马克斯普朗克动物行为研究所 (MPI-AB) 的研究表明，每年有数百万只鸟迁徙以躲避冬季，但待在温暖的气候中并不能节省它们的体力。科学家们利用植入野生黑鸟体内的微型记录器，从秋季到次年春季，每 30 分钟记录一次鸟类的心率和体温的详细测量结果——这是首次在整个冬季期间以这种规模连续量化自由飞行鸟类的生理状况。

这些数据为了解移民和定居策略的真正能源成本提供了前所未有的见解，并揭示了移民在迁移前节省能源的一种以前未知的机制。研究结果于 9 月 18 日发表在《自然生态与进化》杂志上。

“我们从未料到，鸟类逃离寒冷的冬天并没有获得整体能量优势，”这项研究的第一作者、MPI-AB 研究员 Nils Linek 说道。“长期以来，教科书都假设动物迁徙到温暖的地方会消耗更少的能量，但我们的研究结果表明，这些节省并不合理。相反，迁徙的能量学远比理论预测的要复杂和有趣得多。”

动物迁徙是动物适应季节变化的一个典型例子。然而，最终的问题——为什么?——仍然是一个科学难题，因为长期研究自由生活动物的生理学存在障碍。

在新论文中，来自 MPI-AB 和耶鲁大学的研究人员通过部署传感器测量黑鸟在整个年度迁徙过程中的能量消耗，然后将生理数据与模型配对，计算出预测的体温调节能量成本，从而解开了这一难题的一个重要部分。

来自传感器的数据显示，迁徙的黑鸟在出发前三周通过降低新陈代谢来保存大量能量，为迁徙做准备，这可能使迁徙飞行的能量消耗相形见绌。

莱内克说：“它们实际上是在调低体内的温度，为接下来的旅程节省能量。”然而，当候鸟到达较温暖的越冬地区时，它们似乎并没有减少每日总能量消耗。

“这出乎我们的意料，”耶鲁大学生物多样性和全球变化研究中心的联合第一作者斯科特·扬科 (Scott Yanco) 说道。“我们在研究中建立的能源模型预测，由于在气候较为温和的地区保暖成本大幅降低，移民肯定会带来能源过剩。”

那么，理论上的候鸟能量盈余到哪里去了呢?莱尼克说：“目前我们只能推测，但我们认为候鸟在气候较为温和的越冬地可能还面临着其他生理适应或隐性成本。这些因素可能包括在新环境中保持警惕的必要性、免疫功能或抵消它们本应体验到的热能优势的未知压力因素。”

研究小组在德国南部对黑鸟进行了研究。与欧洲许多黑鸟种群一样，德国黑鸟种群具有“部分迁徙性”，这意味着一些黑鸟会向南迁徙到气候较为温和的地区(如西班牙和法国)过冬，而其他黑鸟则会全年留在气候较冷的繁殖地。

研究人员通过手术将微型心率和体温记录器植入 120 只野生鸟类体内;记录器从 9 月到次年 5 月每 30 分钟记录一次数据，然后移除记录器。该团队还使用无线电发射器跟踪鸟类，当迁徙的个体于 9 月离开德国并于次年 3 月和 4 月返回时，无线电发射器发出信号。研究人员分析了记录器的数据，总计约 100 万个数据点，以比较迁徙和定居的黑鸟的体温和心率之间的差异。

“利用生理数据，我们能够非常详细地了解鸟类如何进行和经历迁徙，从迁徙飞行本身，到它们之后如何恢复，再到它们在冬天做了什么，”这项研究的合著者、MPI-AB 博士生 Tamara Volkmer 说。“通过记录迁徙者的长期、详细能量测量，我们可以瞥见它们令人印象深刻的往返旅程的隐性成本。”

这项研究的结果表明，在气候变暖的情况下，能量的节省并不能抵消迁徙的风险和挑战，这引发了有关迁徙背后的进化驱动力的新问题。“这可能对我们理解不同鸟类的迁徙及其潜在机制产生影响，”Linek 说。

作者表示，这项研究还有助于预测物种如何应对未来的气候情景。资深作者 Jesko Partecke 是 MPI-AB 的团队负责人，他研究黑鸟迁徙已有 20 年，他说：“了解迁徙的生理基础意味着我们可以更好地预测哪些物种可能适应，哪些物种可能改变其迁徙模式，哪些物种可能在全球持续变暖的情况下面临更大的风险。”

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