俄聯(lián)邦航天局和數(shù)十名俄羅斯學(xué)者參與了一項罕有的科學(xué)實驗：這個國際研究團(tuán)隊將最新傳感器安裝在幾百只候鳥身上，從它們身上獲取信號并通過國際空間站傳送至地球，最終發(fā)現(xiàn)這些候鳥不僅能幫助人類預(yù)知蝗蟲入侵，還能預(yù)報地震和海嘯。

“命運(yùn)不會總是善待那些受保護(hù)的鳥類”，德國馬克思·普朗克科學(xué)研究協(xié)會鳥類研究所所長馬丁·維凱里斯基深知這點。例如：編號為2542的幼年白鶴曾經(jīng)掉到了馬格德堡附近的一個糞坑中，編號為2674的白鶴在毛里塔尼亞失蹤，更有其它白鶴陷入摩洛哥沙暴中后失明。

編號為3082的白鶴也慘遭厄運(yùn)。安裝在其背部的傳感器連續(xù)幾個星期都向位于德國最南部拉多爾夫采爾市的鳥類研究所報告同一個地理坐標(biāo)：蘇丹庫斯提城郊。鳥類學(xué)家維凱里斯基派當(dāng)?shù)赝虑叭ふ?，結(jié)果卻令人悲傷：只找到了白鶴的羽毛，應(yīng)該是被獵人逮到吃掉了。而傳感器被扣在當(dāng)?shù)鼐炀帧Ｖ钡浆F(xiàn)在蘇丹偵查員仍懷疑白鶴是德國派來的“間諜”。維凱里斯基打電話向蘇方解釋說死去的白鶴是國際動物遷徙研究項目的參與者，這才得以拿回傳感器。

動物遷徙研究項目

每一秒鐘，地球上都有大量動物從世界上的一處遷徙到別處，運(yùn)動是他們生命的根本。但正如維凱里斯基所說，動物遷徙最重要的秘密仍是未知數(shù)。國際動物遷徙研究項目發(fā)起者不僅要弄清各類動物遷徙的路線，還要弄明白動物的遷徙如何隨著時間改變并因何遷徙。維凱里斯基說：“該項目如果成功，會引起一場科學(xué)革命。這些動物會成為我們的眼睛和耳朵，知道它們遷徙的具體細(xì)節(jié)，我們就能預(yù)知蝗災(zāi)、颶風(fēng)、火山噴發(fā)甚至流感爆發(fā)。”

這種帶有專門傳感元件的傳感器被安裝在動物身上，已經(jīng)可以監(jiān)控它們的脈搏和體溫。如果動物突然生病，生物學(xué)家雖遠(yuǎn)隔千里但會立刻知曉。很快，這些設(shè)備就能夠反映動物大腦活躍性、血糖濃度、肌肉壓力，從而幫助確定動物在遷徙時的壓力程度和卡路里消耗量。維凱里斯基打算在鳥喙上安裝小型高清晰度攝像頭，拍下所有諸如白鶴吃東西的細(xì)節(jié)，他說：“我們的最終目標(biāo)是全方位拍攝動物的生活。”

非洲北部正值炎炎夏日，在位于突尼斯市西北方向的奶場上，維凱里斯基正在觀察躺在他腳下的幼年白鶴。幾分鐘前他爬上飼料塔，將幼鳥從鳥巢中抓出，放進(jìn)口袋中再爬下來，在此期間它們被嚇壞的父母不斷在空中盤旋。

被嚇呆的幼鳥任憑研究人員“擺布”：他們測量鳥喙和腳掌，從每只幼鳥身上拔出一根羽毛并通過基因分析確定其性別。所有數(shù)據(jù)記錄完畢后，維凱里斯基和同事一起用超輕纖維繩小心地將傳感器裝在白鶴身上。傳感器外形像一塊重40克、裝有太陽能電池和3根天線的巧克力，所以甚至連白鶴自己都發(fā)現(xiàn)不了被安裝了傳感器，并且這種傳感器在幼鳥成熟后還可以繼續(xù)使用。這些設(shè)備每隔5分鐘發(fā)送一次白鶴的GPS定位信息及其移動速度，測定它們是在空中滑翔還是展翅飛行，是緩緩地越過沼澤還是迅速逃跑。

維凱里斯基說：“白鶴處于可接觸范圍時，微型轉(zhuǎn)速記錄器就可以將白鶴的位置以短信的形式報告給研究人員，其余信息只有當(dāng)來自各國的助手找到傳感器并把它們送還時才可以獲取?！倍衅钢植⒎且资拢跃S凱里斯基經(jīng)常親自去世界各地追蹤自己的動物。

研究人員會將所有收集到的資料放入“移動數(shù)據(jù)庫”，即最大的遷徙動物數(shù)字信息庫。研究人員還會將重點放在白鶴身上。要給美國、俄羅斯、烏茲別克斯坦、希臘、西班牙及德國的成年白鶴及幼鳥安裝傳感器。維凱里斯基承認(rèn)，白鶴聞名世界，但仍是一個謎一般的存在。

當(dāng)然，為確定白鶴的遷徙路線，早在1990年就有研究者為幾只成年白鶴安裝了傳感設(shè)備，并通過ARGOS氣象衛(wèi)星系統(tǒng)傳遞數(shù)據(jù)，當(dāng)時的信息記錄質(zhì)量還有待提高，而且信息量少。

從事鳥類社會行為研究的安德烈亞·弗拉克說：“現(xiàn)在從一只白鶴身上獲取的信息比從近20年的所有動物身上獲取的信息還多。”

有了新設(shè)備，研究人員甚至可以知道鳥類飛行時需要消耗多少能量。他們還發(fā)現(xiàn)，有經(jīng)驗的候鳥每走過十分之一的路程才揮動一下翅膀，而高空飛行最遠(yuǎn)的正是白鶴，它們簡直是經(jīng)濟(jì)節(jié)能的表率。

未解之謎

但目前仍有未解之謎，比如白鶴為什么要遷徙。為什么德國東部的白鶴每逢秋季要飛往西班牙，而這時它們在西班牙的同類卻要飛往南非？為什么烏茲別克斯坦的白鶴不顧嚴(yán)寒仍留在家鄉(xiāng)過冬？奇怪的是，那些留在家鄉(xiāng)過冬的白鶴和遷徙的白鶴的死亡率基本相同。

世界上有200多億只候鳥，是人類數(shù)量的3倍多。但大多數(shù)候鳥就像幽靈一樣來無影去無蹤，很多鳥類都在夜間飛行，這也是觀察鳥類遷徙的難度之一。

人類對于其它動物的遷徙還知之甚少，如小苧麻赤蛺蝶為什么可以輕易地飛越阿爾卑斯山？棱皮海龜為什么要從歐洲諸河流游5千多公里到馬尾藻海去產(chǎn)卵？城市中的燕子如何遷徙？夜鶯要飛向何方？年輕的布谷鳥會選擇何種路線？我們甚至不知道具體有多少遷移物種，學(xué)者們只能推測有數(shù)萬種。

尋找這些問題的答案不僅是為了保護(hù)稀有物種，也是為了確保它們遷徙路線的安全。維凱里斯基確信這個重大項目可以提供寶貴的最新信息，他說：“如果我們知道動物體內(nèi)發(fā)生了什么，它們吃什么，如何遷移，我們就能知道所有動物在進(jìn)化進(jìn)程中世代積累下的知識，比如哪些地方何時需要提防自然災(zāi)害。因此必須將動物的數(shù)據(jù)及周邊環(huán)境參數(shù)進(jìn)行整合，如空氣溫度、氧飽和度、大氣壓、風(fēng)向、植被密度等。研究人員打算盡快將白鶴飛行的第一手資料同整個遷徙路程中的天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。

知道鳥類遷徙的特定精確條件，就可以使其行為模式化。如果研究人員能夠確定動物遷徙和環(huán)境因素之間的因果關(guān)系，那么候鳥就會成為“活的無人駕駛機(jī)”，能夠進(jìn)行氣象探測甚至預(yù)測自然災(zāi)害。

全俄將有幾十名研究人員加入該項目，據(jù)俄羅斯科學(xué)院地理學(xué)研究院一級科學(xué)工作者格里戈里·杰爾提茨基所說，之前俄羅斯的動物學(xué)家要么同西方同事共同參與實驗項目，要么參與非國有基金投資的項目，其他項目無論是購買設(shè)備還是維持工作都沒有資金支持。如今則不同：俄羅斯研究人員在兩年間得到了600個傳感器，花銷由德國合作伙伴的項目承擔(dān)。

動物總動員

杰爾提茨基解釋說：“全世界只有幾家公司生產(chǎn)這種傳感器，但能接受、加工傳感器信號，并將其發(fā)往地球的公司只有法國壟斷公司Argos。傳感器價格不菲，約3500歐元，而信號加工和傳達(dá)所產(chǎn)生的費(fèi)用也大抵相當(dāng)。而俄羅斯研究人員所用的傳感器是免費(fèi)的?！?/p>

俄羅斯有16個動物研究國際項目，這些項目覆蓋了全俄羅斯，從薩哈林島至加里寧格勒洲，動用了位于雅庫茨克、伊爾庫茨克、莫斯科、彼得堡和羅斯托夫的多家科研所。動物遷徙研究項目將不僅研究鳥類，還研究哺乳動物，如高鼻羚羊、熊、鹿、野豬、狼等。

該項目會在2016年下半年國際空間站俄羅斯站安裝專用天線后開啟。根據(jù)同德國航空航天中心的合同，將天線運(yùn)送至國際空間站，安裝及調(diào)試的工作將由俄羅斯“動力”航天公司完成，天線和傳感器將在德國生產(chǎn)。

第一階段信號只能覆蓋溫帶地區(qū)。國際空間站圍繞地球旋轉(zhuǎn)不會超出南北緯51度的范圍，所以動物身上的無線電信號僅限南北緯60度內(nèi)可以接收到，在此之間也可以跟蹤動物的行動。據(jù)杰爾提茨基所說，如果順利取得初步結(jié)果，之后將有可能再發(fā)射2枚衛(wèi)星，研究人員就可以給北極和南極的動物安裝監(jiān)視器。最終該項目將覆蓋全球。

如今，戛納馬克思·普朗克研究院的生物學(xué)家們正在研究棕櫚果蝠如何播撒植物的種子。來自劍橋的生物學(xué)家想確認(rèn)果蝠是否為包括埃博拉在內(nèi)的危險疾病的傳播媒介。

野鴨也能預(yù)報流行病的到來，安裝在其身上的傳感器可以向“移動數(shù)據(jù)庫”發(fā)送野鴨體溫以及心率信息。如果野鴨感染了禽流感，傳感器會立刻記錄下病癥，也就是說野鴨可以成為流行病預(yù)警系統(tǒng)的一部分。

放養(yǎng)于埃特納火山上的山羊也參與了此類實驗。研究人員通過GPS時刻觀察山羊的一舉一動。維凱里斯基說：“我們已經(jīng)不止一次地發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)埃特納火山活躍起來之前的幾小時，山羊都會突然開始沿著山坡跑上跑下或者藏入草叢。因此，可以通過它們的行為預(yù)測火山噴發(fā)?！爆F(xiàn)在科學(xué)還解釋不了，為什么山羊的“預(yù)測”比地震學(xué)家還要準(zhǔn)。維凱里斯基分析說：“也許是當(dāng)火山巖漿上升時，氣體分子分離出來，對山羊起了一定作用”。歐洲研究人員早已將通過動物行為預(yù)測火山噴發(fā)的方法申請了專利。

不僅山羊擔(dān)任起提醒人類自然災(zāi)害的任務(wù)。最近，印度尼西亞錫默盧島上，研究人員正在測驗水牛和家禽的“預(yù)言能力”，也許它們很快就能提醒當(dāng)?shù)鼐用窈[的到來。

這僅僅是開始，一年半后，該項目將上升到航天水平，那時國際空間站將安裝天線來接受動物身上傳感器發(fā)出的信息并發(fā)送至馬克思·普朗克鳥類研究院。因為國際空間站的軌道比用于定位動物的ARGOS衛(wèi)星軌道偏低，傳感器需要消耗的能量極低，所以可以使用小型傳感器：試驗樣機(jī)比大拇指小，總重5克。此外，還可以在傳感器上安裝更多的傳感元件。也就是說，與ARGOS衛(wèi)星相連的傳感器不同，新型傳感器將收集更多的各類信息，且不會相互干擾。

隨著時代進(jìn)步傳感器重量將減少至1克，那時就可以安裝在小型動物身上，如麻雀和田鼠。維凱里斯基堅信，總有一天，研究人員可以從太空觀察昆蟲。

被稱為ICARUS的動物遷徙衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)和無線電通訊一樣不會有漏洞。國際空間站上的天線一天從數(shù)萬個傳感器上接受數(shù)次信息并通過莫斯科近郊的飛行控制中心轉(zhuǎn)發(fā)至德國，那時，將所有動物都連接起來的高超工藝將不再是夢。

ICARUS項目已投入2千萬歐元，俄聯(lián)邦航天局、德國航空航天社以及馬克思·普朗克鳥類研究院參與研制的儀器已準(zhǔn)備完畢。預(yù)計2016年獲得初步信息。

不久前鳥類學(xué)家還需跋山涉水才能跟蹤裝有普通天線的鳥類。有一次，維凱里斯基和同事買了幾輛報廢車，在車頂上剪出一個圓洞，裝上自制“定位器”，把天線轉(zhuǎn)到信號最強(qiáng)的方向，在夜間疾馳跟蹤那些鳴鳥。但開車是追不上鳥的，遲早會跟丟。維凱里斯基也曾坐上一架小型飛機(jī)跟蹤鳥類，結(jié)果遇到濃霧差點墜機(jī)。當(dāng)他在飛機(jī)上觀察波蘭東部的蝙蝠時，白俄羅斯邊防軍人的對空探照燈又使他目眩。

2000年，維凱里斯基和同事在巴拿馬運(yùn)河的一個小島上工作時，想到建立一個觀察動物的全球網(wǎng)絡(luò)。生物學(xué)家們在那里安裝了米波段無線電天線，用以觀察棲居在那里的卷尾猴、條紋蟻鳥、蜜蜂和貂貓的遷徙。

當(dāng)一只貂貓游上岸時，研究人員證實了自己的猜想：巴拿馬運(yùn)河中間的小島并不是一個封閉的生態(tài)系統(tǒng)。想要了解未開發(fā)的自然界，就要全面思考。維凱里斯基恍然大悟，他說：“為什么不能像看一個島那樣看整個世界呢？”

2008年維凱里斯基成為馬克思·普朗克鳥類研究院院長后，第一件事就是將研究鳥類的實驗室仿造成未開發(fā)的自然界，但是仿造的自然并不令他滿意，他還是想在真實的環(huán)境下研究鳥類。于是他關(guān)閉了幾個實驗站，這也使他樹敵不少。但是這位初出茅廬的院長為了生物學(xué)上史無前例的項目仍保持鎮(zhèn)靜堅持了下來。

當(dāng)維凱里斯基將自己的想法告知美國國家航空航天局時，某位領(lǐng)導(dǎo)還諷刺他說：“鳥類？太好了！我妻子喜歡喂池塘里的鴨子，也許她會對該課題感興趣?！比欢罱K歐洲航天機(jī)構(gòu)、俄聯(lián)邦航天局和德國航空航天中心還是參與到了該項目中。

ICARUS項目在很多方面都將是一項革新之舉。例如，所有擁有智能手機(jī)的人都能獲取大部分實驗中得到的數(shù)據(jù)，因此全世界都能參與到該項目中。有了移動設(shè)備，我們就能觀察參與實驗的動物，并同其他用戶分享觀察結(jié)果。有動物參與的社交網(wǎng)絡(luò)，這是史無前例的！

6個星期前被維凱里斯基和安德烈亞·弗拉克安裝上傳感器的9只白鶴展翅飛向天空，它們渴望生命的自由，卻又時刻提防著厄運(yùn)的到來。據(jù)專家估測，每4只幼年白鶴中就有3只在第一年就夭折，沒人知道為什么。

維凱里斯基坐在辦公室里，看著電腦屏幕，觀察著這9只白鶴。他非常高興，因為它們都將向南飛往非洲大陸最中心的地方，研究人員也將第一次可以詳細(xì)觀察北非白鶴的遷徙。每天早晨維凱里斯基打開筆記本電腦，點擊幾次鼠標(biāo)，屏幕上就會出現(xiàn)白鶴遷徙路線圖，再點幾次鼠標(biāo)就可以跟蹤白尾海雕、黑水雞、黑頸天鵝、藍(lán)角馬和加拉帕戈斯巨型海龜?shù)倪w徙。每天的動物遷徙史詩中都有新的主角出現(xiàn)。

生物學(xué)家認(rèn)為，ICARUS項目開啟后，動物遷徙的信息量將大大增長。來自拉多爾夫采爾市馬克思·普朗克鳥類研究院信息庫的專家卡姆蘭·薩非說：“我們的研究中‘信息爆炸’時代總有一天會來臨?！?/p>

但I(xiàn)CARUS項目開啟后也會出現(xiàn)一些新問題，比如，漁夫掌握了海鳥的飛行路線后，就可以跟隨海鳥，并在他們進(jìn)食的地方建立漁場。此外，如何保證該項目不會用這些新方法來跟蹤人類？不過，鳥類學(xué)家擔(dān)保，會制止那些打著研究的幌子濫用技術(shù)的行為，比如監(jiān)督ICARUS傳感器的分配情況，在信息傳播之前對其進(jìn)行加密，關(guān)閉某些國際空間站傳達(dá)到地球的數(shù)據(jù)的獲取渠道。

如果一切按計劃進(jìn)行，2015年末航天員就能在國際空間站上安裝3根長約1米的ICARUS天線，而現(xiàn)在還需考慮如何解決其他緊迫問題。

2014年春，9只被安裝上傳感器的突尼斯白鶴飛往非洲南部還不到1年，“移動數(shù)據(jù)庫”就發(fā)出令人悲傷的信號：兩只白鶴已經(jīng)死亡。其中一只死于利比亞沙漠，好像是被獵人射死的。第二只白鶴的尸體很快在位于突尼斯以南250公里處的西迪布濟(jì)德被人發(fā)現(xiàn)，這只白鶴看來是落在電線桿上時被電流擊中而死，它的尸體就躺在不遠(yuǎn)處。

其余7只白鶴飛往乍得湖岸，接下來向東飛往蘇丹，在那里和來自歐洲的同類們相聚，在遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)的地方度過生命中第一個夏天，暫時不打算飛回。它們身上的傳感器已經(jīng)記滿了信息，但沒有一個研究人員會冒險走近白鶴從它們身上摘下傳感器，因為當(dāng)?shù)卣祪?nèi)戰(zhàn)。

那只編號為3082，從德國飛往非洲大陸過冬的不幸的白鶴身上究竟發(fā)生了什么？維凱里斯基給蘇丹當(dāng)局打完電話數(shù)月后，從白鶴身上取下的傳感器被以外交行囊的方式送回德國。研究人員在拉多爾夫采爾市將傳感器收集到的信息下載下來，終于知道真相：3082號白鶴2013年出生于馬格德堡北部的一個小鎮(zhèn)，遷往蘇丹的途中飛過了斯洛伐克、羅馬尼亞、土耳其、約旦，極有可能是被獵人的子彈射死，或者被彈弓射出的石子打死的。

[譯自俄羅斯《GEO》]