远行的飞禽靠什么辨别方向始终是人们百思不得其解的谜。例如，有一种北极燕鸥，它们夏季出生在北极圈10°以内的地方，出生后6 个星期就离家南飞，一直飞到远在1.8 万千米外的南极浮冰区过冬。过冬之后，又飞回北方原来的出生地点去度夏。由于迂回弯曲，一来一去北极燕鸥的实际飞行竟达4 万千米之遥。燕鸥飞越如此漫长的路程，竟丝毫不会迷航，它究竟是凭什么本领认路的呢？它那简单的头脑是怎样解决复杂的航行定向问题的呢？
有人认为一部分飞禽是靠地球磁场来定向导航的，比如信鸽；也有人提出鸟类是根据太阳和星辰来导航的。
现在一种比较流行的理论认为，鸟类的迁徙习性和辨识旅途能力是与生俱来的，这只能用遗传学知识来解释。
鸟类的迁徙习性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，各种迁徙习性就被记录在它们的遗传密码上，然后经过核糖核酸（RNA）分子一代一代传下来。因此，那些很早就被父母遗弃了的幼鸟，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。
科学家们曾用鹳鸟做过实验。生活在德国的鹳鸟有两个品种，一个生活在西部，一个生活在东部，它们在一定季节都要迁飞到埃及去，但这两个品种的鹳鸟的迁移路线并不相同。生活在西部的鹳鸟是飞越法国和西班牙上空，然后越过直布罗陀海峡，沿着北非海岸，飞抵埃及的；而东部的鹳鸟则绕过地中海的末端直抵埃及。
科学家把东部鹳鸟的蛋，移置到西部鹳鸟的窝里，待孵出小鸟后，加上标记以便辨认。令人惊奇的是，东部小鸟长大迁飞时，并没有跟随饲养它们的养母（西部鹳鸟）一起飞行，而是按照自己祖先固有的“东部鹳鸟路线”飞行。这个实验生动地表明，鹳鸟迁飞选择哪一条路线，并不是简单地跟随长辈的结果，而是遗传因素支配下的本能。那么，这种遗传能力究竟是怎样形成的？既然知识的获得性不能遗传，那么定向识途的知识又怎么可能编入遗传密码呢？这又是一个摆在遗传学家面前的大难题。