20世纪50年代末，德国费赖堡大学鸟类学家萨维尔曾发现，部分鸟类有一种承袭的天性——能够辨别夜空中的星图。萨维尔进行了一次有趣的实验，他在一间圆顶型的大厅内仿制天空，用人工的方法布上了许多能活动的星星，作为人造天体，随后放入一只欧洲夜莺。这种鸟每年从斯堪的纳维亚山脉北部飞往非洲南部。与其他鸟不同的是，它们不是跟随着为首的鸟成群结队地南飞，而是小鸟在前，其他鸟在后。小鸟初次南飞也能够准确地飞抵目的地。
这充分表明，欧洲夜莺在迁徙中是依靠自己独特的天性分辨方向的。在这次试验中，萨维尔将欧洲夜莺放人大厅内，随后变化厅内星星的位置，以观察此鸟是否采取捷径南飞。试验表明，这种鸟在变化的天体中不断改变方向，采取了最佳捷径一直向南飞。于是萨维尔得出结论说，欧洲夜莺是凭借自己的天性以观察天空中星星的位置进行迁徙的。但是这种鸟分辨方向的能力或者说天性为什么这样强呢?为什么能在变化的天体中以观察星星的位置径直南飞呢?它与天体又有什么样的关系?这些问题仍然使萨维尔困惑不解，至今也未能找到正确的答案。
现在还有一种比较流行的理论认为，鸟类的迁徙习性和辨别旅途能力是与生俱来的，是由史前时期觅食的困难造成的。那时，为了寻找食物，鸟儿不得不进行周期性的长途旅行。这样年复一年，世世代代，经过漫长的演化过程，各种迁徙的习性就被记录在它们的遗传密码上，然后经过核糖核酸分子一代一代传下来。因此，那些很早就被它们父母遗弃了的幼鸟，在没有成鸟带领、也没有任何迁徙经验的情况下，仍然能成功地飞行千里，抵达它们从未到过的冬季摄食地。
那么，这种遗传能力究竟是怎样形成的?定向识途的知识又是怎样编入遗传密码的呢?这又是摆在遗传学家面前的难题。
科学家们还发现，某些动物还具有一种特殊的感觉本领。例如，鱼能够非常准确地辨出水温的变化，而这种变化的幅度甚至只有3％。他们认为，水蛇正是依靠这种本领从欧洲海岸游到萨拉加苏岛的。在此漫长的旅行中，水温从10℃上升到40℃。又如非洲西部的河流中有许多鱼能自动产生磁波感，因此对地球磁波中任何微小的变化都十分敏感。而鲑鱼则具有十分敏感的嗅觉，能够辨别含有各种不同化学成分的各种水流，依靠这种天然能力便可找到合适的产卵区。
在此方面最重要的发现是鸽子、知更鸟和海鸥能够发现地球磁场中任何微小的变化。在理论上，当微弱的磁波通过动物器官时，动物自身是感觉不到的。但是，生物学家基吐纳在一次试验中却成功地证明鸽子能够感觉到磁波，并能依靠这种磁波辨别方向。试验中，他将鸽子放置在一个完全失去视觉的环境中，即无任何地下标志和太阳光，并在鸽子的爪上装上一块小磁铁，于是鸽子立即失去了一切辨别方向的能力。
目前，科学界比较一致的倾向是动物在分辨方向方面所依赖的并不止是一种方式。比如鸽子不仅依赖太阳，也依赖其身体内的“磁罗盘”辨别方向，它们能够根据条件的不同而使用其中的一种方式。绿色海龟在大西洋内的迁徙中，大部分时间是凭借天上星星的位置辨别方向，但在临近阿森松时，则改用嗅觉辨别方向。自称为宇宙论学者的部分科学家们认为，动物每年进行的这种罕见的迁徙行动是无意识的，其中鸟和昆虫等动物可能是受到一种无法解释的宇宙流的胁迫而产生迁徙行动的。例如，有些动物有时会不顾气候条件进行一场自杀式的迁徙。电磁波理论则是一种很有吸引力的观点，即认为是电磁的力量使动物产生迁徙的念头。部分科学家甚至试图将动物长途跋涉的迁徙行动解释为动物的第六感觉。他们认为，一些动物如马、猫，特别是狗能够预料到一些即将发生的事情，这种能力不论称其为动物的第六感觉还是预料事物的能力，在理论上都很难有科学的解释。
