出品:科普中国
制作:银河路16号团队
监制:中国科学院计算机网络信息中心
天公解暑,风雨如磐。
我刚在帝都喜提一套海景房,正准备关窗防潲,一只鸟飞了进来,忧心忡忡瞪着外面。
△ (图片来自
abcnews.go.com/US/parrots-seek-refuge-irma-22nd-floor-miami-hotel/story?id=49729639)
"哟,你们也避雨?"我自言自语,琢磨着怎么把它捉住。
"雨这么大,下这么久,能不避吗?"鸟白我一眼。
会说话的鸟?
"'下雨天,鸟都去哪儿了?'可是长年热搜问题。"鸟继续说。
(全球人民对雨中鸟的关心。图片来自xkcd.com/1434/)
"欢迎莅临寒舍!"我冲它抱了个拳。
"叨扰了!你可以叫我'落汤鸡'。"它冲我抱了个翅尖。
会不会被砸?
"都不容易!"我说,"我刚才出门,伞被风刮反了,脑瓜被雨砸得生疼——人犹如此,鸟何以堪?你们会不会被砸昏过去?"
"你没读过'雨珠为什么砸不死蚊子'的搞笑诺贝尔文章吗?"鸟头也不回,"这得看具体情况,不同类型的鸟(候鸟、非候鸟、大鸟、小鸟……),应付不同类型的天气(暴雨、冰雹、飓风、龙卷风……),方法是不同的。一般情况,能躲躲呗,屋檐、墙缝、树后面的避风处,爪子抓牢,对我这种娇小型,足够挡风遮雨了。
(两只猫头鹰雏鸟,能遮一点是一点。图片来自i.redd.it/2xzt2qn192s21.jpg)
"没地儿躲就扛着,扛不住就有伤亡,伤亡原因也多种多样。比如根据2014年魁北克大学Anctil等人的论文,加拿大极地的强降雨直接造成了游隼1/3的雏鸟死亡,但原因可能是寒冷、饥饿、缺乏成鸟照料等。又比如,为了避雨猛飞,撞死在高楼大厦上的鸟,怎么算?"
△ (2017年,20余种鸟为躲避暴雨,撞上美国德州一座办公楼死亡,可能是错把灯光当成了月亮或太阳。图片来自
theguardian.com/environment/2017/may/06/400-birds-killed-texas-galveston-skyscraper-storm)
会不会受冻?
"真惨!"我取来浴巾,殷勤垫到鸟爪下,"脚都湿了,很凄凉吧?泡不泡脚?刚烧了水。"
"想吃清蒸凤爪请直说。"
"全无此意。"
"在应对恶劣天气方面,我们比你们进化得好。"鸟抬起一爪,"你摸摸我的脚。"
"我为什么要摸你的脚?!"
"嗐!"鸟白我一眼,"见过企鹅吧?身上有毛,脚上没有,一年到头冰上冰下,冻不冻脚脚?"
"不冻脚脚。"
"还有海鸥、鸭子什么的,一天到晚浪来浪去,也不冻脚脚。你别看我这脚没什么肉,踩在雨地里,一样不怕冷。道理都差不多:天冷时,我们的脚比躯干冷,这叫'局部异温性(regional heterothermy)'。"
△ (极低鸟类全身体温示意图。图片来自
slideplayer.com/slide/4693681/15/images/11/Control of Conductance by Regional Heterothermy.jpg)
鸟告诉我,要维持全身体温一致,需要很多热量。
比如人类,温度较高的动脉血从躯干直接流到脚部,由于脚部体温远高于外界低温,会丧失大量热量,转化为温度较低的静脉血,直接回到躯干,再消耗大量热量回温。这样很容易冷。
为了适应恶劣天气,节约能量,倒不如允许局部体温接近外界低温。
比如鸟类,腿脚中的静脉与动脉距离近,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。
"就是自带雨靴呗?"我说。
△ (逆流热交换系统示意图。图片来自
files.allaboutbirds.net/wp-content/uploads/2017/01/GullFeet2-1-1280x573.jpg)
"靠脚脚,更要靠毛毛!对不起啊——"鸟抖擞羽毛,水溅了我一脸,"我得保持发型。"
鸟告诉我,维持躯干体温,还要靠羽毛中含夹的小团温暖空气,就像羽绒服,越蓬松,越保温,如果被雨淋透,无法含夹空气,很容易冷。
△ (雨中抖擞羽毛的鸟。图片来自
hdfreewallpaper.net/wp-content/uploads/2015/07/Bird-In-Rain-HD-Wallpaper.jpg)
"一靠甩水,二靠抹油。别误会啊——"鸟扭嘴抻脖子,去亲自己屁股,然后亲全身,"我得从尾脂腺里挤点油,梳梳毛。"
大致说来,鸟的表层羽毛交错钩连,可挡水,抹上油后,可防水;底层绒毛细密,可保温,有些鸟,如白鹭,还生有粉䎃(rǎn),能分泌类似滑石粉的细小颗粒,也可防水。
"就是自带雨衣呗?"我说。
"自带雨靴雨衣,还得会摆pose。"鸟缩着脖,做了个45度角仰望天空。
"为了让泪水永不流下来?"
"为了让雨水尽快流下去!"鸟说,"如果没处躲,有的鸟(比如矶鹬)会集体摆pose(约30度望天),站得很近,相互温暖嘛。还有的鸟(比如燕鸥)会一边飞一边摆pose(约50度望天),逆风飞翔,缩着脖,怂帅怂帅的。"
△ (在雨中集体摆pose的鸟。图片来自
Hume R. 1986. Reactions of birds to heavy rain. British Birds 79:326-329.)
会不会挨饿?
"佩服佩服!"我说,"英雄虽小,进化得真鸟!"
"可是我饿了。"
"可以炖汤。"
"我有那么肥吗?"鸟又白了我一眼,"动物体型越小,丧失热量越快。所以大象要进化出又大又扁的耳朵来促进散热,而像我这种娇小型,不但散热快,储存的热量也不多,很容易饿的。偏逢连夜雨,觅食大不易啊。"
鸟告诉我,至少有些鸟能听到次声波,能感受气压的细微变化,并以此预测暴雨将至,所以,趁着雨还没下,它们会大幅增加觅食,增肥以备不虞。
△ (并不是哪种鸟为了避雨御寒都要胖成这样。图片来自
reddit.com/r/bird/comments/7yq31g/a_very_fat_bird/)
"一口气吃成肥宅?"
"那可不成!雨停了,飞不快,还特胖,专等猛禽来吃吗?美食御风雨,减肥应天敌,吃多吃少,心里得有点数,你们人类不也一样?"
我认为鸟有所影射,就没给它找吃的。
飓风、台风、热带风暴,怎么办?
"很佛系嘛。"我阴暗地说,"新闻说,今年第7号台风"韦帕"登陆。所以,遇上飓风、台风、热带风暴,摩天楼都在跳舞,鸟又何以堪?"
"帝都是首善之区,我也不是候鸟。"鸟耸耸肩,"40%至50%的鸟是候鸟,每年本来就要飞个几千公里,应付海洋周边的极端天气,它们早就准备好了。能预测的,也许会提前启程,遇上风暴,也许会调整航线,如果搭上顺风,就像坐上弹弓,也许还会提前抵达呢。"
鸟告诉我,现在鸟类学家通过卫星和装在鸟身上的定位器,来观测研究鸟。比如北方塘鹅(northern gannet),一种大水鸟,2012年飞往美国新泽西时,遇上飓风,当机立断,迅速调头,回撤暂栖,静候风头过去。
更有勇者,比如中杓鹬(whimbrel),一种长喙涉禽,在2011年从北美飞往南美途中遇上热带风暴,其中一只,以7英里时速一头扎进风暴,续航27小时,最终从风暴另一端出来时,时速90英里。
被彻底刮飞,还可能变成越洋旅行团,那就是观鸟爱好者的惊喜了。2012年最强飓风过后,凤头麦鸡(northern lapwing),一种欧洲涉禽,出现在了美国马萨诸塞州,而东绿霸鹟(eastern wood pewee),本在中美南美,也出现在了美国纽约。观鸟网站喜讯频传。
△ (中杓鹬和凤头麦鸡。图片来自
ebird.org/species/whimbrebird.org/species/norlap)
"让暴风雨来得更猛烈些吧!"我说。
"冷静!"鸟说,"我只是想表达:鸟类没有人类想象得那么脆弱,但伤亡总是难免。"
2005年,北美的烟囱雨燕被飓风刮到欧洲,死亡727只,第二年春天,在它们魁北克的栖息地,总数量更是减少了50%。
最壮烈的,得算困在风暴眼中飞不出去的鸟。如果足够幸运,倒也不会尽遭毁灭。
△ (2016年,美国国家气象服务雷达显示中,黄色箭头所示为被困在风暴眼中的鸟。图片来自
washingtonpost.com/news/capital-weather-gang/wp/2016/09/02/thousands-of-birds-got-trapped-in-hurricane-hermines-eye-really/)
极端天气过后,幸存的鸟类与人类一样,也要筚路蓝缕,重建家园,对于那些以果实、种子、果蜜为食的鸟(比如蜂鸟、鸽子、鹦鹉),尤为艰难。
"天气再严酷,一般也谈不上天灾鸟祸,毕竟大家都进化这么些年了,自然选择嘛。"鸟总结道,"毕竟比原油泄漏对我们危害小多啦。"
我一时语塞,场面骤冷。幸好雨停了,鸟最后白了我一眼,傲娇地奓着毛,飞入茫茫桑拿天。
(八大山人所绘翻白眼鸟。图片来自百度图片搜索。)
参考文献
Hume, R. 1986. Reactions of birds to heavy rain. British Birds, 79:326-329.
Anctil, A., Franke, A, & Bety, J. 2014 Heavy rainfall increases nestling mortality of an Arctic top predator: experimental evidence and long-term trend in peregrine falcons. Oecologia, 174(3), 1033-1043.
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.
straightdope.com/columns/read/9213/what-happens-to-birds-during-a-hurricane/
now.tufts.edu/articles/how-do-birds-survive-storms-and-other-harsh-weather/
nytimes.com/2012/11/13/science/birds-have-natural-ability-to-survive-storms.html
forbes.com/sites/grrlscientist/2017/09/08/where-do-birds-go-in-a-hurricane/
,