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鳥類是如何解暑的？

太熱了！

提問人

勺子

在觀鳥活動(dòng)中，鳥友常常產(chǎn)生各式各樣新奇、有趣的問題，有關(guān)鳥類的分類、形態(tài)、行為、進(jìn)化等各個(gè)層面，這些問題大多源于大家的觀察和思考。一些問題已經(jīng)有了確定的科學(xué)解釋，另一些問題是值得深入研究的科學(xué)問題。所以我們想借此欄目的小文章，不定期討論一些鳥友們都關(guān)心的問題。除了小編自己想到的問題之外，大家也可以在留言區(qū)直接向小編提問，我們會(huì)選擇一些有趣的問題作答。

炎炎夏日，鳥類如何解暑？

一只正在炎炎烈日下奔走的禿鼻烏鴉，它一直張著大嘴喘氣，看得出來它也熱得不行了。攝影：李思琪，拍攝于新疆塔城

近期國內(nèi)多地氣溫超過40攝氏度，昨天上海的最高溫甚至達(dá)到47攝氏度，“桑拿天”成了人們口中熱點(diǎn)的話題！于是有鳥友產(chǎn)生了疑問，天氣這么熱，鳥類還穿著“羽絨服”，咋過啊？。她問小編：“我們都是冬天才穿羽絨服，鳥類每天都穿著羽絨服，這么熱的夏天它們?cè)趺词艿昧耍∷鼈儾粫?huì)中暑么？”。確實(shí)，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，從今年6月以來，我國的平均高溫日數(shù)為5.3天，較往年同期偏多2.4天，多地持續(xù)發(fā)布高溫橙色預(yù)警，那鳥類是如何適應(yīng)這么炎熱的環(huán)境的呢？我們今天就來聊一聊這個(gè)問題。

瘋鳥老師，我們都是冬天才穿羽絨服，鳥類每天都穿著羽絨服，這么熱的夏天它們?cè)趺词艿昧耍∥铱春眯B都熱得張著嘴，它們不會(huì)中暑么？

你觀察的確實(shí)沒錯(cuò)，還記得我們上一期你問我答（戳這里查看鳥類舌頭的秘密）就講到：“鳥類的舌頭不僅可以幫助它們吃到食物，還可以用舌頭來幫助調(diào)節(jié)體溫。和其他動(dòng)物一樣，它們不像人類一樣有汗腺。因此，如果你看到一只鳥張嘴，這意味著它正在用它的舌頭和口腔吸收涼爽的空氣，降低體溫。” 所以說你看到的張嘴喘氣就是鳥類散熱的一種方式哦！（如下圖）

一只云雀躲在小灌叢陰影里，張著嘴喘氣，通過照片擾流可以看得出來當(dāng)下有多熱。攝影：李思琪，拍攝于新疆塔城

喘氣還能散熱？可是有時(shí)候我覺得空氣都是熱的，鳥類是怎么做到靠喘氣就能散熱的呢？

鳥類身體里的氣囊示意圖，包含1對(duì)頸氣囊、1對(duì)前胸氣囊、1對(duì)后胸氣囊、1對(duì)腹氣囊和1個(gè)鎖骨間氣囊，共9個(gè)氣囊。C. AbraczinskasCranial @ Wikimedia Commons

這就要說到鳥類特殊的呼吸系統(tǒng)，和我們?nèi)祟惒灰粯樱B類的呼吸系統(tǒng)被稱為“雙重呼吸”系統(tǒng)。它們?cè)诤魵夂臀鼩獾那闆r下都可以鳴叫或者鳴唱，但是你可以試試你吸氣的時(shí)候是說不出話來的。這要得益于鳥類身體里一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)：“氣囊”。也就是說鳥類除具有肺之外，還有從肺壁凸出而形成的薄膜氣囊（如上圖，共有9個(gè)）。這些氣囊不僅可以減小身體比重、減少肌肉和內(nèi)臟之間的摩擦，還能夠通入肌肉和骨腔當(dāng)中，協(xié)助散熱。也就是說，張大嘴喘氣是鳥類散熱最主要的手段，因?yàn)樯眢w跟外界空氣接觸面積最大的就是呼吸。所以你會(huì)發(fā)現(xiàn)天熱的時(shí)候，張大嘴喘氣的鳥類數(shù)不勝數(shù)。

天氣太熱的時(shí)候，很多鳥類還會(huì)依靠抖動(dòng)喉部來加速呼吸頻率，比如小編在新加坡拍攝的這只點(diǎn)斑林鸮，很可能就是在利用喉部的顫動(dòng)進(jìn)行散熱，畢竟新加坡的天氣太熱了。攝影：李思琪

看得出來這只點(diǎn)斑林鸮非常享受這個(gè)散熱的過程啊！那么除了通過喘氣散熱以外，鳥類是不是還有其他的散熱方式呀？我記得之前小編講過巨嘴鳥的大嘴也可以幫助它散熱呢（參考以前鳥喙的文章）。

你還真是一位鐵粉呢，這么早的文章都記得。確實(shí)巨嘴鳥的喙不僅內(nèi)部充斥著骨小梁（也就是我們說的骨骼中空，所以巨嘴鳥的喙并不像想象的重，反而很輕），還密布大量血管，天熱的時(shí)候鳥喙里的血液流速加快，體內(nèi)高溫會(huì)集中到喙部，從而通過喙部與外界空氣接觸，幫助散熱。

通過熱成像觀察托哥巨嘴鳥睡覺前和睡覺時(shí)的散熱情況，可以看出來它將體內(nèi)的高溫集中到了喙部[1]。

嗯...我注意到上圖巨嘴鳥除了喙，還有眼周、頸側(cè)、體側(cè)、腋下和足趾在它醒著的時(shí)候也是溫度很高的，這些區(qū)域難道也是它的散熱區(qū)域么？

一只家麻雀在正常的姿勢下(左)，以及在高溫下張開嘴，蓬松自己的羽毛，并展開翅膀的姿勢。插圖©2017 David Sibley。

是的，你觀察的非常細(xì)致，其實(shí)你別看鳥類好像全身都覆蓋著羽毛，但其實(shí)鳥類的皮膚是有一些不被羽的區(qū)域的，我們將這些區(qū)域稱為：“裸區(qū)”，而裸區(qū)的主要作用就是散熱。正如你觀察到的，鳥類的裸區(qū)分散在身體的各個(gè)部分，比如眼周、頸側(cè)、體側(cè)、腋下、尾下等等（只有極少數(shù)鳥類不具備明顯的裸區(qū)，如企鵝）。當(dāng)鳥類覺得太熱的時(shí)候，它們會(huì)露出這些裸區(qū)（抬起羽毛或?qū)⒂鹈崎_），以促進(jìn)外界空氣在身體皮膚上的流通（如上圖）。例如，2015年一個(gè)美國的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)星蜂鳥的散熱特點(diǎn)展開了研究，它們的結(jié)論指出蜂鳥飛行時(shí)主要散熱的區(qū)域就是它的裸區(qū)，這些區(qū)域包括眼周、腋下關(guān)節(jié)處和足趾。

溫度越高代表星蜂鳥該區(qū)域的熱量交換效率越高，當(dāng)星蜂鳥在懸停和低速飛行時(shí)，它們會(huì)把腳伸出來以增加散熱效率（腳的溫度是最高的），而加速和高速飛行時(shí)又會(huì)把腳收回去[2]。

所以說鳥類的跗跖和足趾也是它們重要的散熱區(qū)域咯。

是的，很多鳥類的跗跖和足趾不被毛，它們會(huì)將自己的腿伸出來或者把腿放到水里幫助散熱。有研究表明原鴿無論在休息還是在飛行，主要通過腳來調(diào)節(jié)自身的溫度[3]；而水鳥的腳在冷水中能保持低于10%的散熱率，在35℃下能達(dá)到幾乎100%的散熱率[4]。如果實(shí)在沒有水，那也可以把自己的“尿液”拉在腿上，通過液體蒸發(fā)來帶走身體的熱量（如下圖）。這種看起來有點(diǎn)惡心的奇葩行為在許多種類的鸛和新大陸鷲中都曾被記錄到。

尿汗癥（英文名稱“Urohydrosis”）是一些鳥類的一種習(xí)慣，它們利用液體蒸發(fā)冷卻的方式，將糞便排到腿部有鱗片的部分作為一種冷卻機(jī)制。許多種類的鸛和新大陸鷲都有這種行為。注意看這兩只白鸛腿部的白色尿液痕跡。圖片攝影：??????? @ Wikimedia Commons；

額...這些鳥類還真是不講衛(wèi)生呢。

哈哈，可能天氣太熱也顧不了那么多了吧，畢竟解暑更重要呢！而且如果你有在氣溫較高的地區(qū)觀鳥的經(jīng)歷，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，天氣太熱的正午是不太適合觀鳥的，這個(gè)時(shí)候活動(dòng)的鳥類較少，它們大多都找陰涼的地方躲起來了。有時(shí)候它們還會(huì)找有水源的地方喝水和洗澡，就和咱沖涼，喝水解暑一個(gè)道理。所以在天氣炎熱或者干旱的地方觀鳥，很多觀鳥人也會(huì)利用一些水坑，來等待自己尋覓的鳥類（如下圖）。

觀鳥愛好者在青海湖邊找到了一個(gè)水坑，炎熱的正午，這個(gè)小水坑吸引來了喝水的黑喉雪雀、棕背雪雀和蒙古沙雀。圖片和視頻提供者：段煥軍

這讓我想起了國外很多人家都會(huì)有在夏天給鳥類準(zhǔn)備一個(gè)小水盆（英文叫做Birdbath），從而吸引林間的小鳥光顧，這樣還可以近距離的觀察鳥類呢。

對(duì)呀，我國也有不少地區(qū)的鳥塘，會(huì)用水泥砌一個(gè)小水盆，來吸引林鳥光顧呢（如下圖）。

前些天在云南百花嶺鳥塘里拍攝到一只被小水盆吸引來洗澡的白喉扇尾鹟。攝影：李思琪

看來鳥類真的是有一堆辦法來應(yīng)對(duì)炎熱的氣候啊！那有沒有鳥類中暑死亡的情況發(fā)生呢？

有的，我曾經(jīng)就看過一篇報(bào)道，在悉尼卡納文以南200公里外的地方，由于持續(xù)兩周氣溫都高達(dá)45攝氏度，導(dǎo)致成千上萬的鳥類死亡，它們顯然是死于酷熱和缺水，這些鳥類主要是虎皮鸚鵡和斑胸草雀。不過當(dāng)年和次年的冬春季反常的高降雨又引發(fā)了一場繁殖狂潮，這些小鳥大量繁殖，還擴(kuò)散到了周邊地區(qū)[5]。還有一片報(bào)道說，亞利桑那州的極端高溫導(dǎo)致中暑的大型鳥類從空中墜落。隨著西部州的氣溫接近120華氏度（大約48攝氏度），州猛禽救援機(jī)構(gòu)每天救治的鳥類多達(dá)20只[6]。

亞利桑那州猛禽救援機(jī)構(gòu)每天營救多達(dá)20只中暑的大型鳥類。圖片來源：亞利桑那州公共安全部

天啊，這么說全球氣候變暖可能會(huì)導(dǎo)致大量的鳥類死亡啊！

是的，不單單是鳥類的死亡，全球變暖氣溫升高氣候異常，會(huì)造成大量的物種死亡，從而影響到生態(tài)平衡，所以從個(gè)人行為上減少碳排放是我們每個(gè)人都應(yīng)該去做的事情。

參考資料

[1] Tattersall G J, Andrade D V, Abe A S. Heat exchange from the toucan bill reveals a controllable vascular thermal radiator[J]. Science, 2009, 325(5939): 468-470.

[2] Powers D R, Tobalske B W, Wilson J K, et al. Heat dissipation during hovering and forward flight in hummingbirds[J]. Royal Society open science, 2015, 2(12): 150598.

[3] Martineau L, Larochelle J. The cooling power of pigeon legs[J]. Journal of experimental biology, 1988, 136(1): 193-208

[4] Steen I, Steen J B. The importance of the legs in the thermoregulation of birds[J]. Acta Physiologica Scandinavica, 1965, 63(3): 285-291.

[5]https://www.birdsinbackyards.net/content/article/Thousands-birds-die-sweltering-heat

[6]https://metro.co.uk/2021/06/18/big-birds-dropping-from-sky-from-heat-strokes-with-120-degree-heat-14797631/

愛野說｜夏天熱成狗，鳥類是怎么散熱的？