动物实验：野外预言家

　　俄联邦航天局和数十名俄罗斯学者参与了一项罕有的科学实验：这个国际研究团队将最新传感器安装在几百只候鸟身上，从它们身上获取信号并通过国际空间站传送至地球，最终发现这些候鸟不仅能帮助人类预知蝗虫入侵，还能预报地震和海啸。

　　“命运不会总是善待那些受保护的鸟类”，德国马克思·普朗克科学研究协会鸟类研究所所长马丁·维凯里斯基深知这点。例如：编号为2542的幼年白鹤曾经掉到了马格德堡附近的一个粪坑中，编号为2674的白鹤在毛里塔尼亚失踪，更有其它白鹤陷入摩洛哥沙暴中后失明。

　　编号为3082的白鹤也惨遭厄运。安装在其背部的传感器连续几个星期都向位于德国最南部拉多尔夫采尔市的鸟类研究所报告同一个地理坐标：苏丹库斯提城郊。鸟类学家维凯里斯基派当地同事前去寻找，结果却令人悲伤：只找到了白鹤的羽毛，应该是被猎人逮到吃掉了。而传感器被扣在当地警察局。直到现在苏丹侦查员仍怀疑白鹤是德国派来的“间谍”。维凯里斯基打电话向苏方解释说死去的白鹤是国际动物迁徙研究项目的参与者，这才得以拿回传感器。

　　动物迁徙研究项目

　　每一秒钟，地球上都有大量动物从世界上的一处迁徙到别处，运动是他们生命的根本。但正如维凯里斯基所说，动物迁徙最重要的秘密仍是未知数。国际动物迁徙研究项目发起者不仅要弄清各类动物迁徙的路线，还要弄明白动物的迁徙如何随着时间改变并因何迁徙。维凯里斯基说：“该项目如果成功，会引起一场科学革命。这些动物会成为我们的眼睛和耳朵，知道它们迁徙的具体细节，我们就能预知蝗灾、飓风、火山喷发甚至流感爆发。”

　　这种带有专门传感元件的传感器被安装在动物身上，已经可以监控它们的脉搏和体温。如果动物突然生病，生物学家虽远隔千里但会立刻知晓。很快，这些设备就能够反映动物大脑活跃性、血糖浓度、肌肉压力，从而帮助确定动物在迁徙时的压力程度和卡路里消耗量。维凯里斯基打算在鸟喙上安装小型高清晰度摄像头，拍下所有诸如白鹤吃东西的细节，他说：“我们的最终目标是全方位拍摄动物的生活。”

　　非洲北部正值炎炎夏日，在位于突尼斯市西北方向的奶场上，维凯里斯基正在观察躺在他脚下的幼年白鹤。几分钟前他爬上饲料塔，将幼鸟从鸟巢中抓出，放进口袋中再爬下来，在此期间它们被吓坏的父母不断在空中盘旋。

　　被吓呆的幼鸟任凭研究人员“摆布”：他们测量鸟喙和脚掌，从每只幼鸟身上拔出一根羽毛并通过基因分析确定其性别。所有数据记录完毕后，维凯里斯基和同事一起用超轻纤维绳小心地将传感器装在白鹤身上。传感器外形像一块重40克、装有太阳能电池和3根天线的巧克力，所以甚至连白鹤自己都发现不了被安装了传感器，并且这种传感器在幼鸟成熟后还可以继续使用。这些设备每隔5分钟发送一次白鹤的GPS定位信息及其移动速度，测定它们是在空中滑翔还是展翅飞行，是缓缓地越过沼泽还是迅速逃跑。

　　维凯里斯基说：“白鹤处于可接触范围时，微型转速记录器就可以将白鹤的位置以短信的形式报告给研究人员，其余信息只有当来自各国的助手找到传感器并把它们送还时才可以获取。”而招聘助手并非易事，所以维凯里斯基经常亲自去世界各地追踪自己的动物。

　　研究人员会将所有收集到的资料放入“移动数据库”，即最大的迁徙动物数字信息库。研究人员还会将重点放在白鹤身上。要给美国、俄罗斯、乌兹别克斯坦、希腊、西班牙及德国的成年白鹤及幼鸟安装传感器。维凯里斯基承认，白鹤闻名世界，但仍是一个谜一般的存在。

　　当然，为确定白鹤的迁徙路线，早在1990年就有研究者为几只成年白鹤安装了传感设备，并通过ARGOS气象卫星系统传递数据，当时的信息记录质量还有待提高，而且信息量少。

　　从事鸟类社会行为研究的安德烈亚·弗拉克说：“现在从一只白鹤身上获取的信息比从近20年的所有动物身上获取的信息还多。”

　　有了新设备，研究人员甚至可以知道鸟类飞行时需要消耗多少能量。他们还发现，有经验的候鸟每走过十分之一的路程才挥动一下翅膀，而高空飞行最远的正是白鹤，它们简直是经济节能的表率。

　　未解之谜

　　但目前仍有未解之谜，比如白鹤为什么要迁徙。为什么德国东部的白鹤每逢秋季要飞往西班牙，而这时它们在西班牙的同类却要飞往南非？为什么乌兹别克斯坦的白鹤不顾严寒仍留在家乡过冬？奇怪的是，那些留在家乡过冬的白鹤和迁徙的白鹤的死亡率基本相同。

　　世界上有200多亿只候鸟，是人类数量的3倍多。但大多数候鸟就像幽灵一样来无影去无踪，很多鸟类都在夜间飞行，这也是观察鸟类迁徙的难度之一。

　　人类对于其它动物的迁徙还知之甚少，如小苎麻赤蛱蝶为什么可以轻易地飞越阿尔卑斯山？棱皮海龟为什么要从欧洲诸河流游5千多公里到马尾藻海去产卵？城市中的燕子如何迁徙？夜莺要飞向何方？年轻的布谷鸟会选择何种路线？我们甚至不知道具体有多少迁移物种，学者们只能推测有数万种。

　　寻找这些问题的答案不仅是为了保护稀有物种，也是为了确保它们迁徙路线的安全。维凯里斯基确信这个重大项目可以提供宝贵的最新信息，他说：“如果我们知道动物体内发生了什么，它们吃什么，如何迁移，我们就能知道所有动物在进化进程中世代积累下的知识，比如哪些地方何时需要提防自然灾害。因此必须将动物的数据及周边环境参数进行整合，如空气温度、氧饱和度、大气压、风向、植被密度等。研究人员打算尽快将白鹤飞行的第一手资料同整个迁徙路程中的天气数据进行整合。

　　知道鸟类迁徙的特定精确条件，就可以使其行为模式化。如果研究人员能够确定动物迁徙和环境因素之间的因果关系，那么候鸟就会成为“活的无人驾驶机”，能够进行气象探测甚至预测自然灾害。

　　全俄将有几十名研究人员加入该项目，据俄罗斯科学院地理学研究院一级科学工作者格里戈里·杰尔提茨基所说，之前俄罗斯的动物学家要么同西方同事共同参与实验项目，要么参与非国有基金投资的项目，其他项目无论是购买设备还是维持工作都没有资金支持。如今则不同：俄罗斯研究人员在两年间得到了600个传感器，花销由德国合作伙伴的项目承担。

　　动物总动员

　　杰尔提茨基解释说：“全世界只有几家公司生产这种传感器，但能接受、加工传感器信号，并将其发往地球的公司只有法国垄断公司Argos。传感器价格不菲，约3500欧元，而信号加工和传达所产生的费用也大抵相当。而俄罗斯研究人员所用的传感器是免费的。”

　　俄罗斯有16个动物研究国际项目，这些项目覆盖了全俄罗斯，从萨哈林岛至加里宁格勒洲，动用了位于雅库茨克、伊尔库茨克、莫斯科、彼得堡和罗斯托夫的多家科研所。动物迁徙研究项目将不仅研究鸟类，还研究哺乳动物，如高鼻羚羊、熊、鹿、野猪、狼等。

　　该项目会在2016年下半年国际空间站俄罗斯站安装专用天线后开启。根据同德国航空航天中心的合同，将天线运送至国际空间站，安装及调试的工作将由俄罗斯“动力”航天公司完成，天线和传感器将在德国生产。

　　第一阶段信号只能覆盖温带地区。国际空间站围绕地球旋转不会超出南北纬51度的范围，所以动物身上的无线电信号仅限南北纬60度内可以接收到，在此之间也可以跟踪动物的行动。据杰尔提茨基所说，如果顺利取得初步结果，之后将有可能再发射2枚卫星，研究人员就可以给北极和南极的动物安装监视器。最终该项目将覆盖全球。

　　如今，戛纳马克思·普朗克研究院的生物学家们正在研究棕榈果蝠如何播撒植物的种子。来自剑桥的生物学家想确认果蝠是否为包括埃博拉在内的危险疾病的传播媒介。

　　野鸭也能预报流行病的到来，安装在其身上的传感器可以向“移动数据库”发送野鸭体温以及心率信息。如果野鸭感染了禽流感，传感器会立刻记录下病症，也就是说野鸭可以成为流行病预警系统的一部分。

　　放养于埃特纳火山上的山羊也参与了此类实验。研究人员通过GPS时刻观察山羊的一举一动。维凯里斯基说：“我们已经不止一次地发现，每当埃特纳火山活跃起来之前的几小时，山羊都会突然开始沿着山坡跑上跑下或者藏入草丛。因此，可以通过它们的行为预测火山喷发。”现在科学还解释不了，为什么山羊的“预测”比地震学家还要准。维凯里斯基分析说：“也许是当火山岩浆上升时，气体分子分离出来，对山羊起了一定作用”。欧洲研究人员早已将通过动物行为预测火山喷发的方法申请了专利。

　　不仅山羊担任起提醒人类自然灾害的任务。最近，印度尼西亚锡默卢岛上，研究人员正在测验水牛和家禽的“预言能力”，也许它们很快就能提醒当地居民海啸的到来。

　　这仅仅是开始，一年半后，该项目将上升到航天水平，那时国际空间站将安装天线来接受动物身上传感器发出的信息并发送至马克思·普朗克鸟类研究院。因为国际空间站的轨道比用于定位动物的ARGOS卫星轨道偏低，传感器需要消耗的能量极低，所以可以使用小型传感器：试验样机比大拇指小，总重5克。此外，还可以在传感器上安装更多的传感元件。也就是说，与ARGOS卫星相连的传感器不同，新型传感器将收集更多的各类信息，且不会相互干扰。

　　随着时代进步传感器重量将减少至1克，那时就可以安装在小型动物身上，如麻雀和田鼠。维凯里斯基坚信，总有一天，研究人员可以从太空观察昆虫。

　　被称为ICARUS的动物迁徙卫星跟踪系统和无线电通讯一样不会有漏洞。国际空间站上的天线一天从数万个传感器上接受数次信息并通过莫斯科近郊的飞行控制中心转发至德国，那时，将所有动物都连接起来的高超工艺将不再是梦。

　　ICARUS项目已投入2千万欧元，俄联邦航天局、德国航空航天社以及马克思·普朗克鸟类研究院参与研制的仪器已准备完毕。预计2016年获得初步信息。

　　不久前鸟类学家还需跋山涉水才能跟踪装有普通天线的鸟类。有一次，维凯里斯基和同事买了几辆报废车，在车顶上剪出一个圆洞，装上自制“定位器”，把天线转到信号最强的方向，在夜间疾驰跟踪那些鸣鸟。但开车是追不上鸟的，迟早会跟丢。维凯里斯基也曾坐上一架小型飞机跟踪鸟类，结果遇到浓雾差点坠机。当他在飞机上观察波兰东部的蝙蝠时，白俄罗斯边防军人的对空探照灯又使他目眩。

　　2000年，维凯里斯基和同事在巴拿马运河的一个小岛上工作时，想到建立一个观察动物的全球网络。生物学家们在那里安装了米波段无线电天线，用以观察栖居在那里的卷尾猴、条纹蚁鸟、蜜蜂和貂猫的迁徙。

　　当一只貂猫游上岸时，研究人员证实了自己的猜想：巴拿马运河中间的小岛并不是一个封闭的生态系统。想要了解未开发的自然界，就要全面思考。维凯里斯基恍然大悟，他说：“为什么不能像看一个岛那样看整个世界呢？”

　　2008年维凯里斯基成为马克思·普朗克鸟类研究院院长后，第一件事就是将研究鸟类的实验室仿造成未开发的自然界，但是仿造的自然并不令他满意，他还是想在真实的环境下研究鸟类。于是他关闭了几个实验站，这也使他树敌不少。但是这位初出茅庐的院长为了生物学上史无前例的项目仍保持镇静坚持了下来。

　　当维凯里斯基将自己的想法告知美国国家航空航天局时，某位领导还讽刺他说：“鸟类？太好了！我妻子喜欢喂池塘里的鸭子，也许她会对该课题感兴趣。”然而最终欧洲航天机构、俄联邦航天局和德国航空航天中心还是参与到了该项目中。

　　ICARUS项目在很多方面都将是一项革新之举。例如，所有拥有智能手机的人都能获取大部分实验中得到的数据，因此全世界都能参与到该项目中。有了移动设备，我们就能观察参与实验的动物，并同其他用户分享观察结果。有动物参与的社交网络，这是史无前例的！

　　6个星期前被维凯里斯基和安德烈亚·弗拉克安装上传感器的9只白鹤展翅飞向天空，它们渴望生命的自由，却又时刻提防着厄运的到来。据专家估测，每4只幼年白鹤中就有3只在第一年就夭折，没人知道为什么。

　　维凯里斯基坐在办公室里，看着电脑屏幕，观察着这9只白鹤。他非常高兴，因为它们都将向南飞往非洲大陆最中心的地方，研究人员也将第一次可以详细观察北非白鹤的迁徙。每天早晨维凯里斯基打开笔记本电脑，点击几次鼠标，屏幕上就会出现白鹤迁徙路线图，再点几次鼠标就可以跟踪白尾海雕、黑水鸡、黑颈天鹅、蓝角马和加拉帕戈斯巨型海龟的迁徙。每天的动物迁徙史诗中都有新的主角出现。

　　生物学家认为，ICARUS项目开启后，动物迁徙的信息量将大大增长。来自拉多尔夫采尔市马克思·普朗克鸟类研究院信息库的专家卡姆兰·萨非说：“我们的研究中‘信息爆炸’时代总有一天会来临。”

　　但ICARUS项目开启后也会出现一些新问题，比如，渔夫掌握了海鸟的飞行路线后，就可以跟随海鸟，并在他们进食的地方建立渔场。此外，如何保证该项目不会用这些新方法来跟踪人类？不过，鸟类学家担保，会制止那些打着研究的幌子滥用技术的行为，比如监督ICARUS传感器的分配情况，在信息传播之前对其进行加密，关闭某些国际空间站传达到地球的数据的获取渠道。

　　如果一切按计划进行，2015年末航天员就能在国际空间站上安装3根长约1米的ICARUS天线，而现在还需考虑如何解决其他紧迫问题。

　　2014年春，9只被安装上传感器的突尼斯白鹤飞往非洲南部还不到1年，“移动数据库”就发出令人悲伤的信号：两只白鹤已经死亡。其中一只死于利比亚沙漠，好像是被猎人射死的。第二只白鹤的尸体很快在位于突尼斯以南250公里处的西迪布济德被人发现，这只白鹤看来是落在电线杆上时被电流击中而死，它的尸体就躺在不远处。

　　其余7只白鹤飞往乍得湖岸，接下来向东飞往苏丹，在那里和来自欧洲的同类们相聚，在远离家乡的地方度过生命中第一个夏天，暂时不打算飞回。它们身上的传感器已经记满了信息，但没有一个研究人员会冒险走近白鹤从它们身上摘下传感器，因为当地正值内战。

　　那只编号为3082，从德国飞往非洲大陆过冬的不幸的白鹤身上究竟发生了什么？维凯里斯基给苏丹当局打完电话数月后，从白鹤身上取下的传感器被以外交行囊的方式送回德国。研究人员在拉多尔夫采尔市将传感器收集到的信息下载下来，终于知道真相：3082号白鹤2013年出生于马格德堡北部的一个小镇，迁往苏丹的途中飞过了斯洛伐克、罗马尼亚、土耳其、约旦，极有可能是被猎人的子弹射死，或者被弹弓射出的石子打死的。

　　[译自俄罗斯《GEO》]

　　加里纳·娜迦列吉娜、伊欧伦·阿乌吉克/文 小鱼/译