证据表明，鸟类的导航能力可能包括一种机制，帮助它们从从未到过的世界某些地区找到回家的路。
一项针对欧亚苇莺的新研究表明，鸟类可能拥有一套“全球GPS系统”。
一项名为“虚拟位移”的实验表明，欧亚苇莺能够根据周围的磁场确定自身位置。
要充分解释鸟类如何利用这些“磁性线索”导航，以及不同物种用来确定位置的技术，仍需更多研究。
每年，数十亿只鸣禽往返于欧洲与非洲之间，迁徙数千英里，然后年复一年地重复同样的旅程，回到它们在第一次长途迁徙时选定的同一地点筑巢。
这些微小的鸟类表现出的非凡导航精确度令人瞩目——它们独自飞越暴风雨的海面、穿越广阔的沙漠，并经历极端的天气和温度变化——长期以来一直是行为生物学中持久存在的谜题之一。
我们知道，被风吹得严重偏离迁徙路线的鸟类，如果此前已经完成过一次迁徙，就能够重新调整航向。这表明，鸟类的导航能力——其中一部分依赖于对罗盘方向的感知——包括一种机制，帮助它们从从未到过的世界某些地区找到回家的路。
如今，我们的新研究发现，欧亚苇莺的这一非凡能力依赖于一种类似于人类坐标系统的“磁性地图”。令人惊讶的是，我们的研究发现，这些鸟类能够理解数千英里外从未到过的区域的磁场——这表明某些鸟类可能拥有一套“全球GPS系统”，能够告诉它们如何从地球上的任何地方回家。
思维地图
人们早已知道，成年鸟类会形成某种导航地图以帮助迁徙。它们如何做到这一点，一直存在争议。已有多种线索被提出作为迁徙鸟类的向导，包括气味、次声波，甚至重力的变化。
然而，越来越多的证据表明，地球磁场很可能是解开这一谜题的最佳答案之一。有人提出，地球磁场的不同参数可能构成一个网格，鸟类沿着这个由南北向和东西向线条构成的网格飞行。
这是因为，磁强度（即磁场的强度）和磁倾角（磁场线与地球表面之间形成的夹角，也称为“倾角”）大致都是南北走向。磁偏角——即指向磁北极的方向与地理北极之间的差异——则提供了东西向的坐标轴。
尽管大体上认同某些鸟类依赖地球磁场导航，但科学家尚未完全弄清它们用来感知磁场的感觉器官是什么，也不清楚它们是否使用多种系统来探测磁场的不同参数。海龟等其他动物也能感知磁场，但同样存在这些不确定性。
无论如何，如果鸟类已经学会磁强度随着向北飞行而增加，那么无论身处何地，它们都应该能够探测自己在南北轴上的位置。同样，如果它们遇到的磁偏角值超过以往经历过的任何数值，它们应该知道自己位于更东的位置。基于此，该理论认为，它们可以计算自己在网格中的位置，并校正飞行方向。
这意味着，鸟类本质上是利用一种类似于笛卡尔坐标的系统进行导航的，而笛卡尔坐标正是现代GPS导航的基础。如果这一坐标理论准确，那就意味着鸟类应该能够利用其对磁场参数的了解，通过推断或扩展其导航规则，估算自己在地球上任何地方的位置。
然而，迄今为止，还没有明确证据表明鸟类能够以这种方式利用磁场。但我们的新研究针对迁徙的欧亚苇莺——或称Acrocephalus scirpaceus——首次提供了明确证据，证明它们实际上确实能够做到这一点。
非真北
为了验证坐标理论，我们采用了一种名为“虚拟位移”的技术。我们将鸟类放入一种名为“埃姆伦漏斗”的小笼子中，以测试它们的定向行为。当鸟类试图从笼中飞出时，会在漏斗上留下划痕，指示其试图飞行的方向。
令人惊讶的是，我们发现这与该鸟类在野外试图迁徙的方向相吻合，而这一点我们是从此前的实验中得知的。为了检验鸟类是否在起飞时利用磁场规划航线，我们将埃姆伦漏斗置于“亥姆霍兹线圈”内——这是一种能够改变鸟类周围磁场性质的装置。
通过这种方式，我们制造了一次虚拟位移。鸟类本身并不移动：测试在其被捕获的地点进行，其他所有变量保持不变，唯一改变的是磁场，我们将其调整为与它们正常活动范围东北方远处某地相匹配的磁场。我们选择该地点，是为了使其远超出苇莺此前可能经历过的任何磁场范围。
只有当鸟类能够根据周围的磁场确定自身位置时，它们才会察觉到自己被位移——事实上它们确实如此：在现实世界中，它们将起飞方向调整为“错误”的方向，但在我们围绕其埃姆伦漏斗所营造的磁场世界中，这一方向却是“正确”的。
展翅而飞
虽然这一线索可能与苇莺和其他迁徙鸣禽相关，但它绝非鸟类使用的唯一导航系统。其他鸟类，包括海鸟和信鸽，已被证明需要依靠嗅觉线索（气味和味道）进行导航。目前，我们尚不理解这些不同偏好背后的原因。需要嗅觉线索（气味和味道）进行导航。目前，我们尚不理解这些不同偏好背后的原因。
此外，尽管我们对鸟类如何利用磁性线索导航的谜题已有更深入的理解，但它们如何感知磁场仍是一个未解之谜。有人提出，鸟类是通过一种名为隐花色素的光敏分子感知磁值的，或者通过含有磁性氧化铁颗粒的感觉细胞来感知——但目前尚未提供任何一种说法的确凿证据。
然而，行为学证据不断强调，地球磁场对于某些鸟类每年完成史诗般的繁殖迁徙至关重要，它提供了一套全球定位系统，或许正为鸟类提供一幅完整的世界导航地图。
