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地球上物種的多樣性是生命進(jìn)化的自然奇跡之一。從海洋到陸地再到天空，到處都有值得我們?nèi)祟愄剿骱蛯W(xué)習(xí)的奇跡。綜觀人類科學(xué)史，可以說動物們的行為和習(xí)性是我們?nèi)祟惖牧紟熞嬗?。今天，我們就來看下鳥中貴婦——火烈鳥身上的物理學(xué)。 從物理學(xué)的角度來看，火烈鳥非常奇特，原因有以下幾點:
但從行為的角度來看，火烈鳥也許最出名的是它們不同尋常的姿態(tài)。 火烈鳥平時的站姿是單腿站立，進(jìn)食的時候才會雙腳站立在水中，將水?dāng)嚋唩頂噭铀咨?，然后將頭扎進(jìn)水中，以藻類、甲殼類動物、小魚、幼蟲和其他微小生物為食。 但是當(dāng)火烈鳥的喙沒有扎入水中時，我們幾乎看不到雙腳站立的火烈鳥，除非它們在洗澡或者在進(jìn)食！下圖中的火烈鳥可能進(jìn)食的時候沒來得及放下另外一直腳，而人仰馬翻。 但究竟是什么原因?qū)е铝嘶鹆银B奇特的顏色，形態(tài)和站姿呢? 火烈鳥的一些特征很容易從生物學(xué)和行為學(xué)上解釋清楚。它們通常(但并不總是)有粉紅色或紅色，這是由它們所吃的甲殼類動物和藻類中的類胡蘿卜素決定的;缺乏這種色素會導(dǎo)致火烈鳥的顏色變白。 火烈鳥的長腿和長脖子可以協(xié)同工作，它們的腿和脖子越長，就能在越深的水域進(jìn)食。最令人奇怪的是，它們其實會游泳，但它們唯一的進(jìn)食方式卻是一頭扎進(jìn)泥水里找食物，不會像鴨子那樣去潛水。由于它們獨特的進(jìn)食方式，如果淺水食物變得稀缺，那么長腿、長脖子的火烈鳥將會有幸生存下來，這也是自然選擇的一種進(jìn)化。 但是單腿站立有什么用呢?火烈鳥一般在水里待很長的時間，只要它們在水里，不主動進(jìn)食，也不洗澡，你就會發(fā)現(xiàn)它們永遠(yuǎn)都是一條腿站立，有時在陸地上也會這么做。 那么火烈鳥用一條腿而不是兩條腿在水里站立到底有什么好處?物理學(xué)找到了原因! 只要你在炎熱的夏天在游泳池里待過，都能很好的理解這個物理現(xiàn)象。 人類，像所有哺乳動物和鳥類(包括火烈鳥)一樣，是溫血動物，我們的體溫比周圍環(huán)境的溫度更高。如果我們泡在水里，體溫下降的速度會比在空氣中快25倍，而熱量的損失速度與物體接觸水的表面積成正比。 對于人類來說，如果你把一只腳，腳踝以下的位置浸泡在水里(約占身體表面積的4%)，一只腳暴露在同等溫度的空氣中，那么浸泡在水里的這只腳流失的溫度和身體其他部分流失的溫度一樣多。不過，隨著時間的推移，在水中腳的血管會收縮，熱量流失會稍微減緩。 那么對于火烈鳥來說呢?兩條腿站在水中會發(fā)生什么？我們知道火烈鳥的腿很長，所占身體的比例比較大，通過雙腿將會損失身體的大部分熱量。 一只從未學(xué)會單腳站立的火烈鳥，如果采用雙腿站立在水中，它會比學(xué)會單腳站立的火烈鳥多損失大約40-70%的體溫。 所以說采用單腿站立的火烈鳥，可以長時間自由的站在水里，花更多的時間來進(jìn)食，充足的進(jìn)食才能保證它們身體的顏色，成為一只名副其實的火烈鳥，下次再看見有白色的火烈鳥那就說明它單腿站立的功夫還不到家！單腿站立也是代代相傳的本領(lǐng)，下圖：
和生物學(xué)中的許多事情一樣，這是一種進(jìn)化過程中的行為適應(yīng)。就對我們?nèi)祟悂碚f，我們肯定不會適應(yīng)長時間的單腿站立，因為我們的膝關(guān)節(jié)真的很脆弱。但對火烈鳥來說它們似乎并沒有受到單腿姿勢的傷害。 |
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