首先,鳥類高效的呼吸系統(tǒng)是它們飛行的助力。當(dāng)鳥類吸氣時(shí),空氣會(huì)先進(jìn)入肺部進(jìn)行氣體交換。然而,當(dāng)鳥類呼氣時(shí),一部分空氣并不直接排出體外,而是被送入氣囊中儲(chǔ)存起來。當(dāng)鳥類再次吸氣時(shí),這些儲(chǔ)存在氣囊中的空氣會(huì)被重新送進(jìn)肺部進(jìn)行第二次氣體交換。這樣的呼吸方式能大大提高氧氣的利用效率,使鳥類在飛行時(shí)能夠獲得更多的氧氣,為鳥類提供飛行所需的巨大能量。
其次,鳥類翅膀的形狀和扇動(dòng)的方式,能讓鳥類在空中產(chǎn)生升力。這個(gè)過程可以用物理學(xué)中的伯努利原理來解釋。如果大家仔細(xì)觀察,可以發(fā)現(xiàn)河道窄的地方水流速度快,而河道寬的地方水流速度相對(duì)較慢。當(dāng)鳥類在空中飛翔時(shí),它們流線型的翅膀就像河道,空氣則像水流。翅膀的上表面彎曲弧度大,形成了一個(gè)狹窄的“河道”,而翅膀的下表面形狀則相對(duì)平直,形成了一個(gè)寬闊的“河道”。根據(jù)伯努利原理,當(dāng)空氣流過狹窄的“河道”(即翅膀的上表面)時(shí),流速加快,壓強(qiáng)小;而在寬闊的“河道”(即翅膀的下表面),空氣流速較慢,壓強(qiáng)相對(duì)較大。這種壓強(qiáng)差會(huì)在鳥類翅膀上產(chǎn)生一個(gè)向上的力,使鳥類能夠在空中飛翔。
此外,鳥類的骨骼和胸部發(fā)達(dá)的肌肉也為飛行提供了支持。鳥類的部分骨骼是中空的,這有助于減輕體重。而鳥類的胸肌可以牽動(dòng)翅膀的骨骼進(jìn)行運(yùn)動(dòng),使翅膀扇動(dòng)起來,從而產(chǎn)生飛行的力量。
總的來說,在高效的呼吸系統(tǒng)、流線型的翅膀結(jié)構(gòu)、輕盈的骨骼和強(qiáng)壯的肌肉的共同作用下,鳥類才能在天空中飛翔。
(注:本文根據(jù)中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、科學(xué)大院等微信公眾號(hào)登載的文章整編。)