
实话讲,鸟儿想冲上上万米高空真不是件容易事,目前咱们知道能做到的也就两种。
第一种是灰鹤,拼尽全力最多也就刚摸到一万米的门槛;另一种黑白兀鹫更猛,最高能飞到一万一千三百米。
这个一万一千三百米可不是随便估的,有实打实的真实案例作证。1973 年有架客机在 11300 米高空正常飞着,突然出了故障,事后排查才发现,原来是一只黑白兀鹫卷进发动机里,直接弄坏了一侧引擎。
鸟类从飞上天空到现在已经过了1.5亿年的时间了,在上亿年的时间里,才只有零星的几种鸟能飞入万米高空,可见万米高空对善飞的鸟来说都是个极大的考验,甚至可以说是难以逾越的天堑。
,高反简单的说就是因为缺氧引起的一些生理不适,这是人在进入高海拔地区因为空气稀薄,氧分压降低,人吸入的氧气量也大幅度地减少,血液供氧不足,从而引发的缺氧现象。虽然高反通常说的是人,但是对于大多数动物来说也是一个道理,包括鸟类。
而万米高空的氧气浓度虽然跟地面上差不多,但是这里的空气稀薄,氧气的绝对量少,按照比例来算的话,万米高空的氧气绝对量只有地面不到30%,所以,绝大多少的鸟类就是被这个劝退的。
其次是温度。众所周知,温度会随着高度的升高而变低,从海平面起每上升100米,气温就会降低0.6℃,按这个比例算,万米高空要比海平面上的温度低大约60℃,也就是说现在是夏天,温度一般在30℃左右,而到了万米高空温度就只有-30℃了,这个温度不用说南方小土豆,就算是北方大番薯也扛不住。
放在鸟界能够抗住这个温度的,得去南极洲找,它们就是企鹅了。不过,企鹅不会飞,抗寒完全靠厚厚的羽毛和脂肪层,而黑白兀鹫还露着脖子,它到底是怎么飞上万米高空的呢?下面我们就从温度和高反两个角度来看一下黑白兀鹫是如何克服的?
首先是缺氧问题
。人在这个高度暴露在空气中如果不带氧气面罩几分钟就会失去意识。
但是,对黑白兀鹫来说不是问题。首先,黑白兀鹫的肺比同等体型的其他鸟类更大、更扁平。这个设计能让它吸入的空气更多,也就是说你稀薄没关系,我一口多吸点就跟在海平面上飞差不多了。
其次是心脏。黑白兀鹫的心脏跟身体质量的比值是其他鸟的结合2倍,更大的心脏就意味着它每分钟能够泵出的血量就更多。
最后就是血红蛋白了。黑白兀鹫血红蛋白的浓度比大多数动物都要高,而血红蛋白是运送氧气的,浓度越高,运送氧气的能力就越强,而且研究发现,它的血红蛋白比其他动物的血红蛋白的亲氧能力更强,这上哪说理去。
所以,有了这三个强项的加持,在万米高空虽然空气稀薄,但它们也能自由的呼吸。不过,说的这里,其实还有一个关键因素,那就是呼吸系统的区别。
呼吸系统的差异,也是决定黑白兀鹫能飞上万米高空的主要原因。我们人类包括其他的哺乳动物的呼吸方式是“潮式呼吸”,简单的说就是吸气呼气,一进一出的,这就会导致正常呼吸肺里总是会有一部分是二手空气,这样单次吸入的氧气就少,同时利用率也更低。
但是,人家鸟类不一样。它们是气囊加上肺的组合系统,这个组合让空气是单向流动的。吸气时,一部分空气进入肺进行气体交换,另一部分存入气囊里,呼气的时候,气囊里的新鲜空气再次进入肺。也就是说鸟类每呼吸一次,空气会两次经过肺,进行两次气体交换,这叫双重呼吸。
除此之外,鸟的肺还是刚性结构的,它不会像哺乳动物的肺那样一吸一缩,所以,气流在肺里是单向高速通过的,好处呢就是能让新鲜空气和废气永远不会混合。再加上逆流交换系统(血液流动方向和气流方向是相反的),这就能让血液从空气中最大限度地提取氧气。
研究表明,鸟类的呼吸系统能让它们从空气中提取的氧气比哺乳动物多大约25%。因此,即使在万米的高空,黑白兀鹫也能凭借自己的呼吸系统、强大的肺和心脏以及高浓度的血红蛋白,做到完全不会缺氧,高反就不存在了。
其次是冻死的问题
万米高空的温度能低到零下三四十摄氏度。这个温度下,人类暴露在外几分钟就会冻伤。但对鸟类来说问题不大,因为它们有天然的“羽绒服”。
我们冬天穿的羽绒服里的羽绒其实就是鸟身体和外层轮廓羽毛之间的一层柔软蓬松的细毛。之所以说它蓬松,是因为绒羽的羽小支之间是没有羽小钩连接的,而蓬松就能锁住空气,毕竟空气就是最好的隔热层。
科学家们通过对喜马拉雅山脉249种雀形目鸟类的研究发现,高海拔地区的鸟比低海拔的拥有更多的蓬松绒羽,平均能多出大约25%来。黑白兀鹫也是如此,它的羽绒也比绝大多数的鸟要更多。
除此之外,在飞上万米高空的时候,黑白兀鹫还会主动的保暖,包括把腿折叠到腹部飞行、缩脖子等等,这样就能尽可能少的减少热量流失。同时,黑白兀鹫还会观察天气,它们高飞的时候通常是风和日丽的,尽量的避开比较冷或者光照不好的天气。
因此,黑白兀鹫也怕冷,只是它保暖能力更强(更厚的羽绒、藏起没有羽毛覆盖的身体部位)、对天气的选择也比较到位,最终飞上了万米高空。当然,它能飞得上去,要得益于它们善于利用上升的气流,不然纯靠飞,得累趴下。
写在最后
万米高空对于人类来说确实是个挑战,因为人很难从地面上不靠外力上去,如果乘坐飞机,即便达到万米高空,这容易受减压症的影响直接昏迷,况且还有温度、氧气等等各种问题。
毕竟我们没有气囊,没有双重呼吸,也没有高空亲和力的血红蛋白,更没有能锁住体温的绒羽。但是人家鸟有,尤其是喜欢高空飞行的鸟,就像我们说的黑白兀鹫一样,虽然万米高空没有它的食物,但是作为一种喜欢高空飞行(更容易寻找地面上的猎物)鸟类来说,去挑战一下也是没有问题的。
只是它们没想到的是都飞这么高了,还能跟人相遇,确切的说是人造的工具相遇,一下子卷进引擎里,完成了最后一次万米高空之旅。
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