Kein einzelnes Sinnesorgan erklärt die Heimfindung der Tauben. Stattdessen nutzen Tauben eine redundante, verschachtelte Hierarchie von Umweltsignalen: Duftstoffe in der Luft, Sonnenazimutwinkel, geomagnetische Inklinationslinien und Straßennetze.
Navigationsforscher unterteilen die Heimfindung in zwei getrennte Phasen: die Bestimmung des Standorts relativ zum Zuhause (der Schritt der „Karte“) und das Halten des richtigen Kurses zurück (der Schritt des „Kompasses“). Tauben nutzen für jede Phase je nach geografischer Entfernung und Wetterbedingungen unterschiedliche physikalische Sinne.
An klaren Tagen bestimmen Tauben die Richtung anhand des Sonnenstands. Da sich die Sonne pro Stunde um 15 Grad über den Himmel bewegt, berechnet die innere zirkadiane Uhr des Vogels den Azimutwinkel ständig neu, um während des Vormittags und Nachmittags eine wahre Himmelsrichtung beizubehalten.
Wegweisende Experimente von Floriano Papi und Hans Wallraff zeigten, dass junge Tauben die vorherrschenden Windrichtungen und die damit verbundenen Aerosolgerüche lernen, während sie im Taubenschlag ruhen. Werden sie in unbekanntes Gebiet gebracht, helfen regionale Geruchsgradienten dabei, ihre geografischen Koordinaten zu bestimmen.
Wenn dichte Wolken die Sonne verdecken, greifen Tauben auf das Erdmagnetfeld zurück. Lichtempfindliche Cryptochrom-4-Moleküle in ihren Netzhautzellen durchlaufen Quanten-Spinveränderungen, die es dem Vogel möglicherweise erlauben, die geomagnetischen Feldlinien buchstäblich über sein Sehfeld gelegt wahrzunehmen.
Forschende der University of Oxford statteten Brieftauben mit winzigen, hochpräzisen GPS-Loggern am Rücken aus. Im Laufe wiederholter Flüge verzichteten die Vögel auf rein mathematisch direkte Flugvektoren und folgten stattdessen Autobahnen, Ausfahrten und Bahnstrecken, wobei sie an Kreuzungen aktiv abbogen.
Die frühe Volkskunde ging davon aus, dass Tauben eine mystische Kompassnadel besitzen, die dauerhaft zur Heimat zeigt. Moderne Telemetrie zeigt jedoch, dass die tatsächlichen Flugspuren gewunden sind, durchsetzt von Erkundungskreisen, optischer Neuausrichtung an Autobahnkreuzen und sozialen Abstimmungen zwischen den Schwarmmitgliedern.
Entscheidungsfindung im Schwarm erkundenDer Geophysiker Jon Hagstrum wies nach, dass tieffrequente Schallwellen (unter 20 Hz) – erzeugt durch Tiefseewellen, Mikroseismik und Bergwinde – Tausende Kilometer durch die untere Atmosphäre reisen. Tauben nehmen diese tiefen Frequenzen wahr und bilden möglicherweise akustische Konturkarten großer kontinentaler Landformen, die selbst bei bedecktem oder stürmischem Wetter erhalten bleiben.