几乎所有的“鸟类”都可以在天空自由飞行,可是说起“鸟类的飞行”,方式就多种多样了:既有巧妙地利用上升气流在空中滑翔的老鹰,又有为了汲取花蜜在空中悬停的蜂鸟。那么,鸟类的飞行方式为何会如此多种多样?学会质疑,小朋友们也应该有这种求知的精神,现在就让我们从鸟类特有的身体结构,以及如何巧妙地利用它们的翅膀来飞行等角度,揭开鸟类飞行的秘密吧!
鸟类飞翔的秘密
第一,鸟类的身体外面被一层温暖、轻薄的羽毛覆盖,羽毛不仅能让鸟类在冬天免于受冻,还能让鸟类身体呈流线型,这样鸟儿在空气中飞行时受到的阻力就最小,有利于飞翔。飞行时,两只翅膀不断上下扇动,鼓动气流,就会发生巨大的下压抵抗力,使鸟体快速向前飞行。
第二,鸟类的骨骼坚薄而轻,鸟类的骨头是空心的,如果解剖鸟的身体骨骼还可以发现,鸟的头骨是一个完整的骨片,身体各部位的骨椎也会相互愈合在一起,肋骨上有钩状突起,互相钩接,形成强固的胸廓。鸟类骨骼的这些独特结构,还能减轻重量,提升飞翔的能力。
另外,在鸟类身体中,骨骼、消化、排泄、生殖等各器官机能的构造,都趋向于往减轻体重、增强飞翔能力的方向发展,使鸟能克服地球引力而展翅高飞。
第三,鸟类小脑发达,这能让它们在飞行时保持身体平衡。与其他哺乳类动物相比,鸟类小脑发达,但是大脑皮层不发达,这与鸟类飞翔运动的协调和平衡相关。鸟类的中脑在背部构成一对发达的视叶。鸟类拥有非常发达的视觉器官,有些能在疾飞中捕食,其眼部的睫状肌可以迅速调节视力,聚焦目标。此外,鸟眼也有着发达的瞬膜,能在它们使用眼睛飞行、捕食时不影响视线,尤其在高空飞行时,还能够防止风沙对眼球的伤害。
第四,消化排出能力强。鸟类的食量大、消化能力强、直肠短,未经消化的食物残渣很快就能随粪便排出。
除此之外,鸟类飞行时往往需要消耗大量的能量。细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要。而高空中稀薄的氧气含量,对于鸟类的呼吸系统提出了更高的配置要求。
第五,鸟的呼吸作用旺盛,在胸腔中具有9个与肺相通的气囊。气囊只有贮存气体的功能,而没有气体交换的功能。当鸟类吸气时,气囊扩张,大量的新鲜空气直接通过支气管进入气囊。同时,还有部分气体进入肺部的毛细支气管,并与血液进行气体交换。呼气时,气囊缩小,其中贮存的新鲜空气进入肺中的毛细支气管,与其中的血液再次进行气体交换。这样鸟类在吸气和呼气时,气体两次在肺部均能进行交换,大大提高了气体交换效率,这种极其独特的双重呼吸方式与鸟类飞行生活耗氧量大、生命活动旺盛是相适应的。
第六,鸟类的体温不会随着环境温度的变化而改变,恒定的体温增强了其对环境的适应能力,扩大了鸟类的分布范围。
鸟类的身体呈流线型,体表覆羽,前肢变成翼,骨骼轻、薄、坚固,胸肌发达,有气囊辅助肺呼吸,这些结构使得“天高任鸟飞”成为可能。
鸟类飞行的方法
鸟类之所以可以将身体浮在流动的空气中,秘密就隐藏在它们的翅膀上。观察鸟类翅膀的截面图不难发现,翅膀的截面是前面圆、后面尖的形状。这种形状被称为“流线型”,它的好处就在于可以减小空气流动带来的阻力。
鸟类飞行的方法,大致可以分为两类。一类是“滑翔”,另一类是“振翅飞翔”。现在,我们来探讨一下滑翔飞行的鸟类的身体结构,它们不用拍打翅膀就能乘风前进。
信天翁是滑翔技术最高的鸟类
海鸟中有一种鸟类叫信天翁,它有着细长且顶端尖尖形状的翅膀,这样能减少翅膀顶端所承受的阻力,给翅膀的根部减少负担。信天翁的翅膀细长,翅膀上有很多小小的羽毛和尾羽,左右翅膀加起来的长度可以达到3米。信天翁这种适于滑翔的身体结构,哪怕是无风的天气下,也能水平滑翔40米左右。
世界上的鸟很多,绝大部分都有飞翔能力,但是和信天翁一样有着如此出色的滑翔能力的鸟很少。
另外,信天翁跟陆生鸟还有一点不同,就是信天翁的初级飞羽之间是没有缝隙的。这是因为海风一般吹得很有规律,就没有必要再用翅膀去过滤气流了。