Le migrazioni

Alcuni uccelli sono strettamente sedentari o stazionari, ma numerose specie migrano, ossia si spostano regolarmente da una regione all'altra quando cambiano le stagioni. Sia l'area estiva  sia l'area invernale delle specie sono ben definite. I risultati ottenuti marcando singoli uccelli con anelli numerati applicati alle zampe indicano che molti di essi ritornano nei luoghi occupati precedentemente. La maggior parte degli uccelli compie migrazioni latitudinali, ossia si trasferisce da sud a nord e in senso inverso; gli uccelli si trasferiscono nelle vaste masse di terre emerse delle regioni temperate  settentrionali e subartiche, dove trovano habitat per l'alimentazione e la nidificazione durante i mesi più caldi, e poi si ritirano a sud per svernare. Un movimento opposto e meno imponente si osserva nell'emisfero australe, dove le stagioni sono invertite. Alcuni altri uccelli compiono migrazioni altitudinali, trasferendosi in regioni montuose per trascorrervi l'estate e ritornando nelle regioni pianeggianti per trascorrervi l'inverno.
La maggior parte delle specie percorre rotte migratorie stabilite e viaggia seguendo più o meno un programma, arrivando e sparendo regolarmente secondo il calendario. Alcuni uccelli migrano tenendosi vicino al suolo, altri ad un altitudine  di 900-1500 m ma raramente superiore. Sebbene gli individui possano volare con una velocità di 50-80 km/h, essi si fermano per alimentarsi, vengono oltrepassati da altri individui, quindi si rimettono in viaggio; perciò, il fronte di migrazione procede piuttosto lentamente, con una velocità media di circa 40 km/d.
La migrazione, la riproduzione e la muta sono fasi del ciclo annuale degli uccelli e sono tutte regolate dal sistema neuroendocrino. In generale, prima della migrazione, riserve di grasso, assenti in altri periodi, si accumulano rapidamente per fornire un combustibile supplementare durante i lunghi voli. Inoltre, numerosi uccelli strettamente diurni diventano notturni durante la migrazione. Prima della migrazione, si manifesta un'irrequietezza (Zugunruhe, in tedesco) e gli uccelli cominciano a muoversi verso la loro meta migratoria. Sebbene la Zugunruhe appaia essere innata, il tempo in cui insorge è influenzato da stimoli ambientali agenti attraverso il sistema neuroendocrino dell'uccello. Nelle specie della zona temperata lo stimolo più importante è il cambiamento della lunghezza del giorno, ma anche delle condizioni meteorologiche possono influenzare i tempi di partenza. Esperimenti su Zonotrochia albicollis hanno dimostrato che il corticosterone secreto dagli organi adrenali e la prolattina secreta dall'ipofisi interagiscono per determinare l'accumulo di grasso, l'accrescimento delle gonadi e l'irrequietezza associate con l'insorgenza della migrazione e che l'andamento temporale della fluttuazione giornaliera della concentrazione ematica di questi due ormoni è un fattore critico nell'iniziare le modificazioni premigratorie. L'orologio biologico che interviene in questo processo può essere l'epifisi. È stato dimostrato che negli uccelli l'epifisi, o la ghiandola pineale, esercita un controllo sulla loro attività locomotoria giornaliera (circadiana). Reagisce alla stimolazione fotoperiodica (variazioni luminose giornaliere) e forse agisce sull'ipotalamo e sull'ipofisi, promuovendo la secrezione di corticosterone e prolattina.
Nella migrazione, alcuni uccelli seguono punti di riferimento evidenti - coste, fiumi, catene montuose - mentre altri passano su mari e terre con poche caratteristiche topografiche. Inoltre, in alcuni giovani uccelli che migrano indipendentemente dai loro genitori, il riconoscimento dei punti di riferimento può essere innato. L'imprinting durante lo sviluppo precoce permette ad alcuni uccelli di riconoscere la regione in cui sono nati quando vi fanno ritorno. In numerose specie, la migrazione durante le ore diurne appare essere guidata dal Sole (azimut) e di notte dall'asse di rotazione stellare. Una densa copertura di nubi o la nebbia interferiscono con l'orientamento. L'uso di riferimenti astronomici o celesti richiede un senso del tempo (orologio biologico), ben sviluppato negli uccelli. Però, in alcuni uccelli le informazioni sembrano ottenute da riferimenti astronomici (configurazioni stellari) senza che sia necessario un orologio biologico. Nei piccioni viaggiatori la sensibilità al campo magnetico terrestre facilita l'orientamento, come è stato dimostrato per mezzo di distorsioni del campo magnetico terrestre ottenute applicando magneti sul capo degli uccelli e usando campi magnetici artificiali.
Delle specie che si riproducono nella regione paleartica, il 40 % trascorre l'inverno altrove, e di quelle che lasciano la regione paleartica il 98% si trasferisce verso sud, verso l'Africa, e trascorre l'inverno in aree di savana (vegetazione caducifoglia) e il suo arrivo coincide di solito con la maturazione di un'immensa produzione di semi delle graminacee dominanti.

Vengono sfruttate le correnti ascensionali locali dette termiche, formate dall'aria calda che sale dal suolo e le rocce riscaldati dal Sole, o le correnti d'aria che risalgono i fianchi di montagne o scogliere. Con il volo battuto diretto si possono, invece, attraversare mari e terre emerse. 

MacArthur (1959) ha messo in evidenza il ruolo giocato dalle risorse nell'evoluzione delle migrazioni; nel suo studio la quantità di uccelli migratori viene messa in relazione con il tipo di ambiente e risulta così che dove vi è più differenza stagionale nella quantità di cibo vi sono più uccelli migratori. Inoltre vi sono più migratori tra gli uccelli insettivori che tra i granivori, proprio in relazione all'utilizzo di risorse più fluttuanti. Seguendo lo stesso ragionamento e considerando che nelle foreste sono più frequenti gli uccelli insettivori rispetto ai granivori, ci saranno più migratori in questi habitat rispetto alle praterie ed inoltre ci saranno più migratori nelle foreste decidue rispetto alle foreste di conifere.
Herrera (1978) ha riscontrato che in Europa esiste una relazione tra la latitudine e la proporzione di passeriformi migratori. Questa selezione è evidente quando inverni rigidi siano associati a ricche stagioni riproduttive (caratteristica delle regioni ad alte latitudini) cui segue una forte migrazione.