随着秋天的发展，您可能会注意到，在剑桥中，燕子和迅捷的夏季歌曲正被红翼和野外表演的悠扬声音所取代。冬季，世界上有20％的鸟类人口是迁移的，并飞往温暖的国家。鸟类的迁移使人类困惑了数千年。亚里士多德甚至提议Redstarts在冬天变成了知更鸟。当然，我们现在知道情况并非如此，但是鸟类如何从英国到非洲行驶数千英里，反之亦然？
鸟类使用视线进行导航的不可能令人惊讶，但不仅是地理地标，例如河流，而且很重要。与水手在数千年中所做的方式相同，鸟类利用北极星周围的恒星旋转将其引导为北或南。
但是，确切的迁移路线是遗传编码的 – 父母编码不同的迁移路线的鸟通常会朝着中间方向迈进。研究表明，第一个迁移周期非常重要，因为鸟类经常在余生中使用相同的路线。为了每年追溯自己的脚步，他们会使用嗅觉来识别以前曾经去过的地方，此外，鸟类还利用我们不拥有的感觉：“磁受伤”。这被定义为感知地球磁场并将其用于方向的能力。
“迁移路线是遗传的 – 父母有不同路径的鸟类将朝着中间方向迈进”
鸟类如何检测磁场是一个谜，但逐渐变得越来越清晰。有两个主要的竞争假设。一种理论是它们的组织包含磁铁矿晶体，一种磁铁矿矿物质，与地球的磁场物理对齐。但是，这要求晶体既足够大，以便物理旋转以与地球弱磁场保持一致，但也足够小，可以克服在组织中移动时经历的摩擦抗性。
克劳斯·舒尔滕（Klaus Schulten）在1978年提出了一个更有希望的假设，这表明磁受体具有量子性质。
为了解释舒尔顿的理论，重要的是要了解共价化学键（两个非金属共享电子的键）可以通过两种方式破裂：杂种或同型。当债券近水解时，债券中的一个原子都会接收构成键的共享电子，而当债券均匀分解时，每个原子都会收到一个电子。
后者将两个原子都带有未配对的电子，即称为自由基。未配对的电子具有称为“自旋”的属性，该特性既是方向和幅度的矢量。化学反应期间同时同时形成两个自由基会导致具有平行自旋（即，朝着相同方向）或反平行旋转（朝相反方向）的未配对电子。如果用反平行自旋形成自由基对，则内部磁场可能会导致电子在平行和反平行状态之间切换数百万美元。
“研究人员正在研究鸟类迁移以开发量子计算机”
这是鸟类进来的地方 – 这种切换也受地球弱磁场的外部影响，为它们如何感知它提供了解释：它们可能具有通过形成作为显微镜磁铁的激进对来对磁场敏感的分子。据信，磁受体是光依赖性的，导致科学家在眼中寻找合适的分子。当前，最有可能的竞争者是一种称为Crypondochrome 4的蛋白质。因此，研究人员正在寻求研究鸟类迁移以开发量子计算机。
科学家渴望为答案发展的另一个问题是，鸟类如何在最少的睡眠中生存。在许多鸣鸟中，“微观”似乎足以防止对生理功能的任何妥协。如果您想知道自己是否也可以采用这些“不睡觉”策略，那么不幸的是，答案是不，但是您将不是唯一有兴趣这样做的人。美国国防高级研究计划局（DARPA）已将资金投资于一个计划，该计划分析了迁移鸟类的神经回路，以创建“无睡士兵”。
不幸的是，人造的结构和光污染可能会对鸟类的迁移产生负面影响。一项2022年的研究发现，与对照部位相比，风力涡轮机的物种丰富度较低，这表明避免基础设施可能会影响迁徙鸟类的分布模式。夜间人造照明也可能会破坏，因为它吸引了夜生活的鸟类，通常会导致它们飞来飞去。这种行为增加了与建筑物碰撞的可能性，并排气了飞行所需的宝贵能量。
因此，当您接下来看到燕子为前往非洲的漫长旅程做准备时，或者最近从斯堪的纳维亚队到达的红翼时代时，也许您可以对自然既开发量子技术又开发了一种最大程度地减少所需睡眠的方式更加欣赏。可以肯定的是，那是研究候鸟将来将是发展技术的基础。
