鸟类羽毛有什么用?要穿着过夏天吗?大自然也很扎心
先不说时尚,大家觉得在冬天的外套里面,有比羽绒服更保暖的吗?
从保暖程度上来看,目前世界上还没有任何保暖材料能够超过羽绒的保暖性。
上图就是填充在羽绒服里面的鸭绒或者是鹅绒,它其实就是鸟类身上的绒羽,鸟类能够度过冬天全靠绒羽。
那它为什么可以保温呢?
热量的传递有三种方式,热辐射、热传导和热对流。
如果有一种材料可以封闭空气,阻止空气对流,那它就能够起到很好的保暖效果,里面的热量不会流失,外面的冷气也不会渗透进来,绒羽就能够做到这一点。
如果你放大来看的话,它有着精密复杂的能够封闭气体的微结构,可以固定大量的静止空气,是隔热性能最好的自然材料。
而且羽绒越蓬松的话,它的保温效果会越好。
鸟类就是可以改变自己的蓬松程度,所以冬天看起来都是糯米团子的样子。
不过羽绒有一个弱点,就是它不能沾水,它一旦沾水就会马上失去隔热能力,而且要很长的时间才能够重新变得干燥和蓬松,所以绒羽都是在最里层,它外面会有好几层防水的正羽覆盖。
不过如果冬天这么保暖,那夏天怎么办?鸟类要穿着羽绒服过夏天吗?
鸟类是怎么散热的
虽然不能脱衣服,但是要尽可能的露。
对鸟类来说,有效的散热一直是一个很重要的问题。
地球上没有任何一种哺乳动物能比鸟类维持更高的新陈代谢率。几乎所有的鸟类都会将自己的活动时间,安排在一天当中最凉爽的时刻。
它们起飞产生的热量是停歇时的7倍,甚至是20倍。
那鸟类自身的散热机制有哪些呢?
首先是皮肤的裸区,虽然鸟类大部分的区域是由羽毛覆盖的,但也有一些区域是不长毛的裸区。
当鸟类受热的时候,就会把羽毛抬起来或者是移开,通过对流的空气把热量带走。
第二就是腿和脚,大部分的鸟类长期裸露在外的区域,也就是腿和脚。
鸥和鹭就可以让自己腿和脚上的血流量增加20倍,这样能够迅速的将多余的热量散发到空气中。
第三个就是嘴部,嘴部的血管也会释放热量。
这可能也是一些炎热地区的鸟会有那么大的嘴的原因。
第四个就是喘息。
鸟类有一套高效的呼吸系统,它们体内有很多气囊,大多分布在内脏之间,加快呼吸频率意味着有更多的空气可以进出气囊,在高效呼吸的同时也带走体内的热量。
除了这些方法之外,鸟类也会竖起头部或者是背部的羽毛来散热。
同样能够飞行的蝙蝠,它们裸露的翼膜在飞行的时候能够更有效的散热,但羽毛有更出色的隔热能力。
这个差别让鸟类能够适应更寒冷的地区,它们的分布也会更广。
鸟类是怎么飞翔的
说完保暖,我们再来看看飞行,不同的鸟类,它们的飞行会有什么样的特点。
猫头鹰、游隼、鸽子这三种鸟,它们的翅膀和身体的比例不同,它们拍打翅膀的频率不同,它们发出的声音也不同。
鸽子就属于大身体小翅膀,它拍打翅膀的次数多,所以声音就大。
而游隼会有更大的翅膀,它是飞行速度最快的鸟。
而猫头鹰有更大的翅膀和小的身体,它更多的是滑翔,很少拍到翅膀,所以声音很小。
除了这个区别之外,猫头鹰翅膀边缘的羽毛有梳子状的凸起,这种细小的绒毛可以减少空气扰流,有的飞机也是利用这种原理来减少噪音。
飞行声音的大小对于游隼来说没有那么重要,因为它是靠高速的俯冲重击来猎杀动物的。
不过对猫头鹰来说是一个很大的优势,它是晚上狩猎的,无声的飞行能够让它在靠近猎物之前不会惊动它们。
观察鸟类的飞行,你不能只看羽毛起到什么样的作用。
翅膀的形状、长度,它身体的大小,都是影响鸟飞行模式的因素,这也是观察鸟类的乐趣之一,因为它们都太不一样了,它们生存的地方也太不一样了。
以上图为例,鸟类的翅膀可以分为被动滑翔翼、主动滑翔翼、椭圆翼和高速翼。
总结是翅膀比例越长越倾向于滑翔,翅膀比例短的就需要快速的拍打来进行主动飞行。
而这些特点也是由鸟类的生活环境塑造的。
如果一种鸟是生活在林间,那灵活的椭圆翼会更适用,它们快起快落。
而在开阔地带的中小型鸟,高速翼就能够让它们在长距离的飞行中省力不少。
而在宽阔地带的上空经常会有热气流的产生,对大型鸟类来说就很适合被动滑翔,尤其是食肉的猛禽或者是食腐的秃鹫,它们不需要飞得很快,只需要在上空巡视,寻找目标。
而大型的海鸟一般是主动滑翔翼。
羽毛的色彩
你永远可以相信鸟的审美,它们的配色大胆高级,非常的明艳动人,有的还有鳞片一般的光泽。
羽毛颜色的丰富可能是在性选择、伪装、社交等其他功能的压力下演化的。
而羽毛的成色原理就两个,一个是色素成色,一个是结构成色。
大多数色素成色的羽毛颜色是由黑色素、类胡萝卜色素、卟啉色素决定的。
色素通过选择性吸收来发挥作用,当光照射在一片带色素的羽毛上的时候,部分光谱被吸收,剩下的部分以色彩的形式反射到我们眼睛里。
而结构色往往产生的就是那种炫目惊艳的色泽,例如孔雀的羽毛,蜂鸟喉部的彩虹光泽。
这种颜色不是通过光的吸收,而是通过特殊的羽毛结构让自然光发生散射而产生了。
有的鸟的羽毛两种成色都有,所以看起来特别的艳丽。
鸟类能够看到人类无法看到的紫外光,在它们眼里,这个世界的色彩应该会更丰富一些。
羽毛承载了太多的功能,它轻盈、保暖、艳丽,能够让鸟类到达并且适应更多的地方。
可以说羽毛就是鸟类的代名词,是大自然最神奇的物质之一。
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