Scientific reports丨打破鸟类嗅觉差的教科书观点

之前美国的博物学家奥杜邦用秃鹫做过关于鸟类嗅觉的实验，把一头腐烂的死猪埋在甘蔗杆下，测试秃鹫会不会被腐臭味吸引过来，结果发现没有秃鹫寻着气味过来，后来他将一张没有气味的鹿皮塞满填充物丢到外面，却引来了一只秃鹫，于是便猜测，秃鹫不是靠气味来觅食的。一直以来，人们都认为鸟类的嗅觉不太灵敏，也曾有教科书这么写过。但最近的一项实验，会让人们对鸟类的嗅觉有一个新的认识。

一直以来有一个有趣的现象，白鹳总是在农民割草后来到农田觅食，可是白鹳怎么知道农民割草了呢？为了解答这个问题德国动物学家Martin Wikelski教授开着直升飞机去监测带有GPS的几十只白鹳。研究结果发表在《Scientific reports》杂志上标题为“Smell of green leaf volatiles attracts white storks to freshly cut meadows”的研究论文中。该研究通过两个有趣的实验证实了白鹳被到新鲜割草的气味引诱到农田中觅食。

欧洲白鹳会聚集在农民割草的田地（图1）上。到目前为止，尚不清楚鹳是否也在前工业时代已经接近割过的田地。有趣的是，农民经常对鹳只在割草活动期间接近他们这一事实感到困惑。

空中和地面观测

该研究基于这样一种假设，鹳可能会闻到随风飘来的气味，并且只有在它们获得这些嗅觉线索时才会接近农田。研究人员通过持续2-4小时的11次飞行，确定了半径约6公里(图2 A，B)范围内可能会与农业活动有关的70只白鹳的位置。即知道白鹳在上风和下风的哪里栖息。为了确定鹳是否仅使用嗅觉线索，研究人员必须排除所有能够感觉食物的感官影响，例如视觉、听觉或社交线索。视觉线索可以排除，因为树木和地形阻碍，使得白鹳无法从视觉上接触耕作地点，耕作活动的的听觉线索也因为距离太远被排除，因为白鹳在0.5-15kHz范围内有最好的听力。然而，实验表明无法从超过300 m的背景噪音中记录农业活动的任何听觉信息。为了确保鹳不能使用也在飞行的同种鸟或其他鸟类作为指示，只有当空中没有其他鸟类可以提供割草信号的时候，才记录数据(图3中的黑白点)。

自然耕作实验

研究人员开飞机在修剪过的农田上方盘旋，观察是否有鹳从任何方向靠近农场活动。只要有一只鹳开始飞行，就记录下时间和方向，以及鸟群中鹳的数量。随后，记录鹳或鹳群是否接近农夫，以及它们什么时候在这新割过的土地上寻找食物。

将地面观测与白鹳身上的GPS录像进行核对校准，以确保地面观察和空中监测的一致性。通过Cessna GarminG1000仪器测量空气中的风速和风向，并使用标准风速计在地面上测量风速和风向。

结果表明当农田的空气传到白鹳的鼻子里，它们就会在离农田地面只有几米高的地方飞行(图3B)。以鹳“Zozu”(图2)为例，GPS数据证实了空中观察的结果，并表明在大约4公里的的距离内没有任何视觉或听觉信息可用。由于Zozu是第一个到达农场的鸟类，没有其他鸟类能指出这个潜在的觅食地点。当检查自然耕作事件时，研究人员观察到居住在新耕种田地迎风方向的鹳没有接近实验区(图3)。相反，只有位于约75°下风锥体中的鹳接近耕作活动(图3A中的黑点)。鹳的风向偏离中心线越远，它们接近实验区的速度就越慢(图3B)。表明白鹳只有在问到割草气味时才会迎风来到农田觅食。

两个假装实验

为了从实验上确定鹳是否只使用嗅觉信息接近潜在的觅食地点，作者们进行了两个实验：一是将远处刚割下来的草搬到实验地点，试图吸引白鹳闻到割草的气味过来觅食。二是在没有农业活动的草地上喷洒能够代表青草气味的化学溶液，看是否能吸引白鹳过来。

实验1：假装割草

因为如果草太高，他们就没办法接触地面的食物，所以它们一般会趁着农民割草在农田里觅食。因此，研究人员安排农民在大约15公里外割下整整一卡车的新鲜草，并立即在45分钟(旅行时间)内将草运送到距离地面活动大约2.5公里的地方(图3中的橙色圆点)。然后，农场主将刚割下的草分配到大约两周前过草的一块田地上，也就是说，那里的草仍然很短，并且暂时并没有白鹳来觅食。然后空中观察是否有白鹳接近。

在将从别处割下的新鲜的草被放到了没有割草活动的田地上，3只单独的个体和一些白鹳群开始在田地搜寻食物，但大约10分钟后，他们意识到割下的草中没有食物可用便利离开了(图2)，该实验结果同样适用于上述的75°下风锥体理论。这表明，白鹳会被从别处割下的青草气味吸引过来觅食。

实验2：叶绿素挥发物喷洒

超轻飞机(图3中的绿色圆点)在20米左右的低空飞行，将一种三组分混合物（模拟割草的气味）喷洒到未经处理的草地覆盖的田野上。用来模拟新鲜割草香味的化学混合物由三种绿叶挥发物组成，分别是(Z)-3-己烯醛、(Z)-3-己烯醇和乙酸己烯酯。这些挥发性有机化合物已被证明是树叶机械伤害时释放的主要挥发性有机化合物。再次空中观察，以确定是否有鹳会接近。

叶绿挥发物喷洒实验表明，草香吸引了9个单独的白鹳和一些白鹳群体靠近，这些白鹳来自0.5至1.2千米外(图4A，B)，但是喷水的对照组则没有引起居住在相同地点的白鹳靠近(图4C)。不在叶绿挥发物喷洒下风锥体±45°范围内的鹳也不靠近该区域(n=7)。这与它们自然接近农田的角度是一致的(图3A)。该实验结果同样适用于上述的75°下风锥体理论。这也就是说，白鹳只要嗅到这种三组分叶绿挥发化合物的气味便会前往农田觅食。