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為了給危險(xiǎn)的旅程提供動(dòng)力，鳥(niǎo)類(lèi)會(huì)經(jīng)歷一些極端的壯舉，比如體重加倍、重新排列甚至消耗內(nèi)臟。

 

人們常常把鳥(niǎo)類(lèi)遷徙比作人類(lèi)的馬拉松賽跑。在這兩種情況下，參與者都會(huì)進(jìn)行緊張的準(zhǔn)備，并接受極端的耐力測(cè)試。但相似之處僅限于此。盡管馬拉松賽跑者在42.195公里的比賽中把人體機(jī)能推向了極限，其核心體溫飆升至攝氏38.9℃，心臟泵出的血液比平常多3~4倍，但鳥(niǎo)類(lèi)走的更遠(yuǎn)，它們會(huì)從根本上改變它們的身體和新陳代謝，以迎接這項(xiàng)重要“賽事”。在短短的幾周或幾個(gè)月內(nèi)，它們經(jīng)歷了人類(lèi)即使經(jīng)過(guò)多年訓(xùn)練也無(wú)法比擬的身體轉(zhuǎn)變。為了在繁殖地和越冬地之間飛行很遠(yuǎn)的距離，鳥(niǎo)類(lèi)可以做出許多不可思議的行為，如收縮它們的內(nèi)臟，迅速增加和燃燒脂肪，幾乎不睡覺(jué)，等等。

 

這些都是非凡的能力，但它們是有代價(jià)的。在短時(shí)間內(nèi)飛行數(shù)百或數(shù)千公里所需的能量使得鳥(niǎo)類(lèi)在遷徙過(guò)程中幾乎沒(méi)有犯錯(cuò)的余地，并且很容易受到自然和人為的威脅。僅在北美，每年秋季和春季遷徙期間估計(jì)就有26億只鳥(niǎo)類(lèi)消失。研究人員將其中許多損失歸咎于遷徙行為本身，鳥(niǎo)類(lèi)必須在風(fēng)暴和寒流中生存，在摩天大樓和其他建筑物中穿行，躲避掠食者，成功覓食，否則就無(wú)法完成它們的旅程。

 

遷徙是危險(xiǎn)的，但也是奇妙的。以下是鳥(niǎo)類(lèi)在旅途中塑造身體的一些不可思議的方式。

 

體重增加一倍

 

賓州州立大學(xué)鳥(niǎo)類(lèi)生物學(xué)教授保羅·巴特爾說(shuō)，周?chē)h(huán)境的季節(jié)性變化，讓鳥(niǎo)類(lèi)第一次意識(shí)到是時(shí)候轉(zhuǎn)變?yōu)檫w徙模式了。當(dāng)夏末白天變短時(shí)，鳥(niǎo)類(lèi)會(huì)出現(xiàn)貪食癥：它們會(huì)在遷徙前兩周或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)過(guò)量進(jìn)食以儲(chǔ)存脂肪。在這段時(shí)間里，鳥(niǎo)類(lèi)會(huì)大量進(jìn)食高能量的漿果和富含碳水化合物和脂類(lèi)的水果，這些都會(huì)以脂肪的形式儲(chǔ)存起來(lái)。

 

鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)脂肪的依賴在動(dòng)物界是不尋常的。羅得島大學(xué)野生動(dòng)物生態(tài)學(xué)和生理學(xué)教授斯科特·麥克威廉姆斯說(shuō)：“它們把脂肪作為燃料，這是很了不起的。”人們主要依靠碳水化合物進(jìn)行耐力活動(dòng)，因?yàn)槲覀兊纳眢w系統(tǒng)可以有效地將它們轉(zhuǎn)化為可用的能量。但對(duì)于鳥(niǎo)類(lèi)來(lái)說(shuō)，脂肪才是有意義的。脂肪比碳水化合物和蛋白質(zhì)更輕，體積也更小，這對(duì)于輕盈、小巧的身軀來(lái)說(shuō)很重要，身體必須靠翅膀拍打保持在高空。另外，脂肪比碳水化合物含有更多的能量。麥克威廉姆斯說(shuō)：“如果你想長(zhǎng)途飛行，單位體重所儲(chǔ)存的能量必須最多。鳥(niǎo)類(lèi)在飛行時(shí)，可以通過(guò)中途休息來(lái)補(bǔ)充脂肪。這就是為什么鼓勵(lì)種植本地植物來(lái)生產(chǎn)鳥(niǎo)類(lèi)需要的富含油脂的漿果是如此重要。

 

采食花蜜的紅喉北蜂鳥(niǎo)(雌)

攝影: 劉建國(guó)

 

紅喉北蜂鳥(niǎo)(Archilochus colubris)以體重增加劇烈而聞名：在開(kāi)始遷徙之前，大多數(shù)蜂鳥(niǎo)的脂肪增加兩倍甚至更多。有些甚至在短短四天內(nèi)體重增加接近一半。它們需要這些脂肪，因?yàn)榉澍B(niǎo)的新陳代謝是地球上最高的動(dòng)物之一。它們每天需要相當(dāng)于人體15萬(wàn)卡路里的熱量來(lái)為快速運(yùn)動(dòng)的心臟和翅膀提供能量，蜂鳥(niǎo)的心臟每分鐘能跳動(dòng)1000次，翅膀煽動(dòng)3000次。在遷徙之前積累的脂肪被燃燒成穩(wěn)定釋放的能量，以確保紅喉北蜂鳥(niǎo)一年兩次的3000公里長(zhǎng)途旅行。

 

改造內(nèi)臟

 

為了每年秋天從阿拉斯加直飛一萬(wàn)公里到達(dá)新西蘭，斑尾塍鷸吸收掉消化道的一部分，為更多的脂肪騰出空間，為它們的旅程提供更多能量

攝影：Tom Ingram

 

所有增加的脂肪在鳥(niǎo)兒嬌小的身體上不是亂放的，必須妥善分配。為了使這一切合身，許多鳥(niǎo)類(lèi)能夠收縮和生長(zhǎng)它們的內(nèi)臟。

 

以斑尾塍鷸(Limosa lapponica)為例，它是世界上最激烈的遷徙鳥(niǎo)類(lèi)之一，每年秋天從阿拉斯加直飛一萬(wàn)公里到新西蘭。為了給富含能量的脂肪騰出空間，斑尾塍鷸會(huì)將25%的身體組織（包括部分肝臟、腎臟和消化道）吸收掉。這是通過(guò)一個(gè)自然的細(xì)胞過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)過(guò)程讓身體循環(huán)并清理自己的細(xì)胞和組織，稱為自噬（在希臘語(yǔ)中是“自我吞噬”的意思）。斑尾塍鷸也會(huì)在飛行中增加心臟和胸部肌肉的大小，將額外的能量和氧氣分配到這些高度活躍的區(qū)域。

 

麥克威廉姆斯說(shuō)：“飛行是最消耗能量的運(yùn)動(dòng)形式。但是，如果你想走得更遠(yuǎn)、更快，它也是效率更高的方式。相比于陸地奔跑，在飛行時(shí)使用脂肪作為燃料更為經(jīng)濟(jì)，效率更高。”

 

鳥(niǎo)類(lèi)在攝食過(guò)量階段也會(huì)發(fā)生器官轉(zhuǎn)化。在狼吞虎咽地吃漿果和蟲(chóng)子以增加體重的同時(shí)，像白頰林鶯(Dendroica striata)這樣的鳴禽會(huì)擴(kuò)張消化道以加工更多的食物，并在遷徙過(guò)程中迅速收縮和重新吸收同一系統(tǒng)的部分組織，因?yàn)樗鼈儠?huì)額外燃燒脂肪。據(jù)麥克威廉姆斯說(shuō)，這使得能量集中在最重要的飛行肌肉上，減少了在中途停留地點(diǎn)頻繁加油的需要。

 

大大減少睡眠時(shí)間

 

睡眠的需要可能是人類(lèi)耐力的障礙，但對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)來(lái)說(shuō)，這只是另一個(gè)需要打破的生理規(guī)律。在遷徙過(guò)程中，由于季節(jié)的變化，鳥(niǎo)類(lèi)的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生了變化，迫使它們適應(yīng)夜間活動(dòng)的習(xí)慣，減少睡眠。鳥(niǎo)在空中如何休息？答案是瞬間睡眠。從中美洲和南美洲到加拿大北部和阿拉斯加的4800公里遷徙中，斯氏夜鶇(Catharus ustulatus)每次進(jìn)入睡眠狀態(tài)大約9秒鐘。它們可以保持大腦的一半清醒，以規(guī)避捕食者或避免空中碰撞，而另一半大腦則會(huì)休息。

 

巴特爾說(shuō)，從繁殖期和越冬期的睡眠習(xí)慣到遷徙期的睡眠，神經(jīng)系統(tǒng)的變化與新陳代謝的變化一樣，對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的耐力至關(guān)重要。他說(shuō)：“它們對(duì)所有這些變化諸如體重增加和幾乎整夜熬夜的有害影響有一定的抵抗力。事實(shí)上，它們的表現(xiàn)比處于非遷徙狀態(tài)時(shí)還要好。”

 

斯氏夜鶇會(huì)燃燒自己的肌肉作為能量，以便它能找到一個(gè)食物豐富的休息站，例如圖片中的紅色忍冬

攝影：Mick Thompson

 

消耗自己的肌肉

 

當(dāng)運(yùn)動(dòng)員耗盡他們的碳水化合物和脂肪供應(yīng)時(shí)，他們會(huì)面臨脫水和饑餓。對(duì)我們?nèi)祟?lèi)來(lái)說(shuō)，這些需求可以終結(jié)任何運(yùn)動(dòng)。但鳥(niǎo)類(lèi)還有最后的后備方案：它們可以燃燒肌肉來(lái)獲取能量，這是一些鳥(niǎo)類(lèi)的優(yōu)勢(shì)伎倆。2011年一項(xiàng)在風(fēng)洞中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在遷徙過(guò)程中通常一次能夠飛行320公里的斯氏夜鶇，甚至?xí)槐匾厝紵∪?，以便能飛得更遠(yuǎn)，到達(dá)最有利的中途停留點(diǎn)。不過(guò)，如果它們不能在遷徙后恢復(fù)失去的肌肉，就會(huì)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。

 

恢復(fù)到以前的體型

 

一旦鳥(niǎo)類(lèi)到達(dá)目的地，它們就需要恢復(fù)器官功能和形狀，并為當(dāng)前極度瘦弱的身體補(bǔ)充能量。春季遷徙是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)，因?yàn)橐坏┧鼈兊竭_(dá)繁殖地，鳥(niǎo)類(lèi)就必須努力繁育：吸引配偶，并在照顧自己的同時(shí)，生產(chǎn)和飼養(yǎng)饑餓的幼雛。“基本上，它們需要立即開(kāi)始建立領(lǐng)地和繁殖，”巴特爾說(shuō)。“如果在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)不能找到食物，或者著陸有所延誤，基本上就會(huì)餓死。”

 

秋季遷徙的風(fēng)險(xiǎn)較低，因?yàn)轼B(niǎo)類(lèi)在落地后不需要繁殖，加上南方溫暖的熱帶地區(qū)往往有更多的食物可供選擇。麥克威廉姆斯說(shuō)：“它們通常只需要把體重維持在一定水平，度過(guò)冬天。”鳥(niǎo)類(lèi)在到達(dá)后平均需要恢復(fù)17%~23%的脂肪，并且根據(jù)它們的種類(lèi)和遷徙模式，補(bǔ)充蛋白質(zhì)和水分的流失。

編譯自《Audubon》網(wǎng)站 

原文作者: Kevin Johnson

本文編輯：發(fā)冠卷尾

原文翻譯：劉建國(guó)