鸟类强大的飞行能力背后，做了哪些牺牲？一文了解飞行的秘密

今天小编就带各位走进：鸟类强大的飞行系统背后的奥秘。

全文共计4200字左右，阅读时间8分钟，建议收藏后阅读。记得添加关注哦！

鸟类活动高度是多少？从枝头到珠峰，跨越1万米

在介绍鸟类的呼吸系统对鸟的意义之前，我们要先了解一些冷门的知识。在平常的生活中，我们看到的鸟类（不包括家禽），最常见的活跃地点是枝头或低空200米左右，城市中的鸟类以文鸟科、鸦科和燕科为主，这三科的代表鸟类分别是麻雀、喜鹊和燕子。

我们来看一下这几种鸟儿的正常飞行高度：

麻雀。常见于枝头，飞行高度普遍为50米左右。

燕子。常见于低空穿梭，最高可以飞行至3000米。

喜鹊。飞行高度25-35米。

在这些所有城市中几乎都随处可见的鸟儿中，燕子的飞行技巧是最卓越的，无论是高空翱翔还是超低空滑翔，都不在话下。而喜鹊就显得笨拙一些，但是它们依靠灵活的跳跃能力能完美适应树枝间的生活，在树林间自由穿梭弥补了它们飞行能力的不足。

城市中的鸟儿往往不需要具备太高超的飞行拔高能力。可是反观野外的中大型鸟类，它们也许不具备小型鸟的灵活，但论飞行时间和高度来说，个个可都是【王牌飞行员】。

我们先了解一下这几位【飞行能手】：

1.大天鹅（Cygnus cygnu）。飞行高度记录：9144米。迁徙总里程2000-5000公里，迁徙时间1个月左右，晚上迁徙，每晚飞行距离超过250公里。

2.黑白兀鹫（Gyps rueppellii）。目前人类已知的最高空发现的鸟类没有之一。这种生活在非洲中南部的巨型鸟类，借助地面的热气流普遍盘旋在6000米左右高空觅食（这个距离和盘旋在三四十米处的麻雀比起来已经是不可思议了）。黑白兀鹫打破飞行高度记录是因为在1973年，一架飞行在11000米高空的飞机就撞上了一只黑白兀鹫。

3.高山兀鹫（Gyps himalayensis）。和黑白兀鹫一样，借助热气流上升到6000米高空盘旋觅食，飞行高度和它的表亲黑白兀鹫相比稍显逊色，但依旧能达到9000米的高空，飞越珠峰。

4.斑头雁（Anser indicus）。斑头雁之所以上榜，是因为它可以说是在迁徙过程中最辛苦的鸟类之一。斑头雁每年的迁徙，要从中亚、蒙古和克什米尔等地起飞，前往印度、巴基斯坦和缅甸等地越冬。它们的迁徙往往也会穿越珠峰，登山爱好者们在珠峰顶也可以发现这种成群结队的大雁。科学家根据GPS定位斑头雁的研究显示：斑头雁持续飞行能力超过17小时，全世界飞行时间最长的航班才不过19个小时。

论飞行高度和持续能力，雁形目和隼形目的鸟类一直都是冠军的有力竞争者。接下来我们就走进这些王牌飞行员的身体结构，来看看它们为了飞行，身体都有哪些特征。

搏击长空的鸟儿：除了身体外部结构，还有什么特点

鸟儿之所以能成为天空的领主，从根本原因上不外乎两点：体外条件和体内条件。说起来很懵懂，我们把这两个条件拆解一下：

体外条件：提供腾空能力

体内条件：适应高空环境

这两个条件，再来拆解一下，我们简单介绍。

鸟儿飞天，必要条件有以下4点必要条件，缺一不可：

翅膀。翅膀的主要作用除了起飞，更重要的其实是滑翔。翅膀是鸟儿在空中利用空气动力学的最主要方式：转弯、急停、上升、下降、翻滚等等动作，这些动作能在天上完成的前提条件就是需要鸟儿有合适的翅膀。我会在下面配一副常见的善飞的鸟儿的翅膀简图供大家对比。

骨架。鸟儿独有的中空骨架是有效降低体重的最直接方式，（会飞的）鸟类骨架占身体体重仅有5-6%，反观陆地动物，骨架重量都占了身体总体重近40%。在文章最后你就会知道，这对于鸟儿来说是一把双刃剑。

龙骨突。我们曾经在历史文章中介绍过鸟类的龙骨突，我们可以把这个部位简单理解成“人的胸肌”，强壮的龙骨突提供了鸟儿强壮的翼肌。如果说翅膀的主要作用是滑翔和改变方向，那么龙骨突越发达的鸟儿，它的起飞能力更强，空中调整能力更强，飞行速度越快。

羽毛。流线型的羽毛一方面为高空低温环境的鸟类提供保暖功能，另一方面让鸟儿减少空气阻力，在翅膀、龙骨突等部位的配合下提供下压抵抗力，完美运用空气动力学。

在这里，小编帮大家整理了一下不同鸟类的翼展俯视图，让大家通过鸟儿翅膀的区别，来观察鸟类对飞行是如何把控的。

从翅膀特点，我们基本上就能分辨不同鸟类的灵活程度了，例如：短翅膀开翼梢的乌鸦，空中动作注定非常灵敏，但是飞行速度一定比不上尖翼梢的猎隼和海鸥。诸如此类的对比，大家都可以根据不同的鸟类外形去做判断（比如现在你就知道了为什么麻雀如此灵活了：它们是短翅膀开翼梢。你也知道了为什么飞行冠军是军舰鸟了，因为它们的超长翼展+尖翼梢让它们注定属于天空。当然这也与体型有关，我们再这里不做深入讨论。）

但是，重点来了：这一切的体外条件，都只是这些鸟征服天空的原因之一。“没有强大的软件支持，再尖端的硬件设备也无济于事”。

在万米高空，空气稀薄，如果给人类一双翅膀即使飞上天，也难逃缺氧休克。在飞行这种如此高能量消耗的运动下，鸟儿是如何保证自己的氧气供给的：接下来我们正式了解一下鸟类那强大的【双重呼吸】系统。

强大的双重呼吸系统是怎么回事？探秘“气体无障碍流动”的鸟类呼吸

现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，就是大多数哺乳动物的呼吸方式：通过肺部的压缩和舒展来达到换气的目的。如果不容易理解：那么你可以理解成过去农村抽拉式的鼓风机：一抽一拉的过程，才算完成一次完整的换气。

实际上人的呼吸是单一通道的气体双向流动，但是反观鸟类的呼吸：它们的呼吸道除了气管呼气和吸气共用以外，实现了真正意义上“气体单向通道”。这件事听起来不可思议，我们通过鸟类呼吸气体流通图来了解一下。

我们通过对鸟类的解剖，发现鸟类的肺部结构和哺乳动物完全不一样：鸟类的肺部不是由肺泡组成的死胡同，而是双向开口的蜂窝状管道。这让鸟类的呼吸有两个特点：

鸟类肺部纤维不多，不像哺乳动物通过肺泡的舒展和挤压来控制空气进出；

蜂窝状结构的肺部，让气体无障碍流通，其单位体重气体交换表面积达到200平方厘米/克体重，而这个数据，人类只有15。

所谓的双重呼吸是什么

上一段说明了鸟类的呼吸特点，我们现在开始介绍鸟类的双重呼吸。

鸟的体腔内有许多由薄膜构成的气囊，与肺相通。吸气时，一部分空气在肺内进行气体交换后进入前气囊，另一部分空气经过支气管直接进入后气囊。呼气时，前气囊中的空气直接呼出，后气囊中的空气经肺呼出，又在肺内进行气体交换。

所以鸟儿有一个神奇的特点：不论是呼气还是吸气，通过气囊的作用肺部做了两次气体交换。

气囊是鸟类进行双重呼吸的重要器官。在飞翔时由于鸟的胸肌处于紧绷状态，不能像静止时一样通过肋骨的松弛紧绷来控制气体进入，所以鸟儿飞翔时候的呼吸，全部都是有【气囊】在掌握。

与之对应的就是鸟儿飞翔时候拍打翅膀的动作：

当鸟儿张开翅膀上举时，气囊扩大，此时为吸气过程；

当鸟儿翅膀向下收缩时，则对应排气过程。

鸟儿的双重呼吸可以解释这个问题：那就是为什么鸟类不会有高山反应。因为在空气稀薄的高空，鸟儿的双重呼吸作用能让鸟类最大限度地利用空气中的氧气，通过翅膀的上举和下降频率来加快或减少进气量。这是鸟儿高空翱翔的第一个秘密武器。

和双重呼吸密不可分的，是气囊。气囊是鸟儿翱翔高空的第二个秘密武器：这绝不仅仅是因为气囊帮助呼吸。

气囊对于高空翱翔的鸟儿来说，还有一个不能忽视的作用：增加浮力。在高空空气稀薄的环境下，鸟儿翅膀提供的提升力会下降，而这时候充满空气的气囊，从另一个方面减小了鸟儿本身的整体密度，让它们不至于因为浮力不足而下坠。

提取一下这一段的关键信息：双重呼吸让鸟儿最大限度利用空气中的氧气来供体内消耗，气囊的存在让鸟儿在稀薄的空气中也有足够的浮力。

可是我们要承认这样一个事实：上天赐予了鸟类搏击长空的能力，但同时也剥夺了鸟儿的一些其他功能。

为了适应高空，鸟儿牺牲了什么？

大自然是公平的，它赋予了鸟儿对天空的掌握力，但这也让鸟儿不得不做出一定的牺牲。而这个牺牲，是致命的：那就是鸟儿的生存能力极低。

这个生存能力并不是指的“觅食”技巧，而是“对抗能力”。在自然界中天敌简直是无处不在，除了隼形目下的猛禽外，几乎所有的鸟儿对伤害的抵抗能力都为负分。

这主要体现在两点：

鸟儿的骨骼非常脆弱。鸟类骨骼中空，没有骨髓，又细又长，这就让鸟儿非常容易受伤。它们骨骼的抗打击能力实在是太差了，跌落、冲撞、打架甚至是狂风，都非常容易造成鸟儿的骨折。

鸟儿的内脏器官也非常脆弱。不说其他的，单说它们的气囊，实际上只是一层薄薄的膜，可以用“吹弹可破”来形容一点也不夸张。如果你握住一只鸟，你会发现它们整体都是软趴趴的，一方面是本来就没有坚硬的骨骼保护，另一方面是它们的内脏的确是相当脆弱。

会飞的鸟儿虽然不太容易受到攻击，但是一旦受到攻击往往就是致命的：哪怕是骨折不能直接致命，也会因为无法起飞被小型哺乳动物等天敌消灭掉。

在野外，经常有受伤的鸟类坠落，这些坠落的鸟儿，只有不到百分之一能得到及时的救助。

所以他们获得了飞行能力，但有一副脆弱的身体。

“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”，也许在鸟类的眼里，只有天空才是真正的家乡，脆弱的身体下，掩藏不住一颗飞翔的心。

和远方比起来，身上的伤又算什么呢。返回搜狐，查看更多