在鳥類中，大雁、天鵝、禿鷲都是能翱翔在8000米高空的鳥兒。在海拔3000米的青藏高原，含氧量只有平原地區(qū)的50-60%，而到了珠峰高度，含氧量只有地面的25%。 大氣壓力隨著海拔的升高而降低，所以當(dāng)人們登上高原和高山時(shí)，因?yàn)檫^于稀薄的空氣，會(huì)讓我們受到高原癥和高山癥的折磨。 人們乘坐的飛機(jī)，也都要配置加壓艙才能保證乘客安全。一旦加壓艙出現(xiàn)失控，那么在機(jī)艙的乘客就會(huì)在不知不覺中進(jìn)入休克狀態(tài)，產(chǎn)生昏厥，后果不堪設(shè)想。
想一想與天空為伴的鳥類，即使在近萬米的高空，卻依舊“舉重若輕”一般能連續(xù)飛行數(shù)十個(gè)小時(shí)。 鳥類能完美適應(yīng)稀薄的空氣，在飛行如此消耗能量的情況下，依舊能保證自身氧氣供給，這一切都要?dú)w功于鳥兒卓越的呼吸系統(tǒng)：雙重呼吸(dual respiration)。 鳥類的雙重呼吸系統(tǒng)是如何幫助它們抵抗稀薄的空氣的？在空氣稀薄的高空，鳥兒的氣囊是如何協(xié)助飛行的？雙重呼吸系統(tǒng)對(duì)鳥類來說，究竟有多大的意義？為了這一身的飛行本領(lǐng)，鳥兒犧牲了什么？
今天小編就帶各位走進(jìn)：鳥類強(qiáng)大的飛行系統(tǒng)背后的奧秘。
鳥類活動(dòng)高度是多少？從枝頭到珠峰，跨越1萬米在介紹鳥類的呼吸系統(tǒng)對(duì)鳥的意義之前，我們要先了解一些冷門的知識(shí)。在平常的生活中，我們看到的鳥類（不包括家禽），最常見的活躍地點(diǎn)是枝頭或低空200米左右，城市中的鳥類以文鳥科、鴉科和燕科為主，這三科的代表鳥類分別是麻雀、喜鵲和燕子。
我們來看一下這幾種鳥兒的正常飛行高度：
在這些所有城市中幾乎都隨處可見的鳥兒中，燕子的飛行技巧是最卓越的，無論是高空翱翔還是超低空滑翔，都不在話下。而喜鵲就顯得笨拙一些，但是它們依靠靈活的跳躍能力能完美適應(yīng)樹枝間的生活，在樹林間自由穿梭彌補(bǔ)了它們飛行能力的不足。
城市中的鳥兒往往不需要具備太高超的飛行拔高能力。可是反觀野外的中大型鳥類，它們也許不具備小型鳥的靈活，但論飛行時(shí)間和高度來說，個(gè)個(gè)可都是【王牌飛行員】。 我們先了解一下這幾位【飛行能手】： 1.大天鵝（Cygnus cygnu）。飛行高度記錄：9144米。遷徙總里程2000-5000公里，遷徙時(shí)間1個(gè)月左右，晚上遷徙，每晚飛行距離超過250公里。
2.黑白兀鷲（Gyps rueppellii）。目前人類已知的最高空發(fā)現(xiàn)的鳥類沒有之一。這種生活在非洲中南部的巨型鳥類，借助地面的熱氣流普遍盤旋在6000米左右高空覓食（這個(gè)距離和盤旋在三四十米處的麻雀比起來已經(jīng)是不可思議了）。黑白兀鷲打破飛行高度記錄是因?yàn)樵?973年，一架飛行在11000米高空的飛機(jī)就撞上了一只黑白兀鷲。
3.高山兀鷲（Gyps himalayensis）。和黑白兀鷲一樣，借助熱氣流上升到6000米高空盤旋覓食，飛行高度和它的表親黑白兀鷲相比稍顯遜色，但依舊能達(dá)到9000米的高空，飛越珠峰。
4.斑頭雁（Anser indicus）。斑頭雁之所以上榜，是因?yàn)樗梢哉f是在遷徙過程中最辛苦的鳥類之一。斑頭雁每年的遷徙，要從中亞、蒙古和克什米爾等地起飛，前往印度、巴基斯坦和緬甸等地越冬。它們的遷徙往往也會(huì)穿越珠峰，登山愛好者們?cè)谥榉屙斠部梢园l(fā)現(xiàn)這種成群結(jié)隊(duì)的大雁。科學(xué)家根據(jù)GPS定位斑頭雁的研究顯示：斑頭雁持續(xù)飛行能力超過17小時(shí)，全世界飛行時(shí)間最長的航班才不過19個(gè)小時(shí)。
論飛行高度和持續(xù)能力，雁形目和隼形目的鳥類一直都是冠軍的有力競(jìng)爭(zhēng)者。接下來我們就走進(jìn)這些王牌飛行員的身體結(jié)構(gòu)，來看看它們?yōu)榱孙w行，身體都有哪些特征。 搏擊長空的鳥兒：除了身體外部結(jié)構(gòu)，還有什么特點(diǎn)鳥兒之所以能成為天空的領(lǐng)主，從根本原因上不外乎兩點(diǎn)：體外條件和體內(nèi)條件。說起來很懵懂，我們把這兩個(gè)條件拆解一下：
這兩個(gè)條件，再來拆解一下，我們簡(jiǎn)單介紹。
鳥兒飛天，必要條件有以下4點(diǎn)必要條件，缺一不可：
在這里，小編幫大家整理了一下不同鳥類的翼展俯視圖，讓大家通過鳥兒翅膀的區(qū)別，來觀察鳥類對(duì)飛行是如何把控的。
從翅膀特點(diǎn)，我們基本上就能分辨不同鳥類的靈活程度了，例如：短翅膀開翼梢的烏鴉，空中動(dòng)作注定非常靈敏，但是飛行速度一定比不上尖翼梢的獵隼和海鷗。諸如此類的對(duì)比，大家都可以根據(jù)不同的鳥類外形去做判斷（比如現(xiàn)在你就知道了為什么麻雀如此靈活了：它們是短翅膀開翼梢。你也知道了為什么飛行冠軍是軍艦鳥了，因?yàn)樗鼈兊某L翼展 尖翼梢讓它們注定屬于天空。當(dāng)然這也與體型有關(guān)，我們再這里不做深入討論。）
但是，重點(diǎn)來了：這一切的體外條件，都只是這些鳥征服天空的原因之一。“沒有強(qiáng)大的軟件支持，再尖端的硬件設(shè)備也無濟(jì)于事”。 在萬米高空，空氣稀薄，如果給人類一雙翅膀即使飛上天，也難逃缺氧休克。在飛行這種如此高能量消耗的運(yùn)動(dòng)下，鳥兒是如何保證自己的氧氣供給的：接下來我們正式了解一下鳥類那強(qiáng)大的【雙重呼吸】系統(tǒng)。
強(qiáng)大的雙重呼吸系統(tǒng)是怎么回事？探秘“氣體無障礙流動(dòng)”的鳥類呼吸現(xiàn)在各位把自己的手放在腹部，感受自己一股一股的呼吸。你感受到的，就是大多數(shù)哺乳動(dòng)物的呼吸方式：通過肺部的壓縮和舒展來達(dá)到換氣的目的。如果不容易理解：那么你可以理解成過去農(nóng)村抽拉式的鼓風(fēng)機(jī)：一抽一拉的過程，才算完成一次完整的換氣。
實(shí)際上人的呼吸是單一通道的氣體雙向流動(dòng)，但是反觀鳥類的呼吸：它們的呼吸道除了氣管呼氣和吸氣共用以外，實(shí)現(xiàn)了真正意義上“氣體單向通道”。這件事聽起來不可思議，我們通過鳥類呼吸氣體流通圖來了解一下。
我們通過對(duì)鳥類的解剖，發(fā)現(xiàn)鳥類的肺部結(jié)構(gòu)和哺乳動(dòng)物完全不一樣：鳥類的肺部不是由肺泡組成的死胡同，而是雙向開口的蜂窩狀管道。這讓鳥類的呼吸有兩個(gè)特點(diǎn)：
上一段說明了鳥類的呼吸特點(diǎn)，我們現(xiàn)在開始介紹鳥類的雙重呼吸。
所以鳥兒有一個(gè)神奇的特點(diǎn)：不論是呼氣還是吸氣，通過氣囊的作用肺部做了兩次氣體交換。 氣囊是鳥類進(jìn)行雙重呼吸的重要器官。在飛翔時(shí)由于鳥的胸肌處于緊繃狀態(tài)，不能像靜止時(shí)一樣通過肋骨的松弛緊繃來控制氣體進(jìn)入，所以鳥兒飛翔時(shí)候的呼吸，全部都是有【氣囊】在掌握。
與之對(duì)應(yīng)的就是鳥兒飛翔時(shí)候拍打翅膀的動(dòng)作：
鳥兒的雙重呼吸可以解釋這個(gè)問題：那就是為什么鳥類不會(huì)有高山反應(yīng)。因?yàn)樵诳諝庀”〉母呖眨B兒的雙重呼吸作用能讓鳥類最大限度地利用空氣中的氧氣，通過翅膀的上舉和下降頻率來加快或減少進(jìn)氣量。這是鳥兒高空翱翔的第一個(gè)秘密武器。
和雙重呼吸密不可分的，是氣囊。氣囊是鳥兒翱翔高空的第二個(gè)秘密武器：這絕不僅僅是因?yàn)闅饽規(guī)椭粑?br> 氣囊對(duì)于高空翱翔的鳥兒來說，還有一個(gè)不能忽視的作用：增加浮力。在高空空氣稀薄的環(huán)境下，鳥兒翅膀提供的提升力會(huì)下降，而這時(shí)候充滿空氣的氣囊，從另一個(gè)方面減小了鳥兒本身的整體密度，讓它們不至于因?yàn)楦×Σ蛔愣聣嫛?br>
提取一下這一段的關(guān)鍵信息：雙重呼吸讓鳥兒最大限度利用空氣中的氧氣來供體內(nèi)消耗，氣囊的存在讓鳥兒在稀薄的空氣中也有足夠的浮力。 可是我們要承認(rèn)這樣一個(gè)事實(shí)：上天賜予了鳥類搏擊長空的能力，但同時(shí)也剝奪了鳥兒的一些其他功能。 為了適應(yīng)高空，鳥兒犧牲了什么？大自然是公平的，它賦予了鳥兒對(duì)天空的掌握力，但這也讓鳥兒不得不做出一定的犧牲。而這個(gè)犧牲，是致命的：那就是鳥兒的生存能力極低。 這個(gè)生存能力并不是指的“覓食”技巧，而是“對(duì)抗能力”。在自然界中天敵簡(jiǎn)直是無處不在，除了隼形目下的猛禽外，幾乎所有的鳥兒對(duì)傷害的抵抗能力都為負(fù)分。
這主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)：
會(huì)飛的鳥兒雖然不太容易受到攻擊，但是一旦受到攻擊往往就是致命的：哪怕是骨折不能直接致命，也會(huì)因?yàn)闊o法起飛被小型哺乳動(dòng)物等天敵消滅掉。 在野外，經(jīng)常有受傷的鳥類墜落，這些墜落的鳥兒，只有不到百分之一能得到及時(shí)的救助。 所以他們獲得了飛行能力，但有一副脆弱的身體。
“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”，也許在鳥類的眼里，只有天空才是真正的家鄉(xiāng)，脆弱的身體下，掩藏不住一顆飛翔的心。 和遠(yuǎn)方比起來，身上的傷又算什么呢。 |
