第5章：ナビゲーション能力

1. 帰巣本能の概要

1.1 帰巣能力の実態

鳩の帰巣能力は鳥類の中でも特に優れており、訓練された伝書鳩は1000km以上の距離から帰還した記録がある。平均的な飛行速度は時速60-80kmであり、条件が良ければ時速100kmを超えることもある[1]。

Table 1に鳩の帰巣能力の特徴を示す。

Table 1. 鳩の帰巣能力

1.2 伝書鳩の歴史

伝書鳩の利用は古代にさかのぼる。紀元前にはすでにギリシャでオリンピックの結果を伝えるために使用されていた記録がある[2]。

1.2.1 古代の利用では、古代エジプト、ペルシャ、ギリシャ、ローマで軍事通信や商業通信に伝書鳩が使用された。

1.2.2 近代の軍事利用として、第一次世界大戦では約10万羽、第二次世界大戦では約20万羽の伝書鳩が軍事通信に従事した。有名な「GI Joe」は1943年にイタリアで1000人以上の兵士の命を救ったとされる。

1.2.3 現代のレース鳩として、伝書鳩のナビゲーション能力を競うレースが世界中で行われている。賞金総額が数億円に達するレースも存在する。

2. 地磁気ナビゲーション

2.1 磁気受容器

鳩は地球の磁場を感知する能力を持つ。この能力を担う磁気受容器は、上嘴と内耳の2箇所に存在すると考えられている[3]。Fig. 1にナビゲーションシステムの概要を示す。

2.1.1 上嘴の磁気受容器は、マグネタイト（磁鉄鉱）を含む細胞から構成される。この受容器は磁場の強度を感知すると考えられている。

2.1.2 網膜のクリプトクロムは、青色光を受けると磁場に反応するタンパク質である。これにより鳩は磁場の方向を「見る」ことができる可能性がある。

2.2 磁気地図

鳩は地域ごとの磁場のパターンを「磁気地図」として記憶していると考えられている。地球の磁場は場所によって強度と傾斜角が異なり、これが位置情報として利用される。

Table 2に地磁気の要素を示す。

Table 2. 地磁気の要素とナビゲーション

3. 太陽と星のコンパス

鳩は太陽の位置を方位決定に利用する「太陽コンパス」を持つ。この能力には体内時計が密接に関係している。

3.1 太陽コンパスの仕組みとして、鳩は太陽の位置と時刻から方位を計算する。例えば、北半球の正午に太陽は南に位置することを学習している。体内時計を人工的にずらすと、鳩は予測可能な方向に逸れることが実験で確認されている。

3.2 偏光パターンの利用について、曇天時でも空の偏光パターンから太陽の位置を推定できる。鳩の目には紫外線領域まで感知できる色覚があり、偏光も知覚できると考えられている。

3.3 星によるナビゲーションは、夜間に移動する渡り鳥では重要であるが、主に昼行性の鳩ではその役割は限定的である。しかし、実験的には星のパターンを認識する能力が確認されている。

4. 嗅覚ナビゲーション

近年の研究で、嗅覚が鳩のナビゲーションに重要な役割を果たしていることが明らかになってきた[4]。Fig. 2に嗅覚ナビゲーションの仕組みを示す。

4.1 嗅覚地図について、鳩は巣の周辺の匂いの空間的分布を学習し、「嗅覚地図」として記憶している。風に乗って運ばれる匂いのパターンから現在地を推定できる。

4.2 実験的証拠として、嗅覚を遮断された鳩は帰巣能力が著しく低下することが多くの実験で示されている。特に未知の場所からの帰還では嗅覚の重要性が高い。

4.3 統合的ナビゲーションとして、鳩は単一のナビゲーションシステムに依存するのではなく、磁気コンパス、太陽コンパス、嗅覚地図、さらに視覚的ランドマークを統合的に利用する。状況に応じて最も信頼できる情報源を選択する柔軟性を持っている。

次章では、都市環境における鳩と人間の共生について詳しく解説する。

References

[1] C. Walcott, "Pigeon homing: observations, experiments and confusions," Journal of Experimental Biology, vol. 199, pp. 21-27, 1996.

[2] A. Levi, "The Pigeon," Sumter, SC: Levi Publishing, 1977.

[3] G. Fleissner et al., "Ultrastructural analysis of a putative magnetoreceptor in the beak of homing pigeons," Journal of Comparative Neurology, vol. 458, pp. 350-360, 2003.

[4] A. Gagliardo, "Forty years of olfactory navigation in birds," Journal of Experimental Biology, vol. 216, pp. 2165-2171, 2013.