天鹅被冻湖面需拯救?不,人家比你扛冻

作者:蝌蚪君来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-11-15

脚好冷。

东北有多冷?

除了大棉袄、小貂皮

最近一个“天鹅被冻在湖面”的新闻

又让南方人们直观感受了下北方的寒冷

哈师大天鹅冻湖上

图片来自:微博热搜

在11月6号,黑龙江省哈尔滨市迎来了今年的首场降雪,纷纷扬扬的雪花飘摇过后,哈师大的学生惊喜惊讶地发现,他们学校的两只黑天鹅居然被冻在了湖面上。

“哈师大的天鹅冻湖上了”这一话题也顺利喜提热搜。闻讯赶来的大爷划着一叶扁舟,本想英雄救鹅,没想到因为冰太厚,自己也被困在了冰面上。

偷笑

看到这个新闻

不少南方的小伙伴纷纷表示

南方欢迎你!

虽然这件事现在有了反转,黑天鹅并没有冻住,大爷也没有被冻住,但不少宝宝还是很好奇为什么有的鸟冬天不往南飞呢?它们不会被冻坏么?

鸟儿为什么要迁徙?

鸟儿为什么会迁徙,以前我们听到的解释是因为气温降低,鸟儿受不住寒冷,才不得不飞往温暖的赤道地区。但你仔细一想……

此事必有蹊跷

如果鸟儿是因为受不了冬天的寒冷才决定迁徙的,那么它们为什么不定居在南方呢?一劳永逸地生活在温暖地区,总比每年往返一次要舒服得多。而且,并不是所有的鸟都有迁徙行为,即使在深冬腊月,我们的身边也依然有很多鸟儿活蹦乱跳的身影,比如麻雀。它们怎么就不觉得冷呢?气温假说最不能解释的是,有些鸟去年明明是迁徙的候鸟,今年可能就变成留在北方过冬的留鸟了。

冬天还是那个寒冷的冬天,怎么今年它们就不怕冷了?

狗子,你变了

为了解释鸟类迁徙的原因,科学家们提出过不少假说。直到前几年,美国亚利桑那大学的W. Alice Boyle和Courtney Conway两位科学家提出了一个非常简单的解释。他们认为,鸟类迁徙的原因是——饿,专业说法叫“季节性的食物缺乏”。

W. Alice Boyle和Courtney Conway两位科学家研究的是一类叫作霸鹟的鸟。这种鸟主要分布于南美洲热带地区,少数分布于中美洲至北美洲,不同种类之间生活习性相差很多,既有留鸟也有候鸟。

皇霸鹟

皇霸

图片来源:jnylxw.com

他们调查研究了379种霸鹟的生活习性后发现,鸟类之所以迁徙,并不是因为它们受不了低温,而是当气温降低时,一些地区会出现食物短缺的现象,逼得生活在这里的鸟向温度高、食物多的地区迁徙。

这个假说也解释了鸟为什么有留鸟和候鸟,以及同一种鸟为什么可以在留鸟和候鸟之间转变的现象。如果北方的食物四季不断,即使气温低,它们也不介意留下来过冬,候鸟就变成了留鸟。而如果北方的冬天没有吃的,为了生存,它们也只好向南迁徙,留鸟也就成了候鸟。

那么,它们为什么不全年都留在食物多的温暖地区呢?因为影响生存的不只有食物这一个因素。赤道地区虽然四季都很温暖,食物不缺,但天敌多,竞争压力也大。当北方回暖后,北方的食物多起来,而天敌和竞争者少,所以鸟儿又会飞回来了。

哈师大的两只天鹅,估计就是伙食太好了,才选择留下了。

食食物者为俊杰

冻住的天鹅会不会被冻伤?

原来是两只吃货……既然因为贪恋哈师大的伙食才留下的,那么人们更关心的就是——它们在冬天会被冻坏么?

好担心

虽然你冬天很怕冷,不过鸟儿还真没你想的那么怕冻,因为人家骨骼清奇。

我们人类会觉得冷有两方面的原因。一是因为当天气寒冷时,身体末端比如脚的温度依旧比外界环境高很多。当温度较高的动脉血从躯干流到脚部后,由于脚部体温远高于外界低温,血液会丧失大量热量转化为温度较低的静脉血。这些静脉血回到躯干后会消耗大量热量回温。二是我们的身体只有短短的一层汗毛,几乎没有保温作用,这样我们身体热量散失的就比较多,才容易觉得冷。

但鸟儿的策略不一样,为了适应恶劣天气,节约能量,它们索性允许局部体温接近外界,专业说法叫“局部异温性(regional heterothermy)”。

极低鸟类全身体温示意图

极低鸟类全身体温示意图

图片来自 slideplayer.com

在鸟的腿脚中,静脉与动脉距离近、缠绕多,形成了一个“逆流热交换(countercurrent heat exchange)”系统。于是动脉血从躯干流到脚部的途中,热量就已渐次交换给了静脉血,一路降温,使脚部体温仅略高于外界低温,不会引起冻伤,也不会丧失大量热量;也是因此,返程的静脉血一路升温,无需再消耗大量热量回温。据说,绿头鸭全身只有5%的热量是从脚部丧失的。

逆流热交换系统示意图

逆流热交换系统示意图

图片来自:allaboutbirds.org

而且为了维持体温,它们的羽毛中还含夹着非常多的小团温暖空气,就像羽绒服一样。

正因如此,鸟类对寒冷的抵抗力比人高得多。

据了解,现在哈师大那两只天鹅已经又重新恢复自由,快乐地游泳了。 

消息科考

参考资料:

Boyle W A, Conway C J. Why migrate? A test of the evolutionary precursor hypothesis[J]. American Naturalist, 2007, 169(3):344-359.

Boyle W A, Conway C J, Bronstein J L. Why do some, but not all, tropical birds migrate? A comparative study of diet breadth and fruit preference[J]. Evolutionary Ecology, 2011, 25(1):219-236.

Wilson G, Cooper S, Gessaman J. 2004. The effects of temperature and artificial rain on the metabolism of American kestrels (Falco sparverius). Comparative Biochemistry and Physiology, Part A. 139(3):389-394. 

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