江南皮皮蝦258 / 科學 / “無腳鳥”存在嗎?連睡覺、交配都不落地...

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“無腳鳥”存在嗎?連睡覺、交配都不落地的那種

2020-03-25  江南皮皮...
        王家衛電影里,提到一種“沒有腳的小鳥”,以形容主人公漂泊的一生。

        橫看豎看,這種鳥都像是一種文學象征。而其原型也確實是杜撰的產物“天堂鳥”。商人為了保存標本會將極樂鳥的雙腿砍掉,從而民間也催生了一種“神鳥”的傳說。

        Ulisse Aldrovandi著《鳥類學》(1599)中的天堂鳥,天堂鳥的原型便是極樂鳥,然而極樂鳥不但有腳,飛行能力還一般。圖源:維基百科

        但在現實生活中,配得上“無腳鳥”稱號的,只有神奇的雨燕。

        雨燕一生中的絕大部分時間都在飛行,落地的次數屈指可數。除了在風里睡覺、它們吃喝拉撒,甚至是交配都在空中完成。

        連續飛行10個月不著陸的記錄,已經讓所有鳥類望塵莫及。但這可能還不是極限。
         

        菠萝视频苹果版app普通雨燕(Apus apus),圖源:Marcel van Kammen/Minden Pictures


        雨燕,一般指的是雨燕科(Apodidae)屬(Apus)的鳥類,其中最常見的便是普通雨燕(Apus apus)。但無論是Apodidae還是Apus,都來源于希臘語ápous,意為“沒有腳的'

         
        當然,雨燕并非真的沒有腳,只是雙腳已經嚴重退化。和其他鳥類不同,雨燕的四趾是朝前的(其中一趾能自由地前后旋轉)。

        幾種鳥類的不同類型腳趾對比,e為雨燕的腳

        因此,它們也只能攀附在樹干、懸崖、墻壁等粗糙的垂直面上,卻很難在地面站立、更無法走路和跳躍了。

        普通雨燕的腳,圖源:John Dike

        掛在墻上的煙囪雨燕(Chaetura pelagica)

        如果意外墜落地面,雨燕是無法快速起飛的。別的鳥能雙腳蹬地以獲得一個推力快速起飛,但雨燕就只能用長翅膀撲棱幾下,起飛很難且速度極慢。

        所以說,落地的雨燕是很危險的,幾乎等同于給其他動物送便當。

        此外,它們想要成功起飛還有個前提,那就是地面足夠平坦。如果是掉落到草叢里,它們估計就兇多吉少了。而這些特點,也使得它們不愿意降落在地面,“無腳鳥”因而得名。
         

        普通雨燕,圖源:Joelle A Godfrey

        當然,身為鳥類中的飛行高手,雨燕也基本不需要著陸,飛就完事了。

        雨燕的身軀較小,但其兩翼卻又大又修長,這讓它們飛起來很省力,看外型也有點像我們熟悉的家燕(Hirundo rustica)。
         

        家燕和雨燕對比,圖源:維基百科

        菠萝视频苹果版app不過需要注意的是,雖然在俗語中它們都被叫做“燕子”且長得比較像,但雨燕與家燕卻沒有半毛錢關系。而這些相似的特征更多是趨同進化的結果,都有利于飛行。

        菠萝视频苹果版app如今,我們已經把家燕歸入雀形目。而雨燕與蜂鳥才是真正的一家人,同屬于雨燕目(Apodiformes),盡管一個像直升機一個像滑翔翼。

         

        蜂鳥懸停,圖源:維基百科

        再加上頭小嘴大、身體呈完美的流線型、兩翼窄長且向后呈鐮刀狀等特點,雨燕還成功將速度與耐力混合。

        雨燕的平飛速度能達110km/h,這已經能讓許多捕食者望塵莫及了,所以雨燕的天敵其實并不多。但與此同時,雨燕又能做到持續飛行。

        紅色為普通雨燕的繁殖區,藍色為普通雨燕的越冬區,圖源:維基百科

        普通雨燕是遷徙鳥類,每年需要從亞歐大陸遷徙至非洲越冬。而每年的4月下旬到9月中旬,才是普通雨燕的繁殖季節。但除了繁育后代需要的短短兩個月,雨燕的99%的時間都保持著飛行狀態。


        早在50年前,鳥類學家就已經發現它們不可思議的飛行能力了。但又苦于只有間接證據,如沒有在雨燕的越冬地發現任何普通雨燕,人們始終對其能飛多久保留著意見。

        直到2016年的一項追蹤研究,大家才終于被雨燕驚人的能力折服。



        當時,研究人員就為13只獨立的普通雨燕裝上了微小的記錄儀和加速計,以追蹤觀察它們每年的飛行路線和活動情況。結果發現,一些雨燕整整飛行了10個月,都沒有降落過一次。
         
        雨燕的壽命是很長的,最高記錄能達到21年。算下來,雨燕一生中飛躍的距離,就已經足夠往返于地球與月亮之間數次了。
         
        不過,連飛10個月還不算什么。在這項追蹤研究后,鳥類學家還大膽地推測,雨燕可能早已創造了比10個月還要漫長的飛行記錄。

        前面已經提到過,除了繁育后代,雨燕是恨不得永不落地的。但事實上,它們的飛行時長記錄也與繁殖期的長短相關。在普通雨燕之前,高山雨燕(Tachymarptis melba)在2013年就創造了長達6個多月的飛行記錄。它們之所以不夠普通雨燕持久,則主要是因為每年的繁殖期太長了。

        高山雨燕(Tachymarptis melba),圖源:維基百科

        而需要注意的是,普通雨燕雛鳥自學會飛行后,便不會再回到原來的巢穴了。等到兩年后性成熟,它們才會停留,為雛鳥筑巢、覓食完成傳宗接代的任務。

        所以說,在這兩年的成長期中,如無意外雨燕很可能也是不會落地的。只是到目前為止,還沒有實際的追蹤記錄能夠證明這一點。

        圖源:Swift Conservation. org
        所以說除了帶娃,它們吃喝拉撒以及求偶交配等行為,統統都能在空中完成,說是住在天上都一點不為過。


        但問題來了,雨燕在空中是怎么生活的?

        確實,在食物匱乏和嚴寒等情況下,雨燕能夠進入低能耗的休眠模式,全身體溫驟降。這一狀態一般能維持幾天到10天不等,但也只見于雨燕幼雛。這是它們的一種生存策略,當寒潮來襲或雙親無法及時照料,這些幼崽仍有一線生機。
         
        還沒學會飛翔的普通雨燕幼雛。圖源:維基百科

        不過,光靠茍是沒法過日子的。它們始終要長大,飛向天空獨當一面。

        自從學會飛行后,雨燕就要自己覓食了。雨燕是一種食蟲鳥類。靠著在空中張開大嘴,它們就能兜住各種飛蟲。

        小小的身材,大大的嘴巴

        而這一捕食行為,也讓雨燕成了動物界的天氣預報員。每當雨燕低飛鳴叫時,就說明天可能要下雨了。因為下雨前的氣壓較低,那些飛蟲無法飛到高處,紛紛棲息在水面和地面草叢上。雨燕也只好跟著飛蟲低飛。

        有時候掠過水面,雨燕還能順便喝上幾口水。事實上,就連用來筑巢的材料,它們也全都是從天上撿的。

        雨燕掠過水面


        其實,吃喝拉撒在天上完成并不算什么奇事,重點是它們究竟是如果睡覺的?

        關于這個問題,科學家也糾結了很久,其中涉及一種特殊的睡眠方式,也叫單半球慢波睡眠(Unihemispheric slow-wave sleep ,USWS)。
         
        腦電圖顯示的慢波睡眠,圖源:維基百科

        從入睡到清醒分為兩大階段:快速動眼睡眠期(REM)與慢波睡眠(SWS)。在慢波睡眠的過程中,身體會得到完全舒緩和放松。而這一階段的睡眠,也正是我們俗話說的深度睡眠,不容易被喚醒。
         
        而所謂單半球慢波睡眠,便是只讓一邊的大腦進入深度睡眠狀態,另一邊的大腦則保持清醒,所以也叫不對稱睡眠。與之對應的,便是一只眼閉上,另一只眼睛睜開以監視著潛在的威脅。

        進入單半球慢波睡眠狀態的麻雀。圖源:維基百科

        過去,科學家就已經在不少哺乳動物和鳥類中,觀察到這種睡眠方式了。畢竟在野外,到處都是虎視眈眈的眼睛,想要睡一個安穩覺都很奢侈。

        我們熟悉的海豚之所以能用一天的三分之一時間睡覺,而又不被海水嗆死,靠的便是這一絕技。

         各種動物每日需要的平均睡眠時長,圖源:HOWSTUFFWORKS.COM

        在一戰時期,就有法國飛行員曾在幾千米的高空中,觀察到雨燕們正在邊飛邊睡。

        那天夜里,他遇上一群非常安靜的雨燕。但就算是飛行員已經飛到附近,離鳥群只有幾米距離,它們仍舊沒有作出任何反應。盡管這群鳥是在飛機下方,飛行員無法看清楚它們的眼睛是否閉合,但這群鳥很有可能就是睡著了。
         
        當然,科學家還沒有試過給邊飛邊睡的雨燕做檢測腦電波。倒是在前幾年,另一種也需要跑長途的鳥類——軍艦鳥(Fregata minor)曾頭戴腦電波儀,這才讓科學家研究到它們在空中是怎么睡覺的。

        頭戴測試設備的小軍艦鳥

        在不遷徙時,小軍艦鳥一天就會睡12個小時。但在空中,小軍艦鳥平均每天只睡42分鐘,既會進行特殊的單半球慢波睡眠,也會像普通睡眠一下兩個大腦同時陷入深度睡眠狀態。
         
        所以我們有理由相信,十月如一日飛翔的雨燕,也會共用兩種不同的睡眠方式休息。只是,它們到底如何分配睡眠時間到現在還沒有定論。

         
        此外,小軍艦鳥都是在滑翔時才會進入睡眠狀態,全程是不會拍打翅膀的。但雨燕邊飛邊睡時,則更可能是拍打著翅膀的,只是頻率會低一些。

        曾有科學家發現,在黎明和黃昏時段,雨燕拍打翅膀的次數比其他時間都多。而這段時間,它們會爬升到2000米至3200米的高度。而一旦過了這個活躍時段,它們就很少拍打翅膀了。

        據推測,這些雨燕是故意爬升到這一高度,再慢慢滑落的。而這一過程,它們就能毫無障礙地睡上一覺了。

        在空中交配的普通雨燕,圖源:Gunnar Pettersson
        其實別說睡覺了,就是連交配,雨燕都能在天空中完成。

        97%的鳥類,是沒有外生殖器的,只有一個用于交配、排泄及排遺的泄殖腔。而這部分鳥類便是通過泄殖腔的短暫接觸完成交配的。

        雄鳥只需要將泄殖腔對準雌鳥的泄殖腔后射精,就算完成交配了。這整個過程是真的“蹭蹭不進去”,而且速度極快。可能只是一眨眼功夫,我們就會錯過它們交配的全過程了。所以鳥類的交配也被形象地稱為“泄殖腔之吻”。

        林巖鷚(Dunnock)的交配,完事就在一瞬間

        大多數鳥類會在巢穴附近完成交配,但雨燕則能在天空中完成這浪漫的一吻。為了找準位置完成交接儀式,這整個交配過程中,它們還會在空中滑落一段距離。

        但幸好,交配完后還有繁育后代這一任務束縛著它們。不然,雨燕可能就要過上完全的空中生活了。


        維基百科詞條:Common swift 、Unihemispheric slow-wave sleep

        http://www.commonswift.org/common_swift.html

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