并不相同。生活在西部的鹳鸟飞越法国和西班牙上空,然后越过直布罗陀海峡,沿着北非海岸,飞抵埃及。而东部的鹳鸟则绕过地中海的末端直抵埃及。科学家把东部鹳鸟的卵,移置到西部鹳鸟的窝内,待孵出小鸟后,加上标记易于辨认。令人惊奇的是,东部的小鸟长大迁飞时,并没有跟随饲养它们的养母一起飞行,而是按照自己祖先固有的路线飞行。
在对于飞鸟定向飞行秘密的研究中,人们还发现,除了对地球磁场的反应、利用太阳和星辰以及自身的遗传因素之外,飞禽的红外线敏感性、它们的嗅觉和回声定位系统也可能在定向中起到一定的作用。