都会的空气污染,但始终会朝着它熟练的特别磁场境遇飞

近期,Scientific
Reports杂志在线发表了我校生命科学学院李忠秋副教授与法国国家科学院Courchamp教授、美国加州大学洛杉矶分校Blumstein教授的合作文章“Pigeons
home faster through polluted air”(Scientific Reports | 5:18989,

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问:鸽子为什么不会迷路?

空气污染,尤其是雾霾污染,对人类和其他动物的健康都造成了严重的影响。环境卫生机构建议,在雾霾天气中人们应该减少户外活动以降低对身体健康的损伤。然而,动物在行为上如何应对雾霾污染,人们却知之甚少。该研究收集了我国空气污染最严重的京津冀地区的415场赛鸽数据以及相应的空气、天气等变量,通过多元线性回归建立了空气污染与信鸽飞行的回归模型。通过模型模拟,国家研究人员发现雾霾污染越严重,信鸽飞行越快。在控制了归巢距离、天气、风力风向等因素下,信鸽在空气质量指数AQI=0时飞行时速为55.6km,而当AQI=500时其飞行时速增加22.7%,达到68.2km。

未来,为了孩子能上好的大学,家长可能会选择空气污染少的地区,期末考的时间可能要参考当地空气污染指标,而警察也会更关注空气污染指数。

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这和国家研究人员的预期恰恰相反,他们认为两个因素可能导致信鸽加快飞行速度:导航机制以及归巢动机。信鸽归巢的导航机制可以认为是两步走,先定向再定位。定向阶段可能主要依靠太阳和地磁,而更为重要的定位阶段则依靠嗅觉和视觉。雾霾污染的主要成分均为化学污染物,这有可能会增加信鸽归巢的化学导航信号。相对于导航机制,国家研究人员认为归巢动机可能是信鸽速度增加的更重要的原因,因为雾霾污染增加了信鸽的捕食及健康风险。这是首次对鸟类应对雾霾污染所作出的行为反馈研究,未来的研究需要验证并确定导致其加快飞行速度的可能机制。

因为有多项研究显示,不管是学生的短期发挥,还是长期的学业成就,抑或是犯罪率,都和当地的空气污染水平有关。

鸽子为什么不会迷路?特别是对于养信鸽的人来说,都是非常了解的。鸽子是非常恋巢的动物,上千公里都能正确的归巢,鸽子有非常好的远距离归巢习性,虽然和鸽子自身的血统基因有关系。但是更离不开后天的饲养、环境、家飞,和长期训放练习工作,只有在这两种完美结合的情况下,还可以让信鸽远距离归巢的最大化。

李忠秋副教授为该项研究的第一作者兼通讯作者。该项研究获得南京大学优秀中青年教师境外研修计划、国家自然科学基金等项目资助。

现在全世界近一半的人口居住在城市里,而有越来越多的乡村和郊区正在经历城市化。城市能带来更加方便的生活、更好的医疗和教育,这点毋庸赘述。但是,城市的空气污染,却会夺走人类的健康和心智能力。

想让鸽子远距离归巢不迷路,血统基因只是其中的一方面。首先是饲养上面一定要加强,和信鸽的“亲密度”,饲养时候一定和信子近距离多接触,加强和鸽子的友谊和“感情”。慢慢长期接触当中鸽子认识到你是主人,在完全和谐的情况下,可以大大增强鸽子的恋巢习性。给鸽子营造一个非常安静的环境,因为鸽子喜欢在比较安静的环境中生活。不让外在的因素过多的打扰和惊扰的鸽子,在这样的环境中生长的鸽子归巢信念特别强,鸽子会一种似死如归的信念,其血统基因才能完全发挥出来。

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根据世界卫生组织官网的数据,全世界91%的人口正在呼吸污染程度超过 WHO
制定的空气质量标准的空气;每年有420万人因为室外空气污染而过早离世,而另有380万人因为室内空气污染而早死。

包括定期的训放工作非常的重要,训放对鸽子以后比赛归巢率是至关重要的。我们训放的目的是什么?是让鸽子慢慢的熟悉从鸽舍到更远地方的,磁场变化和特征让其加深印象。训放的距离是逐步的增加,从第一次训放开始标准训放距离:5公里、15公里、40公里、70公里、100公里、150公里。只有让信鸽在彻底摸清了,这150公里范围内的磁场特征和变化,信鸽归巢率才会更大。150公里的范围内磁场面积很大,飞行过信鸽特别了解,已经很熟悉这种磁场变化,在归朝的时候鸽子就是通过磁场,来定位它所熟悉的那个磁场环境。

(生命科学学院 李忠秋)

但是,空气污染的危险仅仅在于损害身体健康吗?不少研究者发现了空气污染对人的大脑作的恶。

鸽子是通过什么来导航,确认回家的方向?这就是鸽子天生具备的功能,也是它自身的导航系统磁场感应。鸽子的上喙前端有发达磁场感应细胞,就是通过磁场细胞来感应它所熟悉的磁场,才能找到回家的正确方向。把鸽子投放到陌生空域以后,鸽子在天空转圈飞行时候,已经在通过上喙磁场细胞,来寻找确定它所熟悉那个磁场的方向。鸽子也只能大概的定位出那个方向,直接归巢是不可能的,在飞行当中会偶尔调整方向,但始终会朝着它熟悉的那个磁场环境飞。如果是天气在下雨的时候,会干扰到它的磁场导航,形成短暂的迷失方向,只要不下雨的时候,依然可以通过磁场找到正确的方向。当鸽子飞入它所熟悉的150公里内磁场空域时候,才可以精准定位鸽舍的位置。鸽子也可以通过太阳,和自身的生物钟结合,来来定位回家的方向,基本上鸽子90%是通过磁场定位,希望我的回答能帮助到你。

雾霾天高考的学生发挥并不好

我们好我是乡村徐哥!喜欢养鸽子的朋友,可以一起交流经验,欢迎我们在下方评论转发+关注。

鸽子能感应地球的磁场来分别方向,所以她走到哪里都不会丢失,这就是为什么古代人,将鸽子用于作战争传递信息的用途,当然,现在是用不上了

大千世界,每种生物都有自己的闪光点

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知道了吧

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想知道鸽子在古代为什么能帮人们送信吗,我来告诉你。

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鸽子为什么不会迷路呢?

晴天,鸽子靠太阳和生物钟定向。如果人为“拨乱”鸽子的生物钟,鸽子就不能正确地依靠太阳导航。有人曾做过这样的实验:将鸽子关在暗室中,每天夜间0时照明,中午关灯,将鸽子的生物钟拨快6小时。过一段时间后,早6:00于鸽舍西方80.45km处放飞。该鸽没有向东飞回鸽舍,其飞行的方向是东北方。这是由于该鸽子的生物钟此时是中午,鸽子误以为太阳在南面,按中午该飞的方向,故向东北方向飞去。

  阴天,鸽子靠地球磁场定向。若阴天在鸽子颈上系一块磁铁,它们会迷失方向。

较为权威的解释包括敏锐嗅觉说和探测磁场说。如今在经过数十年的调查研究后,科学家证实了鸽子的上喙确实具有一种能够感应磁场的晶胞,正是这种器官为鸽子的飞行导航。有关这一研究的报告发表在11月25日的《自然》杂志上。

鸽子靠太阳和生物钟定向。如果人为“拨乱”鸽子的生物钟,鸽子就不能正确地依靠太阳导航。有人曾做过这样的实验:将鸽子关在暗室中,每天夜间0时照明,中午关灯,将鸽子的生物钟拨快6小时。过一段时间后,早6:00于鸽舍西方80.45km处放飞。该鸽没有向东飞回鸽舍,其飞行的方向是东北方。这是由于该鸽子的生物钟此时是中午,鸽子误以为太阳在南面,按中午该飞的方向,故向东北方向飞去。

  阴天,鸽子靠地球磁场定向。若阴天在鸽子颈上系一块磁铁,它们会迷失方向。

较为权威的解释包括敏锐嗅觉说和探测磁场说。如今在经过数十年的调查研究后,科学家证实了鸽子的上喙确实具有一种能够感应磁场的晶胞,正是这种器官为鸽子的飞行导航。

伦敦政经学院环境经济学助理教授 Sefi Roth
早就发现空气污染和医院入院人数以及死亡率相关。但在2014年,他发现空气污染还会影响学生的成绩。

PM2.5浓度和学生高考成绩下降程度的关系。根据美国驻华大使馆的数据,北京2016年11月的PM2.5浓度接近150。

数据来源:DOI: 10.1257/app.20150213

Roth 的国家研究了在空气污染指数不同的日子里参加高考的以色列学生的成绩。

具体来说,他们比对了在2000-2002年期间的近7.2万以色列中学生参加的近49万场以色列高考的成绩,以及考试当天当地的PM2.5以及一氧化碳水平。

以色列教育部还提供了学生的年龄、他们父母的受教育水平、学生兄弟姐妹的个数、他们的种族,以及学生的平时成绩,因此这些因素的影响都已经被考虑在内。

2010年的一天,以色列第二大城市特拉维夫海滩上的雾霾

@Moti Milrod

他们发现,高考那天在PM2.5或一氧化碳浓度更高的环境里参加考试的学生通过高考的可能性更低。在空气污染最大的那天考试的学生的成绩也是最差的,而在空气相对更干净的那天考试的学生成绩则更好。

在得出上述结论时,Roth
的国家已经去除了父母受教育水平、学生平时成绩的影响,因此这个结果反应的是空气质量水平和高考成绩之间单纯的相关性。这项研究发表在美国全国经济研究所网站上。

Roth
说,“我们可以清晰地看到,空气污染最严重的那几天考试的学生成绩下滑的现象。”

那么,空气污染对学生成绩的影响会不会只是短期的呢?

为了研究这个问题,Roth
在2010年回访了2000-2002年参加高考的那批学生的发展,他们通过以色列国家保险协会调取了当初参加考试的学生8-10年后的大学入学状况和收入水平。这些学生在2010年时最年轻的也有28岁了,已经到了成家立业的年龄。

他的国家发现,当年高考时的空气污染水平的确能预测10年后的受教育年限以及收入。

对于成绩差的学生来说,高考那天PM2.5浓度高,则更有可能过不了高考及格线;而对成绩好的学生来说,高考那天PM2.5浓度高,则他们的大学排名更低。不管是成绩好还是超级差的学生,PM2.5高意味着他们可能离梦校和理想收入又远了一步。

这项研究发表在2016年的《美国经济评论:应用经济学》上。

Roth
说,“即使空气污染是短期的,如果它发生在人生的重要阶段,那么将有长期的效应。”

世界其他地区的研究者也发现了类似的现象。

2011年,斯坦福大学经济政策研究所的研究员 Nicholas J. Sanders
发现,在20世纪80年代的美国德州,母亲怀孕时暴露在大气总悬浮颗粒物浓度越高的地方,那么她的孩子十几年后高中毕业时的成绩就越差。

空气污染不仅和学生成绩有关,还可能会影响成年人的工作效率。

哥伦比亚大学的健康政策副教授 Matthew Neidell
在2016年和2019年的研究发现,空气污染会使工人的工作效率下降。

相信许多人都想弄明白:空气污染是怎样影响人类的大脑的呢?

这方面已经有了一些初步的研究。2016年发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文能给我们不少启示。

在这项研究中,牛津大学和兰卡斯特大学的研究者发现,来自汽车尾气的磁铁矿微粒会富集在大脑中,因为它们的直径小于200纳米,因此可以通过嗅觉神经进入大脑,并且不受血脑屏障的阻拦。磁铁矿微粒对大脑是有害的,阿尔兹海默症就与大脑较高的磁铁矿微粒水平相关。

人脑中的磁铁矿微粒和受污染空气中的磁铁矿微粒

图片来源:BARBARA MAHER

肮脏空气里的高犯罪率

1952年伦敦烟雾事件

空气污染污染不仅和学生的考场发挥、未来的大学排名和收入、工人的工作效率有关,还和一个城市的犯罪率有着令人意想不到的联系。

2018年,Roth 对犯罪率和空气污染水平进行了研究。

Roth
和同事调取了过去2年里伦敦600个选区的180万犯罪记录,并且和当地的空气污染以及天气状况进行了比对。

他们发现,空气污染严重的那几天,非重罪的发生率提高了。而不管是在伦敦的富裕还是贫困地区,这个现象都存在。

他们发现,空气质量指数每增长10个点,犯罪率就增长0.9%。也就是说,和 AQI
只有9.3的日子相比,AQI 高达103.6的那几天的犯罪率会增长8.4%。

2016年,美国驻华大使馆测得的各个月份的PM2.5浓度。

图片来源:Science

Roth
说,“我们每天追踪携带污染的云朵的动向,并且搜集这些污染云所到之处的犯罪率。我们发现这些云飘到哪里,哪里的犯罪率就会上升。我们的研究说明,在城市里减少犯罪率的一个有效手段就是降低空气污染。”

这项研究得到了不少共鸣。

2018年,麻省理工学院的组织学副教授 Jackson Lu
和同事分析了美国9360个城市在9年里的犯罪率,发现“空气污染水平能够预测6种重罪发生率”,包括杀人、强奸、抢劫、偷车。空气污染最严重的城市的犯罪率也最高。这项研究发表在2018年的《心理科学》上。

虽然这只是一项相关性研究,但是它也考虑到了当地人口、就业率、年龄和性别的影响。在把这些因素的影响都考虑进去后,空气污染水平依然和犯罪率相关。

南加州大学的研究者 Diana Younan 在青少年身上也有类似的发现。

她和同事研究了青少年的不良行为和PM2.5的联系。

不出所料,PM2.5指数更高的地区的青少年不良行为发生率也更高。同样,这个结果中已经撇除了父母的经济和受教育水平的影响。这项研究发表在2017年的《变态儿童心理学杂志》上。

Younan
说,这项研究的结果令人感到忧虑,因为青少年时期的轻犯罪行为能够预测成年后的发展,曾在青少年时期干了上述坏事的孩子未来的学习成绩以及就业率都不容乐观。

雾霾天的胖子

另外,肥胖还被发现和空气污染有关,怀孕的准妈妈吸入的雾霾,可能会增加未出世的孩子未来患上肥胖症的可能性。

俄亥俄州立大学的环境健康学教授 Qinghua Sun
对实验室小鼠的研究发现,空气污染物可以游离到肺部以外的地方。

他把两组不同的小鼠进行了对比,其中一组呼吸的是经过过滤的清洁空气,另一组呼吸的是类似于高速公路或者市中心的那种充满尾气的空气。

仅仅10周后,空气污染就让小鼠发生了显而易见的变化。那些呼吸着肮脏空气的小鼠的脂肪变厚了,尤其是在肚子和内脏周围。

在显微镜下,这些小鼠的脂肪细胞比那些呼吸清新空气的小鼠的要大20%,而且它们对胰岛素更不敏感,这是前驱糖尿病的征兆。

虽然这背后的机制还不明确,但是加州大学伯克利分校的公共卫生学教授Michael
Jerrett
认为,除了干扰机体对胰岛素的反应外,空气污染物可能会诱导身体出现炎症反应,从而干扰和食欲有关的激素水平。

从宏观上来看,一个城市的空气污染水平的确和其市民的糖尿病发生率存在相关性。

比如,加拿大临床评估科学研究所的公共卫生研究者 Hong Chen
对6.2万加拿大人的研究就发现,每立方米内的微粒数量每增加10微克,患上糖尿病的可能性就增加11%。

想想看,两个代谢率和生活习惯差不多的人,仅仅因为呼吸的空气不同,逐渐就会产生体型的分化。

Chen
表示:“我们才刚刚开始搞明白,原来空气污染影响的不仅仅是我们的肺这么简单。”

空气污染对孩子的影响更令人揪心。

哥伦比亚大学流行病学副教授 Andrew Rundle
曾经让近800位怀孕的纽约母亲携带空气质量检测仪,然后追踪了接下来的7年里新生儿的健康状况。

他发现,在撇去了家长经济状况以及饮食的影响后,生活在空气污染最严重地区的儿童患上肥胖症的可能性是生活在空气清洁地区的儿童的2.3倍。这项研究发表在2012年的《美国流行病学杂志》上。

2016年,哈佛医学院的环境健康学者 Abby Fleisch
发表在《流行病学》上的一项研究也发现,生活在污染最严重地区的儿童更有可能快速增肥。

钱虽然可以给孩子带来高质量的教育和看世界的机会,但是却买不到能让孩子自由畅快呼吸的天地,这是何等讽刺。

来源 美国全国经济研究所等