木子

脂肪做燃料

為了進(jìn)一步認(rèn)知?jiǎng)游锏倪w徙強(qiáng)度，我們先來做一個(gè)比較。長跑運(yùn)動員體重約65千克，完成一個(gè)馬拉松需要奔跑42千米；加拿大雁體重6.5千克，遷徙路途長達(dá)966千米。按照體重的比例計(jì)算，加拿大雁的遷徙相當(dāng)于馬拉松選手長跑9660千米——也就是230個(gè)馬拉松的距離。

這么高強(qiáng)度的旅行，準(zhǔn)備充足的能量非常必要。很多遷徙鳥類在離開之前會大量進(jìn)食，將多余的能量存于皮下脂膜，體重較之于平時(shí)增加了不少。比如蜂鳥在遷徙之前，體重就會增加一倍（大約是四個(gè)曲別針的重量）。體重在這個(gè)時(shí)候顯得至關(guān)重要，試想哪只瘦弱可憐的小鳥能擔(dān)負(fù)得起如此高強(qiáng)度的任務(wù)？脂肪就像燃料一樣支持著整個(gè)旅行，比如對于一只體重15克的鳥來說，每一克脂肪可以支持200千米的飛行。另外，水果里含有大量的糖分，比昆蟲更容易轉(zhuǎn)化成脂肪。有些候鳥平時(shí)以昆蟲為食，但為了遷徙，很多鳥都會通過改變食譜來增加脂肪。比如畫眉鳥，在出發(fā)之前就會把漿果和其他水果當(dāng)作它的主食。

想象一位懷孕的媽媽，要跑完長途馬拉松，還要分娩哺育幼兒，而這整個(gè)過程都不吃不喝？這在人類社會是絕對不可能出現(xiàn)的事情，讓我們?nèi)タ纯椿姻L的奇妙世界。夏季，北冰洋24小時(shí)都有光照，海水營養(yǎng)豐富，食物充沛?；姻L抓住這個(gè)機(jī)會，它們讓自己吃得飽飽的，在肚子里填滿成噸成噸的磷蝦，身上還長出一層厚厚的脂肪。十月初，白天開始變短，光照量開始減少，海水的營養(yǎng)含量隨之下降，這時(shí)，灰鯨該動身南下了，整個(gè)遷徙路程從北冰洋一直到墨西哥灣，往返共2萬千米。懷孕的母鯨必須完成這次旅程，否則它們的幼鯨將無法在北極附近冰冷的海域里生存，而雄灰鯨和未受孕的灰鯨也必須向南遷徙進(jìn)行交配。

鯨魚的南遷之旅大概共花費(fèi)兩個(gè)月左右的時(shí)間，而在此期間它們幾乎不吃不喝，甚至到達(dá)目的地產(chǎn)下幼鯨后，母鯨還是吃得很少。它們依靠的完全是自己身上的脂肪，甚至喂養(yǎng)幼鯨的乳汁也大部分都是脂肪。等到春天的時(shí)候，它們開始重返北方。這時(shí)，它們身上的脂肪已經(jīng)所剩無幾，有些衰老的和年幼的鯨魚會在返回的途中死去。當(dāng)那些支撐下來的灰鯨回到自己北方的家時(shí)（距離此時(shí)，它們幾乎已經(jīng)有7個(gè)月沒有進(jìn)食了），它們的體重已經(jīng)減少了1/3，這時(shí)，它們終于可以進(jìn)食了！它們用自己的須（鯨魚上顎的巨大角質(zhì)薄片）過濾片腳類動物和磷蝦，這是它們在7個(gè)月2萬千米或更遠(yuǎn)的旅程之后的第一頓飽餐！

神奇的灰鯨脂肪

灰鯨體內(nèi)的脂肪所能提供的不僅僅是能量。由于它們沒有厚厚的羽毛，所以需要有脂肪來保持體溫。為了更清楚地了解鯨脂的魔力，我們來做個(gè)實(shí)驗(yàn)。

你需要：

室溫下25毫升的起酥油；

2個(gè)塑料保鮮袋；

同樣室溫下的兩支溫度計(jì)；

一臺冰箱。

將起酥油放入一個(gè)保鮮袋的底部，并且把它捏成一個(gè)小球；

把一支溫度計(jì)的底端插入這個(gè)小球的中央；

把另一支溫度計(jì)放入空的保鮮袋里；

把兩支溫度計(jì)放入冰箱冷藏室里15分鐘，然后把它們拿出來并且比較一下溫度。你發(fā)現(xiàn)了什么嗎？

你會發(fā)現(xiàn)：插在起酥油里的溫度計(jì)顯示的溫度更高，這是因?yàn)槠鹚钟推鸬搅私^熱體的作用，能減緩能量的損耗?；姻L脂肪的神奇之處就在于此——它能使鯨魚在冰冷的海水里保持身體的溫度。

氣流來助力

為了能飛回自己的老家，動物們可真是想盡了各種絕招。比如黑頰林鶯這種鳥，身長只有10厘米，卻能夠在短短的五天內(nèi)，從美國的東南部一直遷徙到南美洲！出發(fā)前，它們一直在等待，就等那猛烈的西北風(fēng)一來臨，它們搭上“順風(fēng)車”，借助風(fēng)的力量穿越浩瀚的大西洋到達(dá)南美洲。不過，即使是有風(fēng)的幫助，在黑頰林鶯的遷徙過程中，它們也需要振動翅膀大約400萬次，才能夠到達(dá)終點(diǎn)。還有些鳥類，比如隼、鷹、鵜鶘還有鶴，它們的翅膀平展開來很寬大，因此它們不用振翅，只需平展翅膀和尾翼，依靠上升的暖氣流就可以飛行（這種飛行方式叫作翱翔）。暖氣流是從地面上或水面上升起的暖空氣，氣流因?yàn)檠谉峄蛘哂龅搅松矫}等障礙物而上升。鳥類沿著山脈遷徙時(shí)，暖氣流就像升降式電梯一樣，幫助螺旋式向上飛行的鳥類節(jié)省力氣；而當(dāng)暖氣流冷卻下來并停止上升時(shí)，鳥類只要稍稍扇動一下翅膀，就可以快速移入下一個(gè)暖氣流，借助下一臺“電梯”繼續(xù)上升、向前。通過這種方式，鳥兒一天便能飛越幾百公里，而只損耗很少的能量。因?yàn)榕瘹饬鞲菀自陉懙厣峡招纬桑园肯璧镍B兒會盡量在陸地上空遷徙，它們寧愿繞很遠(yuǎn)的距離也要避開水路搭上省力的電梯。而在海邊的鳥兒，甚至終日都可翱翔。風(fēng)吹經(jīng)海面，離海面越近會越受到摩擦，從而在大約45米高的氣層中產(chǎn)生許多切層，風(fēng)速可以從最低處的零點(diǎn)到達(dá)最頂層的最高速。海邊的那些鳥兒充分利用這一點(diǎn)在氣流中盤旋、升降，周而往復(fù)地尋找最高風(fēng)速的地點(diǎn)來獲得最大的動力支持，因此，紀(jì)錄片里會經(jīng)常出現(xiàn)這樣的鏡頭，浩瀚的大海上，鳥兒威嚴(yán)地在海面上盤旋、飛翔，輕松自由，毫不費(fèi)力。

圖注：根據(jù)對鳥類飛行和氣流的研究，人類也可以在空中自由翱翔，圖片中便是一只正在飛行的飛行傘。飛行傘由傘體、傘繩、操縱帶、鞍具和剎車?yán)K組成，巨大的傘衣張開后會承受空氣阻力，減緩下降速度，確保人們安全著陸。

Tips

鳥類在空中飛行，源于它們輕且中空的骨骼和帶有羽毛的翅膀，它們飛行時(shí)主要是鼓翼、滑翔和翱翔交替使用。一般來說，小型鳥類以鼓翼和滑翔為主，大型鳥類多具有較好的翱翔能力。

鼓翼

這是鳥類飛行的基本方式，特別在起飛以及在飛行中需要獲得更大的升力和沖力時(shí)。鳥類飛行時(shí)靠雙翼快速、有力扇擊而產(chǎn)生動量。當(dāng)沿水平路線飛行時(shí)，翅膀向前下方揮動以產(chǎn)生升力和推力；若推力超過阻力、升力等于體重時(shí)，即能保持直線向前的速度。鳥類在揚(yáng)翅時(shí)不會產(chǎn)生推力，此時(shí)是靠前一次扇動翅膀時(shí)所產(chǎn)生的水平方向的動量而前沖。

蜂鳥的鼓翼飛行與眾不同。它在揚(yáng)翅時(shí)翼面呈“8”字形轉(zhuǎn)動，翼的上表面轉(zhuǎn)向后方擊動空氣從而獲得推力，因此在揚(yáng)翅及扇動翅膀時(shí)均能產(chǎn)生升力和推力，能夠像直升飛機(jī)一樣“懸?！痹诨ㄇ拔泵壑?，甚至還可以倒退。endprint