鸟类在迁徙时五种不可思议的改变 -9游会

为了给危险的旅程提供动力，鸟类会经历一些极端的壮举，比如体重加倍、重新排列甚至消耗内脏。

 

人们常常把鸟类迁徙比作人类的马拉松赛跑。在这两种情况下，参与者都会进行紧张的准备，并接受极端的耐力测试。但相似之处仅限于此。尽管马拉松赛跑者在42.195公里的比赛中把人体机能推向了极限，其核心体温飙升至摄氏38.9℃，心脏泵出的血液比平常多3~4倍，但鸟类走的更远，它们会从根本上改变它们的身体和新陈代谢，以迎接这项重要“赛事”。在短短的几周或几个月内，它们经历了人类即使经过多年训练也无法比拟的身体转变。为了在繁殖地和越冬地之间飞行很远的距离，鸟类可以做出许多不可思议的行为，如收缩它们的内脏，迅速增加和燃烧脂肪，几乎不睡觉，等等。

 

这些都是非凡的能力，但它们是有代价的。在短时间内飞行数百或数千公里所需的能量使得鸟类在迁徙过程中几乎没有犯错的余地，并且很容易受到自然和人为的威胁。仅在北美，每年秋季和春季迁徙期间估计就有26亿只鸟类消失。研究人员将其中许多损失归咎于迁徙行为本身，鸟类必须在风暴和寒流中生存，在摩天大楼和其他建筑物中穿行，躲避掠食者，成功觅食，否则就无法完成它们的旅程。

 

迁徙是危险的，但也是奇妙的。以下是鸟类在旅途中塑造身体的一些不可思议的方式。

 

体重增加一倍

 

宾州州立大学鸟类生物学教授保罗·巴特尔说，周围环境的季节性变化，让鸟类第一次意识到是时候转变为迁徙模式了。当夏末白天变短时，鸟类会出现贪食症：它们会在迁徙前两周或更长时间内过量进食以储存脂肪。在这段时间里，鸟类会大量进食高能量的浆果和富含碳水化合物和脂类的水果，这些都会以脂肪的形式储存起来。

 

鸟类对脂肪的依赖在动物界是不寻常的。罗得岛大学野生动物生态学和生理学教授斯科特·麦克威廉姆斯说：“它们把脂肪作为燃料，这是很了不起的。”人们主要依靠碳水化合物进行耐力活动，因为我们的身体系统可以有效地将它们转化为可用的能量。但对于鸟类来说，脂肪才是有意义的。脂肪比碳水化合物和蛋白质更轻，体积也更小，这对于轻盈、小巧的身躯来说很重要，身体必须靠翅膀拍打保持在高空。另外，脂肪比碳水化合物含有更多的能量。麦克威廉姆斯说：“如果你想长途飞行，单位体重所储存的能量必须最多。鸟类在飞行时，可以通过中途休息来补充脂肪。这就是为什么鼓励种植本地植物来生产鸟类需要的富含油脂的浆果是如此重要。

 

采食花蜜的红喉北蜂鸟(雌)

摄影: 刘建国

 

红喉北蜂鸟(archilochus colubris)以体重增加剧烈而闻名：在开始迁徙之前，大多数蜂鸟的脂肪增加两倍甚至更多。有些甚至在短短四天内体重增加接近一半。它们需要这些脂肪，因为蜂鸟的新陈代谢是地球上最高的动物之一。它们每天需要相当于人体15万卡路里的热量来为快速运动的心脏和翅膀提供能量，蜂鸟的心脏每分钟能跳动1000次，翅膀煽动3000次。在迁徙之前积累的脂肪被燃烧成稳定释放的能量，以确保红喉北蜂鸟一年两次的3000公里长途旅行。

 

改造内脏

 

为了每年秋天从阿拉斯加直飞一万公里到达新西兰，斑尾塍鹬吸收掉消化道的一部分，为更多的脂肪腾出空间，为它们的旅程提供更多能量

摄影：tom ingram

 

所有增加的脂肪在鸟儿娇小的身体上不是乱放的，必须妥善分配。为了使这一切合身，许多鸟类能够收缩和生长它们的内脏。

 

以斑尾塍鹬(limosa lapponica)为例，它是世界上最激烈的迁徙鸟类之一，每年秋天从阿拉斯加直飞一万公里到新西兰。为了给富含能量的脂肪腾出空间，斑尾塍鹬会将25%的身体组织（包括部分肝脏、肾脏和消化道）吸收掉。这是通过一个自然的细胞过程来实现的，这个过程让身体循环并清理自己的细胞和组织，称为自噬（在希腊语中是“自我吞噬”的意思）。斑尾塍鹬也会在飞行中增加心脏和胸部肌肉的大小，将额外的能量和氧气分配到这些高度活跃的区域。

 

麦克威廉姆斯说：“飞行是最消耗能量的运动形式。但是，如果你想走得更远、更快，它也是效率更高的方式。相比于陆地奔跑，在飞行时使用脂肪作为燃料更为经济，效率更高。”

 

鸟类在摄食过量阶段也会发生器官转化。在狼吞虎咽地吃浆果和虫子以增加体重的同时，像白颊林莺(dendroica striata)这样的鸣禽会扩张消化道以加工更多的食物，并在迁徙过程中迅速收缩和重新吸收同一系统的部分组织，因为它们会额外燃烧脂肪。据麦克威廉姆斯说，这使得能量集中在最重要的飞行肌肉上，减少了在中途停留地点频繁加油的需要。

 

大大减少睡眠时间

 

睡眠的需要可能是人类耐力的障碍，但对鸟类来说，这只是另一个需要打破的生理规律。在迁徙过程中，由于季节的变化，鸟类的神经系统发生了变化，迫使它们适应夜间活动的习惯，减少睡眠。鸟在空中如何休息？答案是瞬间睡眠。从中美洲和南美洲到加拿大北部和阿拉斯加的4800公里迁徙中，斯氏夜鸫(catharus ustulatus)每次进入睡眠状态大约9秒钟。它们可以保持大脑的一半清醒，以规避捕食者或避免空中碰撞，而另一半大脑则会休息。

 

巴特尔说，从繁殖期和越冬期的睡眠习惯到迁徙期的睡眠，神经系统的变化与新陈代谢的变化一样，对鸟类的耐力至关重要。他说：“它们对所有这些变化诸如体重增加和几乎整夜熬夜的有害影响有一定的抵抗力。事实上，它们的表现比处于非迁徙状态时还要好。”

 

斯氏夜鸫会燃烧自己的肌肉作为能量，以便它能找到一个食物丰富的休息站，例如图片中的红色忍冬

摄影：mick thompson

 

消耗自己的肌肉

 

当运动员耗尽他们的碳水化合物和脂肪供应时，他们会面临脱水和饥饿。对我们人类来说，这些需求可以终结任何运动。但鸟类还有最后的后备方案：它们可以燃烧肌肉来获取能量，这是一些鸟类的优势伎俩。2011年一项在风洞中进行的实验发现，在迁徙过程中通常一次能够飞行320公里的斯氏夜鸫，甚至会不必要地燃烧肌肉，以便能飞得更远，到达最有利的中途停留点。不过，如果它们不能在迁徙后恢复失去的肌肉，就会出现风险。

 

恢复到以前的体型

 

一旦鸟类到达目的地，它们就需要恢复器官功能和形状，并为当前极度瘦弱的身体补充能量。春季迁徙是一项紧迫的任务，因为一旦它们到达繁殖地，鸟类就必须努力繁育：吸引配偶，并在照顾自己的同时，生产和饲养饥饿的幼雏。“基本上，它们需要立即开始建立领地和繁殖，”巴特尔说。“如果在几个小时内不能找到食物，或者着陆有所延误，基本上就会饿死。”

 

秋季迁徙的风险较低，因为鸟类在落地后不需要繁殖，加上南方温暖的热带地区往往有更多的食物可供选择。麦克威廉姆斯说：“它们通常只需要把体重维持在一定水平，度过冬天。”鸟类在到达后平均需要恢复17%~23%的脂肪，并且根据它们的种类和迁徙模式，补充蛋白质和水分的流失。

编译自《audubon》网站 

原文作者: kevin johnson

本文编辑：发冠卷尾

原文翻译：刘建国