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太热了!鸟类是如何解暑的?

媒体:推鸟  作者:推鸟
专业号:中国沿海湿地保护网络
2022/9/1 18:11:52

鸟类是如何解暑的?

太热了!

提问人

勺子

在观鸟活动中,鸟友常常产生各式各样新奇、有趣的问题,有关鸟类的分类、形态、行为、进化等各个层面,这些问题大多源于大家的观察和思考。一些问题已经有了确定的科学解释,另一些问题是值得深入研究的科学问题。所以我们想借此栏目的小文章,不定期讨论一些鸟友们都关心的问题。除了小编自己想到的问题之外,大家也可以在留言区直接向小编提问,我们会选择一些有趣的问题作答。

炎炎夏日,鸟类如何解暑?

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一只正在炎炎烈日下奔走的秃鼻乌鸦,它一直张着大嘴喘气,看得出来它也热得不行了。摄影:李思琪,拍摄于新疆塔城

近期国内多地气温超过40摄氏度,昨天上海的最高温甚至达到47摄氏度,“桑拿天”成了人们口中热点的话题!于是有鸟友产生了疑问,天气这么热,鸟类还穿着“羽绒服”,咋过啊?。她问小编:“我们都是冬天才穿羽绒服,鸟类每天都穿着羽绒服,这么热的夏天它们怎么受得了!它们不会中暑么?”。确实,根据监测数据显示,从今年6月以来,我国的平均高温日数为5.3天,较往年同期偏多2.4天,多地持续发布高温橙色预警,那鸟类是如何适应这么炎热的环境的呢?我们今天就来聊一聊这个问题。

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疯鸟老师,我们都是冬天才穿羽绒服,鸟类每天都穿着羽绒服,这么热的夏天它们怎么受得了!我看好些鸟都热得张着嘴,它们不会中暑么?

你观察的确实没错,还记得我们上一期你问我答(戳这里查看鸟类舌头的秘密)就讲到:“鸟类的舌头不仅可以帮助它们吃到食物,还可以用舌头来帮助调节体温。和其他动物一样,它们不像人类一样有汗腺。因此,如果你看到一只鸟张嘴,这意味着它正在用它的舌头和口腔吸收凉爽的空气,降低体温。” 所以说你看到的张嘴喘气就是鸟类散热的一种方式哦!(如下图)

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一只云雀躲在小灌丛阴影里,张着嘴喘气,通过照片扰流可以看得出来当下有多热。摄影:李思琪,拍摄于新疆塔城

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喘气还能散热?可是有时候我觉得空气都是热的,鸟类是怎么做到靠喘气就能散热的呢?

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鸟类身体里的气囊示意图,包含1对颈气囊、1对前胸气囊、1对后胸气囊、1对腹气囊和1个锁骨间气囊,共9个气囊。C. AbraczinskasCranial @ Wikimedia Commons

这就要说到鸟类特殊的呼吸系统,和我们人类不一样,鸟类的呼吸系统被称为“双重呼吸”系统。它们在呼气和吸气的情况下都可以鸣叫或者鸣唱,但是你可以试试你吸气的时候是说不出话来的。这要得益于鸟类身体里一个特殊的结构:“气囊”。也就是说鸟类除具有肺之外,还有从肺壁凸出而形成的薄膜气囊(如上图,共有9个)。这些气囊不仅可以减小身体比重、减少肌肉和内脏之间的摩擦,还能够通入肌肉和骨腔当中,协助散热。也就是说,张大嘴喘气是鸟类散热最主要的手段,因为身体跟外界空气接触面积最大的就是呼吸。所以你会发现天热的时候,张大嘴喘气的鸟类数不胜数。

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天气太热的时候,很多鸟类还会依靠抖动喉部来加速呼吸频率,比如小编在新加坡拍摄的这只点斑林鸮,很可能就是在利用喉部的颤动进行散热,毕竟新加坡的天气太热了。摄影:李思琪

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看得出来这只点斑林鸮非常享受这个散热的过程啊!那么除了通过喘气散热以外,鸟类是不是还有其他的散热方式呀?我记得之前小编讲过巨嘴鸟的大嘴也可以帮助它散热呢(参考以前鸟喙的文章)。

你还真是一位铁粉呢,这么早的文章都记得。确实巨嘴鸟的喙不仅内部充斥着骨小梁(也就是我们说的骨骼中空,所以巨嘴鸟的喙并不像想象的重,反而很轻),还密布大量血管,天热的时候鸟喙里的血液流速加快,体内高温会集中到喙部,从而通过喙部与外界空气接触,帮助散热。

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通过热成像观察托哥巨嘴鸟睡觉前和睡觉时的散热情况,可以看出来它将体内的高温集中到了喙部[1]。

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嗯...我注意到上图巨嘴鸟除了喙,还有眼周、颈侧、体侧、腋下和足趾在它醒着的时候也是温度很高的,这些区域难道也是它的散热区域么?

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一只家麻雀在正常的姿势下(左),以及在高温下张开嘴,蓬松自己的羽毛,并展开翅膀的姿势。插图©2017 David Sibley。

是的,你观察的非常细致,其实你别看鸟类好像全身都覆盖着羽毛,但其实鸟类的皮肤是有一些不被羽的区域的,我们将这些区域称为:“裸区”,而裸区的主要作用就是散热。正如你观察到的,鸟类的裸区分散在身体的各个部分,比如眼周、颈侧、体侧、腋下、尾下等等(只有极少数鸟类不具备明显的裸区,如企鹅)。当鸟类觉得太热的时候,它们会露出这些裸区(抬起羽毛或将羽毛移开),以促进外界空气在身体皮肤上的流通(如上图)。例如,2015年一个美国的研究团队对星蜂鸟的散热特点展开了研究,它们的结论指出蜂鸟飞行时主要散热的区域就是它的裸区,这些区域包括眼周、腋下关节处和足趾。

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温度越高代表星蜂鸟该区域的热量交换效率越高,当星蜂鸟在悬停和低速飞行时,它们会把脚伸出来以增加散热效率(脚的温度是最高的),而加速和高速飞行时又会把脚收回去[2]。

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所以说鸟类的跗跖和足趾也是它们重要的散热区域咯。

是的,很多鸟类的跗跖和足趾不被毛,它们会将自己的腿伸出来或者把腿放到水里帮助散热。有研究表明原鸽无论在休息还是在飞行,主要通过脚来调节自身的温度[3];而水鸟的脚在冷水中能保持低于10%的散热率,在35℃下能达到几乎100%的散热率[4]。如果实在没有水,那也可以把自己的“尿液”拉在腿上,通过液体蒸发来带走身体的热量(如下图)。这种看起来有点恶心的奇葩行为在许多种类的鹳和新大陆鹫中都曾被记录到。

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尿汗症(英文名称“Urohydrosis”)是一些鸟类的一种习惯,它们利用液体蒸发冷却的方式,将粪便排到腿部有鳞片的部分作为一种冷却机制。许多种类的鹳和新大陆鹫都有这种行为。注意看这两只白鹳腿部的白色尿液痕迹。图片摄影:מינוזיג @ Wikimedia Commons;

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额...这些鸟类还真是不讲卫生呢。

哈哈,可能天气太热也顾不了那么多了吧,毕竟解暑更重要呢!而且如果你有在气温较高的地区观鸟的经历,你就会发现,天气太热的正午是不太适合观鸟的,这个时候活动的鸟类较少,它们大多都找阴凉的地方躲起来了。有时候它们还会找有水源的地方喝水和洗澡,就和咱冲凉,喝水解暑一个道理。所以在天气炎热或者干旱的地方观鸟,很多观鸟人也会利用一些水坑,来等待自己寻觅的鸟类(如下图)。

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观鸟爱好者在青海湖边找到了一个水坑,炎热的正午,这个小水坑吸引来了喝水的黑喉雪雀、棕背雪雀和蒙古沙雀。图片和视频提供者:段焕军

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这让我想起了国外很多人家都会有在夏天给鸟类准备一个小水盆(英文叫做Birdbath),从而吸引林间的小鸟光顾,这样还可以近距离的观察鸟类呢。

对呀,我国也有不少地区的鸟塘,会用水泥砌一个小水盆,来吸引林鸟光顾呢(如下图)。

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前些天在云南百花岭鸟塘里拍摄到一只被小水盆吸引来洗澡的白喉扇尾鹟。摄影:李思琪

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看来鸟类真的是有一堆办法来应对炎热的气候啊!那有没有鸟类中暑死亡的情况发生呢?

有的,我曾经就看过一篇报道,在悉尼卡纳文以南200公里外的地方,由于持续两周气温都高达45摄氏度,导致成千上万的鸟类死亡,它们显然是死于酷热和缺水,这些鸟类主要是虎皮鹦鹉和斑胸草雀。不过当年和次年的冬春季反常的高降雨又引发了一场繁殖狂潮,这些小鸟大量繁殖,还扩散到了周边地区[5]。还有一片报道说,亚利桑那州的极端高温导致中暑的大型鸟类从空中坠落。随着西部州的气温接近120华氏度(大约48摄氏度),州猛禽救援机构每天救治的鸟类多达20只[6]。

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亚利桑那州猛禽救援机构每天营救多达20只中暑的大型鸟类。图片来源:亚利桑那州公共安全部

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天啊,这么说全球气候变暖可能会导致大量的鸟类死亡啊!

是的,不单单是鸟类的死亡,全球变暖气温升高气候异常,会造成大量的物种死亡,从而影响到生态平衡,所以从个人行为上减少碳排放是我们每个人都应该去做的事情。

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参考资料

[1] Tattersall G J, Andrade D V, Abe A S. Heat exchange from the toucan bill reveals a controllable vascular thermal radiator[J]. Science, 2009, 325(5939): 468-470.

[2] Powers D R, Tobalske B W, Wilson J K, et al. Heat dissipation during hovering and forward flight in hummingbirds[J]. Royal Society open science, 2015, 2(12): 150598.

[3] Martineau L, Larochelle J. The cooling power of pigeon legs[J]. Journal of experimental biology, 1988, 136(1): 193-208

[4] Steen I, Steen J B. The importance of the legs in the thermoregulation of birds[J]. Acta Physiologica Scandinavica, 1965, 63(3): 285-291.

[5]https://www.birdsinbackyards.net/content/article/Thousands-birds-die-sweltering-heat

[6]https://metro.co.uk/2021/06/18/big-birds-dropping-from-sky-from-heat-strokes-with-120-degree-heat-14797631/

爱野说|夏天热成狗,鸟类是怎么散热的?


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