自然科普:鳥類羽毛的作用,不止飛行

  與(yu) 生活在陸地、海洋的動物相比,飛翔在天空中的鳥兒(er) ,有什麽(me) 與(yu) 眾(zhong) 不同的特點呢?如果讓我說,我首先會(hui) 選羽毛。

  羽毛的作用,不止飛行

  對於(yu) 鳥類來說,輕盈而精巧的羽毛是非常重要的一種結構。鳥類的羽毛有很多種,可根據著生部位或者特征進行分類。如按照位置,可以分為(wei) 飛羽,尾羽和覆羽等。按照羽毛自身特征,又可以分為(wei) 正羽,絨羽等。飛羽就是一種特化的不對稱的正羽。

  

  從(cong) 左往右依次是:飛羽、絨羽、尾羽、廓羽、半絨羽、須羽、毛羽

  (圖片來源:All About Birds)

  其中最著名的,就是分布在鳥類翅膀上麵的飛羽,是鳥類能否飛上天空的關(guan) 鍵。

  除此以外,羽毛還具有更多複雜的功能。細密的羽毛可以在體(ti) 表形成隔熱層,保持體(ti) 溫,是鳥類成為(wei) 重要的內(nei) 溫性動物(可以自主維持體(ti) 溫的動物)的關(guan) 鍵。

  

  各種顏色的羽毛

  圖片來源:https://www.sidefx.com/tutorials/feather-tools/

  另一方麵,羽毛的顏色也是豐(feng) 富多彩的,兼具結構色和色素色兩(liang) 種模式。羽毛顏色的多樣和變化,也成為(wei) 鳥類在繁殖行為(wei) 、種內(nei) 和種間視覺交流中的一種重要的信息傳(chuan) 遞媒介。甚至某些鳥類的部分羽毛,還承擔一些觸覺功能。

  

  

  羽毛的結構。quill 羽根,rachis 羽幹,barb 羽枝,barbules 羽小枝。圖片來源:All About Birds

  鳥類換羽的三種模式作為(wei) 一種具有複雜結構的表皮衍生物,羽毛承擔了大量的功能,卻同樣麵臨(lin) 一個(ge) 重要的問題,就是磨損和替換。

  一般來說,越是精巧的結構,就越是易碎的。對於(yu) 鳥類而言,羽毛的磨損時時刻刻都在發生。因此,它們(men) 需要獨特的策略去更換這些磨損的老舊羽毛。

  鳥類換羽行為(wei) 可以大致分為(wei) 三種模式:(1)順序換羽模式,指羽毛,尤其是飛羽,按照一定的順序,在兩(liang) 翼對稱而緩慢地替換;(2)同時換羽模式,指的是一次性換掉所有的飛羽;(3)隨意換羽模式,指的是換羽模式很隨機,沒有規律地替換老舊的羽毛。

  

  很多人都有這樣一個(ge) 經曆,在路邊撿到一片略帶磨損的鳥類羽毛,圖片來自作者個(ge) 人攝影。

  這三種不同的換羽方式在現生鳥類當中都有分布。有趣的是,係列研究發現,不同的換羽方式似乎還與(yu) 鳥類的運動方式和棲息環境息息相關(guan) 。

  

  A順序換羽模式的雲(yun) 斑塍鷸,換羽並不影響飛行模式;B 弱翅鸕鶿,一種生活中加拉帕戈斯群島的不能飛行的大型鸕鶿,它們(men) 的換羽模式是隨意換羽模式,可見羽毛有老有新;C 普通潛鳥的換羽模式也是同時換羽模式;D 非洲蛇鵜的換羽模式是同時換羽模式,導致此時它們(men) 失去飛行能力。 圖片來源:參考文獻 (1)

  采用順序換羽模式的鳥類,它們(men) 的羽毛,尤其是飛羽是有序替換的,這使得雖然每年都有時間會(hui) 脫落一到幾片羽毛,但整體(ti) 飛行能力幾乎不會(hui) 受到影響。

  非順序性換羽的鳥類,包括同時換羽模式和隨意換羽模式的鳥類。前者是指鳥類會(hui) 在一年當中的某一特定時間段,把和飛行相關(guan) 的羽毛統一換掉。這種行為(wei) 帶來的問題,就是在這個(ge) 時期,這些鳥類會(hui) 失去飛行能力。

  隨意換羽模式的鳥類,它們(men) 的換羽行為(wei) 非常隨機,缺少統一順序或者統一的換羽時間,因此這種換羽模式都是發生在喪(sang) 失飛行能力的鳥類當中,如上圖中舉(ju) 例的加拉帕戈斯的弱翅鸕鶿。

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