前段時間,我在杭州的一個濕地公園做項(xiàng)目,熱得像是被蒸的包子。在這種溫度下,附近濕地里的水并不能使我涼快,只會讓我更均勻地變熟(霧)。
 我做項(xiàng)目的地方某天太陽底下的溫度。圖片:紅嘴藍(lán)鵲
當(dāng)然,遇到這種天氣我們可以窩在室內(nèi)吹空調(diào),即使在室外也會出大量的汗來散熱。鳥兒可就沒這么幸運(yùn)了。大部分鳥擁有很高的代謝速率和很快的活動節(jié)奏,這將產(chǎn)生大量的熱量。而鳥類沒有汗腺,不能通過大量排汗來散熱。更別提鳥的羽毛具有挺好的保溫效果(想想那些鴨絨和鵝絨的羽絨服),它們要如何在夏天(以及熱帶地區(qū)每年最熱的那幾個月)的高溫中使自己涼快下來呢? 雖然鳥的身體大部分被羽毛覆蓋,但是絕大多數(shù)鳥(特別是熱帶鳥類)的跗跖和趾(位置見下圖)都是裸露的,這些裸露部位的散熱效果非常好。甚至僅僅是眼周的一點(diǎn)點(diǎn)裸皮也可以起到散熱作用。  多數(shù)鳥的跗跖和趾(我們通常認(rèn)為的“鳥腿”實(shí)際上是跗跖部,也就是相當(dāng)于人的“腳掌”)沒有羽毛覆蓋,是很好的散熱區(qū)。繪圖:鷹之舞
巨嘴鳥是南美熱帶雨林里著名的特色鳥類,它們的嘴很大,而且表層有大量血管,同樣是為了散熱。天熱的時候這部分血管的血液流速會加快,幫助散熱,而涼快下來以后血液流速又會恢復(fù)正常。  作為熱帶鳥類,巨嘴鳥可以用它的巨嘴散熱。比如這只厚嘴巨嘴鳥(Ramphastos sulfuratus)。圖片:pixabay
蜂鳥是代謝速率最快的鳥類之一<原因戳這里>原因戳這里>,心跳大致是每分鐘五六百次,極限可以達(dá)到每分鐘1260次(藍(lán)喉蜂鳥)。顯然,這意味著蜂鳥需要面對的散熱要求比其他鳥更高。 2015年,美國一個叫Donald R. Powers的鳥類學(xué)家和他的團(tuán)隊(duì)研究了星蜂鳥(Selasphorus calliope)的散熱特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)蜂鳥飛行時的主要散熱區(qū)域是頭側(cè)的眼周、兩翼基部的關(guān)節(jié)軸(大致是“腋下”的位置)和腳趾。  這是一只正在懸停的星蜂鳥,可以清楚地看到懸空伸出來的萌萌的腳趾。圖片:Chuck Roberts / flickr
當(dāng)蜂鳥在懸停和低速飛行時,它們甚至還會把腳伸出來(懸空)以進(jìn)一步增加散熱效率;而高速飛行時(它們能飛10~12米/秒),它們則會把腳縮回去以降低風(fēng)阻,這時眼部(頭側(cè))以及腋下關(guān)節(jié)處則成為主要散熱位置。  紅外線圖片清晰地表達(dá)了頭側(cè)(眼周)、腋下關(guān)節(jié)和腳趾是與周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換的集中區(qū)域,當(dāng)飛行速度快起來之后(超過6米/秒),腳趾就不再是主要散熱位置了。圖片:Powers DR / Royal Society(2015)
鳥還可以很容易地通過加快呼吸頻率來提高散熱效率。鳥的體內(nèi)有很多氣囊,大多分布在內(nèi)臟間,加快呼吸頻率意味著單位時間內(nèi)有更多的空氣進(jìn)出氣囊(所有的氣囊都連著肺),可以有效帶走體內(nèi)的熱量。這就相當(dāng)于電腦主機(jī)內(nèi)部溫度一旦升高,散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速就會加快,散熱效果還是很顯著的。 在天熱的時候,鳥也會像狗一樣張大嘴喘氣,原理和擴(kuò)大電腦的散熱出風(fēng)口差不多。張大嘴再配合加快的呼吸頻率,效果更佳。  狗一樣喘氣的白眉黃臀鵯(Pycnonotus goiavier),攝于婆羅洲。大家可以想象一下婆羅洲低地?zé)釒в炅诌吘壷形?1點(diǎn)在太陽底下的溫度。圖片:紅嘴藍(lán)鵲
熱帶的鳥大多在晨昏活躍,而中午最熱的時候則會顯著降低活動頻率,甚至干脆找個樹蔭或水源附近休息。溫帶的鳥也有這種行為規(guī)律,不過在熱帶雨林里尤為明顯。根據(jù)我的觀鳥經(jīng)驗(yàn),中午去雨林觀鳥實(shí)在是……還不如在住處吹著空調(diào)睡覺。 鳥的羽毛非常不利于散熱,不過當(dāng)溫度很高時(特別是高溫下起了一陣風(fēng)的時候),鳥類很喜歡把羽毛蓬松起來,使羽毛下的皮膚更好地接觸到空氣,讓空氣帶走身上的熱量。
另外還有的鳥會在天熱的時候靜立在某處,把兩翼展開、下垂,使得翼下、腋下關(guān)節(jié)和身體兩側(cè)與外界空氣接觸(平時這些地方會被收攏的翅膀捂著),可以想象,散熱效果還是不錯的。  這是婆羅洲低地雨林的蛇雕(Spilornis cheela),它在展開雙翼散熱。圖片:紅嘴藍(lán)鵲
你沒看錯,這也能降溫!很多大型鳥類,比如鷲啊鸛啊之類,都會一種神奇的技能:天熱的時候,它們會直接排泄到自己裸露的跗跖(腳)上。裸露的跗跖本就用于散熱,排泄物中的水分灑上去之后蒸發(fā)吸熱,更是極大地提升了散熱效率。
此外,排泄物中的白色部分(其實(shí)就是尿酸)沾到身上后,還可以在一定程度上反射陽光(原理同夏天穿黑衣服比穿白衣服更熱)。這種行為還有個專有名詞,叫Urohidrosis,暫時還木有中文翻譯。  注意白鸛(右)紅色跗跖上的白色涂抹物。圖片:Pixlab.co.zaSportphoto.co.za / Flickr
家里養(yǎng)了鳥的朋友可能比較有體會,每當(dāng)天熱的時候,多數(shù)鳥都會變得迷之喜歡洗澡,效果和原理就不細(xì)說了,大家去沖一下就能體會到啦!
 正在洗澡的田鷚[liù](Anthus rufulus)。圖片:紅嘴藍(lán)鵲
 正在洗澡的新西蘭紅嘴鷗(Larus novaehollandiae)。圖片:鷹之舞
如果你想在巨熱無比的夏天幫助附近的鳥兒們涼快下來,可以在庭院里的陰涼處放一個小“澡盆”,里面盛上一點(diǎn)兒水,也不需要很深?;蛘咧谱饕粋€能噴水或滴水的小裝置(夏天公園草坪上噴水灌溉的時候,有時就能看到有鳥在噴水裝置附近上下翻飛,洗一洗喝兩口,看上去很爽的樣子)。 當(dāng)然,首先你得有個庭院。
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