跨越多个时区的飞行常常会导致时差反应，这是一种身体坚持认为现在是深夜、而时钟却显示是午餐时间的感觉。现在事实证明，这种困扰并非人类独有。
一项发表在《科学》杂志上的新研究以大西洋鹱为对象，这种海鸟每天可以在北大西洋上空飞行数百公里，研究显示它们在远途飞行中也会给自己造成"时差"。而且由于这些鸟类依靠太阳导航，这种时差会留下可测量的痕迹——它会使它们的罗盘发生偏差。
时钟式罗盘
帕特里克·莱文是牛津大学的行为与感官生态学家，也是该研究的主要作者。"大西洋鹱是中等体型的鸟类，大小和鸽子差不多，"莱文说道。"它们腹部是白色的，背部是黑色的，但翅膀非常长，与信天翁是近亲。"大西洋鹱在北大西洋沿岸岛屿的洞穴中筑巢。大多数种群在英国和爱尔兰周围繁殖，约一半的种群生活在威尔士。
从那里出发，它们会飞向大西洋深处寻找食物，距离从几十公里到超过1000公里不等。为了返回，人们认为鹱鸟是依靠一种类似地图的感知能力来确定自己的位置——可能基于气味——然后用太阳作为罗盘来确定方向。
然而，依靠太阳导航的麻烦在于太阳会在天空中移动。"可以想象一只动物或一个人想要整天向南行进。在日出时，太阳在东方，它需要朝着与太阳顺时针方向成90度的方向行进；但到了正午，它需要直接朝着太阳的方向行进；到了日落时，它又需要朝着与太阳逆时针方向成90度的方向行进，"莱文说道。要有效地依靠太阳导航，就需要一个能够告诉你当前是一天中什么时间的时钟。和几乎所有动物一样，鸟类体内也内置了这样的时钟。但大西洋鹱体内的这个时钟并不完美。
这些鸟类会在每天黄昏和黎明重新校准它们的内部时钟。这意味着，一只鸟在日出到日落之间每飞越一度经度，它的体内时钟就会与当地时间产生四分钟的偏差。因此，大西洋鹱会误判太阳应该出现的位置，当它向东飞行时会顺时针偏离航线，向西飞行时则会逆时针偏离航线。
科学家此前已经在其他鸟类身上证明过类似的现象，方法是捕捉企鹅并迅速将它们运送到不同经度的地方，但在莱文的研究之前，还没有人在自由活动的野生动物身上清楚地证明这一点，主要是因为这种效应很小，需要大量数据才能显现出来。而莱文的团队恰好拥有合适的数据库。
长达20年的追踪记录
莱文在牛津大学的导师蒂姆·吉尔福德，以及长期从事鹱鸟研究的牛津大学学者克里斯·佩林斯，从2004年开始为鹱鸟佩戴GPS标签，当时这种设备刚刚小型化到可以适用于这种体型的鸟类。二十年后，该团队积累了来自英国西海岸各个繁殖地1045只鸟类的3688次觅食飞行记录。这些飞行持续时间从一天到两周不等。
从这个数据集中，莱文和同事们分离出归巢飞行的数据，科学家称这项工作相当简单。觅食的鹱鸟在俯冲捕食之间会进行短距离的曲折飞行。"当它们决定返回繁殖地时，它们会切换到另一种飞行模式，几乎是持续不停地以最快速度沿直线飞行，很长时间都不会停下来，"莱文说道。
对于每次归巢飞行，研究人员都会计算出这只鸟最后一次看到日出的位置，此时它的体内时钟应该与当地时间一致。然后，在每个GPS定位点，他们都会计算出鸟类自那时起向东或向西飞行了多远，以及这会使太阳罗盘产生多大的偏差。由于他们知道每只鸟都是准确飞向自己的巢穴的，因此可以将这些预测值与鸟类实际偏离航线的情况进行比较。
时间偏移非常微小。"我们观察到的最大偏移大约是一小时，大多数情况下可能只有15分钟或10分钟的时间差，"莱文说道。"对我们人类来说，这几乎是察觉不到的，但它确实对我们能够检测到的鸟类罗盘定向产生了影响。"
在335次远离陆地视线范围的归巢飞行中，鸟类的偏离方向与太阳罗盘的预测完全一致。不过，由于这项研究并非受控实验，莱文认为我们需要谨慎对待因果关系。尽管如此，研究团队还是计算了侧风、科里奥利效应或磁罗盘可能导致的偏差，但这些因素都与数据不太吻合。"我们观察到的偏差与我们预期的太阳罗盘偏差最为吻合，"莱文说道。
修正航向
这种显然是由时差引起的导航误差最高可达约15度，但对鸟类造成的代价远比人们预期的要小。一只具备地图感知能力的鸟可以检查自己的位置，注意到自己正在偏离航线，并进行修正。研究团队计算得出，对于一只向东飞行1000公里的鹱鸟（这是科学家观察到的大致最大值）来说，平均误差大约是七度。如果这只鸟持续检查自己的位置，这只会给整个行程增加大约五公里的距离。
研究人员还发现，当鹱鸟沿海岸线飞行时，它们仍会根据预期的罗盘误差，稍微偏离海岸线更近或更远。二十年前在牛津进行的一项研究表明，即使在沿着熟悉的路线飞行时，时钟被人为调整过的信鸽也会出现同样的情况。这促使研究人员推测，鸟类可能同时运行着两套平行的导航系统，一套基于罗盘，另一套基于熟悉的地标，而这两者之间的平衡从未完全倒向任何一方。
莱文提出了另一种解释的可能性，即它们可能并不确切知道自己在海岸线上的具体位置，而是利用太阳来决定沿着哪个方向前进。"我们还不太清楚。我认为这是一个有趣的问题，尤其是在人们试图设计仿生自主导航系统的背景下，"莱文说道。
时差的解药
莱文的研究尚无法回答大西洋鹱是否会出现其他时差症状，比如睡眠不佳或在不正常的时间感到饥饿。"我们目前还没有能力对此进行调查，"莱文说道。他的团队下一步计划是研究这种时间偏移是否会影响鸟类的觅食时间、带回巢穴的食物量以及繁殖成功率。另一个问题是，是否有更多动物也会经常经历时差反应。莱文认为这很有可能。
莱文表示，任何拥有内部时钟、并且在一天之内向东或向西移动足够远距离的生物体，都可能遭受同样的时差效应。这主要指的是飞行类动物，或者生活在极地附近的动物，因为那里的经线分布更为密集。该团队的长期目标是弄清楚那些长期遭受时差困扰的动物是否进化出了某些应对方式。
"对人类来说，如果长期频繁倒时差，从长远来看会对健康产生非常负面的影响，"莱文说道。"所以也许我们可以从这些持续经历时差的动物身上获得一些启发，看看是否有办法减轻时差对人类的影响。"
《科学》杂志，2026年。DOI: 10.1126/science.adz2542
