互动科普

万里追踪动物迁徙

使用最新技术，科学家不仅可以追踪候鸟的飞行路线，

也可以发现脊椎动物或昆虫的迁徙轨迹，弄清楚这些动物为何要迁徙，

以及它们的迁徙行为会给环境带来怎样的影响。

《科学美国人》德国版邀请知名科学记者、生物学家克瑙尔，

报道了科学家在追踪迁徙动物过程中的一些让人震惊、意外的新发现。

撰文 冯 · 罗兰德 · 克瑙尔（Von Roland Knauer） 翻译 朱成

然而，在法兰克地区的上空，这只年轻的白鹳突然做出了异样的决定——在它的背部，科学家安装了一部小型的行程定位发射装置，由此可以确定它的飞行轨迹。长期以来，马丁·维克尔斯基（Martin Wikelski）借助这部小型设备，一直在追踪这只候鸟的飞行路线。对于这样的飞行轨迹，他感到十分惊讶。

维克尔斯基是德国康斯坦茨大学和马普禽类学研究所的生物学家，该研究所坐落在博登湖滨的拉多尔夫策尔（Radolfzell）。他无法对年轻白鹳偏离“航线”的行为做出合理的解释。他随即决定，亲自乘坐一架赛纳斯飞机，去跟踪这只候鸟，并且找到它。他乘坐的这架飞机归属于马普研究所，名为“马克西纳精神”号。

这只年轻白鹳大概是想加入另一个种群——在这个季节，这个种群会选择靠近西面的线路飞行，即从阿尔卑斯山飞至位于北海（大西洋）的巢穴，这样在冬季向南迁徙的时候，它们就会选择一条完全不同的路线飞往南方。在冬天，这个种群中的相当一部分，会选择在利比里亚半岛过冬，因为那里有许多玉米田，这意味着在冬季也会有足够的食物来源。而其他候鸟则会选择途经直布罗陀海峡的线路，从那里飞行，直到抵达撒哈拉沙漠以南的干旱地区。

在飞行途中，年轻白鹳背部的行程定位发射装置再次通报了它的异常举动：它调转了“航向”，飞经摩洛哥。根据行程定位发射装置，维克尔斯基确定它曾在摩洛哥着陆，很可能是停留在了某个沙漠中的绿洲里。然而，在此之后，它并没有继续飞行。那么，到底发生了什么事情？维克尔斯基的一位同事随后前往摩洛哥附近的那个绿洲，进行了仔细探查，探查结果让维克尔斯基明白到底发生了什么。

这位同事惊讶地发现，原来这只年轻白鹳着陆后，一直被一个女孩照料着，这个女孩是在自家小屋里抓到它的。在此之前，年轻白鹳不幸遭遇到一场猛烈的沙尘暴，沙粒的高速撞击让它的视力受到影响。若不是遇到这个女孩相救，年轻白鹳很可能会饿死。

19世纪末的足环

对于维克尔斯基来说，这只白鹳的命运就如同拼图游戏里的又一块小拼图，出现在他的研究工作里，而他的研究正是为了解开动物迁徙的众多秘密。维克尔斯基的研究领域并不是一个新的领域，早在19世纪初，禽类学家就开始研究候鸟的迁徙行为。上世纪50年代，时任法兰克福动物园园长的伯恩哈德·格日梅克（Bernhard Grzimek）就让人们知道了，在东非萨瓦纳地区，哺乳动物会进行长途迁徙。然而，这样的研究工作很容易遇到技术上的种种障碍，维克尔斯基说：“关于很多动物的迁徙，其实都有不少相关理论，但即便在几年前，这些基础理论都还因为缺乏适用的设备而无法得到验证。”

动物到底为什么要迁徙？在迁徙途中，它们会选择哪条路径？它们如何行动，又如何选择前进方向？ 在迁徙途中会遇到什么样的危险？要想准确回答这些问题，只有通过对它们进行不间断的近距离观察才行。

但是，如果想要去观测在水下穿行的大白鲨和座头鲸，又该如何实施？或者，当一只鹳穿行在易北河畔的巢穴和远在非洲或西班牙那不为人知的冬栖处之间时，又该如何实施近距离观察？“多数情况下，我们观测这些迁徙物种的时间，甚至不及它们寿命的百分之一，”维克尔斯基抱怨说，他研究所需的数据还非常匮乏，远远不及所需。

当轻巧的定位发射装置研发成功后，这一状况才得以改善：借助于GPS（全球定位系统），就可以方便确定动物所在的具体位置。这样的微型设备首先会将数据都记录下来，然后通过卫星或移动通讯网络，把数据传输给研究人员。这样，研究人员就可以方便地追踪那只年轻白鹳，即便它飞到遥远的摩洛哥绿洲，也可以轻松地知道它的位置。

在这项技术问世之前，科学家对动物迁徙的观测研究更像是一场赌博，因为动物行为学的研究人员只能依靠运气来获得被跟踪动物的具体数据。即便到了19世纪末，科学家对此的认知可能也不比农民知道的更多。欧洲的农民每年都可以经历同样的场景：

每年9月，白腹毛脚燕（Delichon urbicum）都会聚集在电报线缆上，积累到一定数量之后，会突然集体消失得无影无踪。到第二年的4月底5月初，这些鸟又会回来。在此期间，它们是不是去了非洲？这一定是那些来自东非的报道引起了这样的猜测，因为那里曾出现了大量的白腹毛脚燕。然而，在非洲出现的这些白腹毛脚燕和欧洲的白腹毛脚燕是否真的属于同一种群，没有人可以给出准确的回答。类似的，对于其他的迁徙种群，比如鹤和紫翅椋鸟（Sturnus vulgaris），人们都一样知之甚少。

在这个领域，首先取得进展的是汉斯·克里斯蒂安·科内利乌斯·莫坦森（Hans Christian Cornelius Mortensen）。1899年，他在很多只椋鸟的腿上绑了一小块薄锌条。在这块薄薄的金属片上，这位丹麦教师将自己的地址，以及一串完整的序列号刻在上面。以后，通过这些地址和序列号，莫坦森就可以辨认紫翅椋鸟。这一方法后来被称为莫坦森法，其实在民间早就有一种广为人知的类似方法，即漂流瓶传信，发信人并不知道信件将随着漂流瓶飘向何处：也许这个漂流瓶在某一天会被人发现，发现者也有可能会被好奇心打动，向漂流瓶里标注的地址寄出一封回信。用类似的方法，莫坦森就可以逐步获悉，他释放的这些紫翅椋鸟曾在哪些地方着陆过。

当时，给动物套上足环的方法非常成功。到了今天，足环技术已经被普遍采用，身为马普禽类学研究所所长的维克尔斯基，更是将先进的科技运用到足环中，使它可以采集更多更精确的数据。

目前，大量的足环已经采用铝或塑料制成，这使得它们的体积和质量都大为降低。当然，利用足环技术来做研究，依旧要靠运气。从20世纪至今，全球总共有约1.15亿只鸟戴着足环重获自由。但是，其中仅有约200万个标识可以重新被发现，用于科研分析。这个方法就好像是在做抽样检查，仅此而已。但无论如何，研究人员还是发现了很多新东西，比如在斯堪的纳维亚半岛装上足环的鸟，会在北海的浅滩歇脚——德国南部的一些红嘴鸦雀（Sylvia atricapilla）会在秋天离开那里，转而飞经德国西北部，前往英国过冬。

北极燕鸥的万里迁徙

如果要知道候鸟从巢穴出发，途经哪些歇脚地，冬季栖息在哪里等详细行程信息，仅靠足环透露的这点信息还远远不够。“仅借助于这些数据，是无法对某些课题进行深入研究的，比如，来自亚洲的候鸟是否曾把当地的疾病带到欧洲；又比如，鹳在飞往南方的途中可能会受到哪些威胁等，”维克尔斯基说。

对于足环的局限性，或许用北极燕鸥的例子来做说明最好不过了。这种灵巧的鸟类大约只有100克的体重，它们和乌鸫（Turdus merula）的重量差不多，但前者的翼展却达到了惊人的80厘米，是乌鸫的两倍。夏季，北极燕鸥会在许多地方产卵，孵化后代——从北海和波罗的海的海岸，到格陵兰北部、西伯利亚北部和北美洲。

禽类学家把这些带着足环的高速飞行者放飞，一段时间之后，他们在南极海附近的岛上找到了北极燕鸥的冬栖地。显然，北极燕鸥在季节变化之际，会沿着地球表面穿梭于南北极之间。从地图上看，北极燕鸥的飞行距离至少达到30 000千米，这就是这种头上略带黑色羽毛的灰白色鸟类每年所飞过的路程。

但实际上，科学家推算的与实际上的数字往往会有偏差。格陵兰国家资源研究所的卡斯腾·伊格万（Carsten Egevang）和同事做了一个实验，他们在11只北极燕鸥身上都佩戴了仅重1.4克的记录仪，借助这个记录仪，他们发现了实际和理论上的偏差。这个极轻巧的记录仪可以记录北极燕鸥在飞行途中每个白昼的长度。当这些北极燕鸥在一年后回到它们的产卵地时，科学家再将记录仪拆卸下来。从记录仪里，可以读取出过去一年中，北极燕鸥飞行每一天的白天长度，借助不同的白天长度，可以确定北极燕鸥所经过的具体位置。通过这种方法，科学家计算出的结果，要比预期的飞行距离要超出很多：部分北极燕鸥每年累计的飞行距离达到甚至超过了80 000千米。这些北极燕鸥喜欢选择有顺风而尽可能没有逆风的路线飞行，这条路线的信息也正好和全球气象数据相符合。

多数时间里，北极燕鸥都是在水面上度过的。无论是在大西洋还是在太平洋，它们经常飞到距离海岸约数千千米的海面。根据收集到的数据，科学家逐渐发现，这些四处飘泊的北极燕鸥还有很多原本不为人知的停留地。北极燕鸥所选择的停留地都具有一个共同特征：水质极为清澈，有很多小鱼在水面下游动。

北极燕鸥之所以按照这个特征来选择停留地，主要在于它们有着十分独特的捕猎方式。为了便于更好地观察水面以下的猎物，北极燕鸥一般会在水面上方几米的高度进行超低空飞行。当它们敏锐的双眼发现猎物时，会立刻略微收拢双翼，让自己向下滑行，随即快速俯冲，钻入水下，冲向猎物。北极燕鸥捕捉猎物的先决条件很苛刻：必须先用眼睛清楚地看到猎物才能行动，这就意味着，捕猎行动必须要在明亮的白天才能进行，并且海水也必须足够清澈。这样就可以解释，这种鸟类为何要进行这么长距离的迁徙了。因为无论在北极的海面还是南极的海面，不仅海水富含养分而且水温很低，这样就使得那里的鱼类很多。在靠近南北极点地区的夏天，白昼时间会特别长，特别是在南北极圈内，夏天的某一段时间里是完全没有黑夜的，这对北极燕鸥来说，就有足够长的时间来进行这种难度较大的捕猎。

与夏季相反，在冬季的北方，每天的日照时间相当短暂。到了极夜期间，太阳便不再升出地平线。如果继续在此地逗留，那么像北极燕鸥这样的鸟类可能就会挨饿。与此同时，南极圈周围的地区却正值夏季时分，每天日照时间变得相当长。此时，南极圈周围清澈的海水里更是聚集了各种鱼类。对于北极燕鸥来说，漫长的迁徙会消耗大量能量和时间，尽管如此，它们依旧愿意为在南极圈的丰富食物而长途迁徙。

自从科学家在迁徙动物身上安装了这种微型的速度记录装置，他们就获得了大量的详实数据，这些数据给他们带来了很多意想不到的新发现。几年前，维克尔斯基和委内瑞拉加拉加斯大学以及美国普林斯顿大学的同事在委内瑞拉卡里佩（Caripe）镇附近发现了一个岩溶洞，从中发现了大量的油鸱（Steatornis caripensis）——这些油鸱在岩溶洞里过夜，并哺育它们的后代。

撒播种子的油鸱与果蝠

实际上，早在1799年，德国著名自然科学家亚历山大·冯·洪堡（Alexander von Humboldt）曾在考察南美的路途中，就在上述洞穴里发现过油鸱。 这位自然科学家在他的科学笔记里记录到： 在这个洞穴里，一共居住着大约15  000只油鸱，它们每天夜间都会四处寻觅油类植物（例如棕榈类）的果实，到了清晨，它们又会回到洞穴里，用找到的果实喂养幼鸟。当时，洪堡对长达10千米的岩溶洞的地面做了仔细研究后，才得出这个结论。即便到了今天，这个岩溶洞的地面依旧被大量鸟粪和油类植物果实的种子所覆盖。当时，科学家无法直接观察油鸱的生活。白天，油鸱确实是生活在岩溶洞里，并和蝙蝠一样，依靠发出的声音及声音的回声来辨别方向；但到了晚上，很少有人看到它们在棕榈树丛里飞行的身影。

鉴于此，维克尔斯基和同事很希望借助最新的飞行速度记录装置来追踪油鸱。这个微型飞行记录仪还可以精确测量出油鸱的体重变化，精度可达油鸱体重的百分之一。此外，科学家还在油鸱身上安装了一个微型的加速度测量装置。结合全球定位系统的数据和加速度测量装置的数据，科学家就能精确地知道油鸱的行为方式。

当油鸱在夜间带着飞行速度记录装置起飞时，维克尔斯基产生了美好的期待。然而，到了第二天早上，却没有任何一只带着微型装置的油鸱返回过岩溶洞。维克尔斯基于是产生了一个疑问：会不会是油鸱所带的装置产生了太多干扰？是不是最好现在就停止实验，防止装置对鸟类带来进一步危害？但是，如果这些油鸱真的不再飞回来了，他也确实没办法去拆除它们身上的装置。

就这样又过了一天，依然没有任何一只携带着微型装置的油鸱重新在岩溶洞里出现。直到第四天早上，携带微型装置的油鸱才重新返回，而且毫发未损。这期间，到底发生了什么？

飞行速度记录装置记录的数据表明，油鸱在这几天内的行为，和洪堡当年描述的完全不同。它们飞离岩溶洞后就直奔目标：远在100千米外、长满果实的一棵油类植物。吃饱果实之后，它们并没有马上飞回岩溶洞，而是又往更远的地方飞行了80多千米，飞到另一棵油类植物上，白天睡觉休息，开始消化腹中的植物果实。

到了晚上，很多油鸱又会飞回前一棵油类果树觅食，但在之后的几个白天里，它们又会选择在其他树上睡觉。为什么油鸱每天不飞回岩溶洞过夜，而要选择在陌生的地方睡觉呢？其次，这些地方距离岩溶洞其实并不遥远，而且在岩溶洞里，被美洲豹等天敌攻击的几率也更小。维克尔斯基推断说：“我们采集到的数据揭露了其中可能的秘密。在岩溶洞里过夜的油鸱每晚平均要醒来15次，而且会集体大声尖叫。这些外出觅食的油鸱很有可能正是想借着这样的机会，选择在一个没有同伴的地方，安安静静地睡上一个好觉。”

到了第四天早晨，这些油鸱一定会重返它们的巢穴，因为幼鸟已经等待它们许久了，必须要用它们带回的果子喂食幼鸟。借助于这一发现，研究人员推翻了洪堡所确定的学术观点。到目前为止，人们一直都以为，这个巨大的岩溶洞里生活着大约15 000只油鸱，因为每天人们都可以在那里清点油鸱的数量。但是，如果这些油鸱每隔三天才在这个岩溶洞里过夜一次，那么岩溶洞里的油鸱的实际数量，应该是在此前估算的3倍。

此外，越来越多的研究人员认为，油鸱也是热带雨林生态系统里的一个极为重要的组成部分。这些鸟在外留宿2~3个夜晚，它们吞食的果子消化后，留下的种子便会由粪便排出。借助这种方式，油鸱将棕榈树和月桂树的种子撒播到了很远的地方。由于这类树木在巴拿马和玻利维亚之间的山区非常密集，也从侧面证明了油鸱对当地的生物多样性起着至关重要的作用。

为了进一步证实油鸱的这一生态功能，维克尔斯基计划实施新的实验：他们在油鸱的腹腔中植入一种微型记录仪，这种记录仪可以记录油鸱体内，控制肠胃蠕动的神经信号。

通过这种方法，维克尔斯基就可以精确地知道，油鸱在何时何地进行了排泄，它们把棕榈和月桂的种子播撒在了何处。这一研究结果，也有助于科学家继续研究南美洲热带雨林的生态系统是如何运作的。

在非洲的森林里，这些“飞行艺术家”可能也对当地的生物多样性起到了十分重要的作用。在每年10月底或11月初去过赞比亚卡桑卡国家公园（Kasanka National park）的人，都可以看到那里的“播种大军”是如何工作的。在白天稀疏的森林里，黃毛果蝠（Eidolon helvum）总是悬挂在树枝上，聚集在一起。直到黄昏来临之际，它们才开始活跃起来，从四处飞来，聚集到一定数量后，便伴随着巨大的鸣叫声飞向一种果树。这种果树只会在每年10月中旬至11月中旬才会结满果实。

和狐蝠科的其他蝙蝠一样，黄毛果蝠也是狂热的水果爱好者。每当卡桑卡国家公园的果实成熟时，黄毛果蝠就会从刚果盆地的热带雨林，不远千里地迁徙至赞比亚。这些体重大约350克的哺乳动物会途经位于非洲北部的撒赫勒区域（Sahelzone）和非洲西部的大城市群，最终抵达非洲大陆东南部的赞比亚。

目前，迪娜·德希曼（Dina Dechmann）试图更细致地研究黄毛果蝠的迁徙路线。这位女科学家来自德国康斯坦茨大学，和维克尔斯基在同一研究小组工作。2013年春天，研究人员在一些黄毛果蝠身上安装了全球定位跟踪系统，随后便将它们放生。通过分析跟踪数据，就能知道黄毛果蝠到底将种子撒播在怎样的区域里，也可以知道它们在当地的生态系统里具体起到什么作用。

除了鸟类和哺乳动物会为了获得更多的食物选择迁徙，连平日速度缓慢的爬行动物也会选择迁徙。这一现象是维克尔斯基和另外两位同事史蒂芬·巴拉克（Stephen Blake）、华盛顿·塔皮亚（Washington Tapia）在加拉帕戈斯国家公园（Galapagos National park）里发现的。在厄瓜多尔加拉帕戈斯岛的桑塔科鲁兹（Santa Cruz ）和伊萨贝拉（Isabela）两地，他们在17只巨型陆龟身上安装了全球定位系统和加速度测量装置。经过一段时间的观察发现，这些重达250千克的成年巨龟，在每年6月的旱季，会沿着火山的上坡爬行约10千米。这样，巨型陆龟最终可以抵达海拨1 000米以上的高地。靠近海岸的地区几乎是不会下雨的，而在1 000米的高地却经常被浓雾缭绕。这些雾气为那里的植物提供了足够的水分，使得它们可以快速生长，从而为巨龟提供足够的食物。而到了雨季，充足的降雨使得加拉帕戈斯岛平原地区的植被生长繁茂，此时，这些巨龟又会开始一段艰难的回程。

最大的与最小的迁徙者

尽管对巨型陆龟迁徙的这个解释看似合理，但对此依旧存在一些未解之谜：为什么年轻的陆龟和体型较小的陆龟会全年停留在低地？迁徙对它们来说是不是太费力了？如果答案是肯定的话，那为什么年老的陆龟不放弃这样的觅食远征，以便节省体力呢？是不是在低地没有足够的食物供给给所有陆龟，因此在陆龟群体中，必须要有一些成员选择迁徙觅食？或者，是不是年轻的陆龟无法适应浓雾地区的寒冷气候？维克尔斯基记录道：“为了解释这些谜团，我们最近又在其他巨龟身上安装了速度记录装置。”

如果说巨型陆龟的迁徙是为了得到更多食物，那么比它们体型更大的动物，是否可能会因其他事件而进行迁徙？在美国阿拉斯加附近的海域里，物种丰富，体重达25吨至30吨的座头鲸可以捕获大量小动物。但为了生育后代，雌性座头鲸需要耗费足足一个月时间，游到大约5 000千米外的夏威夷海域。而此时，夏威夷海域却正好缺乏食物，所以这些雌性座头鲸必须要在这段时间里忍饥挨饿。它们为什么要迁徙到这么遥远的海域呢？

为了探明座头鲸长途迁徙，以及不惜为此忍饥挨饿的原因，研究人员把怀疑对象放到了逆戟鲸身上。这种鲸又名虎鲸，体长9米，差不多和一辆货运卡车的长度相当。对这些虎鲸来说，新生的座头鲸幼鲸无疑是最好的美餐了。雌性座头鲸很有可能是为了避开虎鲸，找到一个安全的环境养育幼鲸，才进行了如此长距离的远征。

为了解释这一现象，研究人员又开始为座头鲸佩戴行程定位发射装置，以便于跟踪观察它们的行为。每当座头鲸浮出水面进行呼吸时，行程定位发射装置就会借机向卫星传送数据。

如果要观察其他海洋动物，当然还会采用其他技巧。美国斯坦福大学的芭芭拉·布洛克 （Barbara Block）就用了一种特殊方法，来观察金枪鱼和大白鲨的迁徙，因为这两种鱼类和鲸不同，它们基本不太会经常浮出水面。

因为在水面以下，无线信号是无法传输的，因此布洛克就在金枪鱼和大白鲨身上安装了所谓的可漂浮式装置。这种装置每隔一定距离，就会记录下当前所在的地点，并通过当时的水压判断所在位置的水深，同时也会测量水温和鱼的体温。然后，一个微型电脑会将所有数据备份、存储起来。

经过几个月或者几年之后，可漂浮式装置会自动和鱼的身体分离，浮到海面上。此时，可漂浮式装置就可以和卫星进行通讯，将所有数据传输给研究人员。借助这些装置，研究人员发现了很多意想不到的现象，比如大白鲨是长途迁徙者，它们会从南非附近的海域一直迁徙至澳大利亚。

除了庞然大物会迁徙之外，一些体型微小的生物也会进行迁徙，比如昆虫。当维克尔斯基在美国东海岸给一只美洲帝王伟蜓（Anax junius ）装上微型行程定位传输装置后，他就一直跟踪着这只身长8厘米而体重仅1克的昆虫，跟着它向南前进了数百千米。这种昆虫一生可以累计飞行数千千米，直到最终抵达佛罗里达，有时它们甚至可以飞到墨西哥湾的海上石油钻井平台附近。维克尔斯基猜测，也许美洲帝王伟蜓在寻找一个有足够食物的地方，以便养育幼虫。

为了获知更多的信息，维克尔斯基希望24小时不间断地对昆虫进行观察。但受制于行程记录装置的大小，目前对昆虫以上述手段进行观察是不太可能的，因为微型行程定位传输装置的重量不能超过动物体重的5%。对于电子工业界的工程师来说，要设计出如此轻巧的行程定位传输装置无疑是一项巨大的挑战。经过不懈努力，工程师终于设计出了重量仅为0.2克的微型行程定位传输装置。在2010年花期到来之际，维克尔斯基就在一只熊蜂身上安装了这种微型行程定位传输装置。尽管背负着这个装置，这只熊蜂还是飞到了数千米外的花丛里。

在小型动物身上使用这种微型行程定位传输装置，会给研究人员带来一个很大的困难：因为装置使用的电池也得足够轻便，而使用这种极轻的电池，装置发射的无线信号就会非常微弱。在茂密的热带雨林里，这种无线信号只能传输数百米，即便在宽广的草原上，也只能传输数千米。这就要求研究人员跟随动物一起前进，并要使用信号接收天线，在距离动物相对较近的地方接收信号，并记录下来。

这个过程并不简单。例如，维克尔斯基就曾开着装有信号接收天线的汽车，去跟踪一只佩戴着微型行程定位传输装置的乌鸫。他一路从德国博登湖边的拉多尔夫策尔，追踪到法国的第戎(Dijon)，期间多次信号中断。这主要是因为维克尔斯基的汽车必须要沿着公路行驶，而乌鸫的飞行路线却经常偏离公路。“要完成跟踪，必须要有一定的经验，首先要对准确估计动物的行踪，然后在地面上找到一条正确的路径去完成跟踪任务”。此外，在顶部安装了信号接收天线的汽车，很容易引起安保人员的注意和怀疑。当汽车被警察拦截，要求检查时，被跟踪的鸟类可能就会飞出可跟踪的区域了。

即便是安装有此类天线的飞机也只能部分解决这个问题。比如跟踪北极燕鸥的行踪，飞机有时得在海面上飞行，这样的跟踪难度就很大——不仅缺乏供起降的机场，加油站的覆盖密度也远远无法满足需求。即便给动物配备的，可以存储重要数据的行程记录设备，也存在先天缺陷：研究人员只有成功回收这个行程记录设备后，才能把里面的数据读取出来。有时候被跟踪的鸟类没有飞回它的夏季居住地，研究人员就只能两手空空了。

接下来，维克尔斯基想把定位发射装置应用到其他体型较小的动物身上。有很多动物供他选择：从南美洲的油鸱到欧亚及美洲大陆的鸣禽，人们对它们迁徙路线的认知少之又少；或者是选择旧大陆（相对于新大陆，指的是亚欧非大陆，但不包括英伦三岛、日本、马达加斯加岛和马来群岛）上的蝙蝠。山蝠是蝙蝠科下的一个属，很多大型山蝠（Nyctalus noctula）在冬天不会选择在它们的夏季栖息地过冬——德国东北部、波兰及波罗的海国家都可以是它们的夏季栖息地。相反，它们会选择温暖的博登湖区或法国南部度过寒冷的冬季。为了更多地了解这些动物的迁徙路径，需要使用重量仅为1.5克的定位发射装置 ，否则那些体重仅为25克的动物就可能负担过重。

为了实现这个轻量级的装备，维克尔斯基启动了“基于空间技术的国际动物研究合作项目”（ICARUS）。目前，他和来自北卡罗来纳州自然科学博物馆的罗兰德·凯斯（Roland Kays）以及来自丹麦自然历史博物馆的卡斯珀·索鲁普（Kasper Thorup）一起在推动这个项目。这个小组成功研制出重量仅为5克的行程定位传输装置 ，这种设备可以装配在体重约100克的乌鸫或北极燕鸥身上，每天可以多次向卫星发送信号。这种设备的缩小版本的重量可以轻到1.5克，这样就可以把它们佩戴在大型山蝠或中欧地区的一些鸣禽身上了。

定位设备的信号会发送给一种特殊的天线，这种天线将于2015年，由俄罗斯联邦航天局负责安装到国际轨道空间站上。在不久的将来，类似的天线也可以预先安装在一些卫星上，随之一起发射升空，这样，即使没有地面的无线通讯基站及互联网，也可以实现数据传输。为了有效传输数据，安装在动物身上的行程定位传输装置可以借助全球定位系统进行精确计算，从而获知信号接收天线何时会出现在可见范围内，随后会在合适的时机向天线发送出正确数据。

安装在国际轨道空间站上的计算机可以对接收到的微弱信号进行预处理，以使得这些信号可以被科学家利用。这些数据会存储在预先准备好的数据库中，即“移动数据中心”，所有参与研究的科学家以及对此感兴趣的人都可以访问该数据库。ICARUS至少会在国际轨道空间站上保存总共15 000台行程定位传输装置的数据——其中一些动物迁徙的数据，一定会令人惊讶。

本文作者 冯•罗兰德•克瑙尔于1987年获得分子生物学、病毒学及免疫生物学博士，从1989年开始作为自由科学记者和摄影师，为一些媒体提供科学报道。他和同事克斯廷•菲林（Kerstin Viering）合作撰写了许多书籍，并发表了数百篇文章（www.naturejournalism.com）。

本文译者 朱成毕业于上海交通大学，目前就职于德国iQser软件公司，任高级软件工程师及研究顾问。