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第4章 个性展现——鸟的飞行

当你看到鸟儿长时间在空中翱翔的画面时是不是感觉很奇妙?那你知道鸟儿为什么能在空中飞翔吗?只是因为它们长有羽毛的缘故吗?那么,有些长有羽毛的动物为什么不能飞翔呢?随着一连串的疑问你是不是对鸟类这一类精灵似的动物产生了很大的好奇呢?那么就让我们一起来了解鸟类到底具有什么特异功能吧!

在上一章中我们了解到,原始的鸟类和爬行类的主要区别是因为在鸟类的体征上出现了能适应飞翔生活的特征,比如身体呈流线型,并且体表长有轻巧的羽毛,有两个翅膀,骨骼中空且比较坚固、轻便而多有节,最重要的是具有气囊和肺。气囊是供应鸟类在飞行时有足够氧气的构造,肺是供应鸟类大量呼吸的来源。

因此,鸟类能够飞翔是和它自身所具有的翅膀、肌肉、骨骼、气囊等有很大关系的。因为只有当这些元素都具备了之后,鸟类才具有飞行的条件。

1.鸟的翅膀

当我们失去自由的时候,就会常常幻想自己也能有一双像鸟儿那样的翅膀,那样我们就可以自由的在空中飞翔。可是你知道吗?如果鸟儿没有翅膀,它们就不能在空中翱翔。

在很早之前人类就开始了模仿鸟儿飞翔的行动,制造出了一些飞行工具,比如飞机、滑翔机等。鸟的翅膀是可以上下移动并且可以形成多角度的,是由前肢进化而来的,趾缩小,脘骨加长并连接起来,起到支撑飞翔的作用。活动的肩关节和锁骨将翅膀与骨骼连接起来,锁骨对于翅膀拍打时的弹性,以及鸟在改变方向和突然变速时掌握平衡和协调起到了关键性的作用。

鸟的翅膀呈特殊的翼形,上表面突起,下表面凹陷。这样的形状使空气流经上表面时比流经下表面的流程长,流动快,翅膀上方的压力得以减轻。在鸟的翅膀上长有飞羽,当翅膀展开时,每根飞羽的外侧羽片,就覆盖在相邻飞羽内侧羽片的边缘上。有着这样的排列,每根羽毛都略有旋转能力。因此在翅膀上升时空气就可以自由地通过各飞羽间的空隙。在翅膀下降时,飞羽就形成了连续不断的平面,对空气产生很大的阻力。所以两个翅膀的不断上下扇动,就会产生巨大的下压抗力,使鸟儿快速地向前飞行。

但是,鸟儿只靠一双翅膀是不能完成飞翔动作的。鸟的身体外面覆盖着轻而温暖的羽毛,羽毛不仅具有保温的作用,而且还是使鸟儿能在蓝天上飞行的必要条件。羽毛使鸟的身体呈现出流线型,在空气中运动时受的阻力较小,有利于它们的飞翔。

2.鸟的肌肉

鸟类在飞行的时候,需要很大的动力,你看它们不仅要用力的去挥动着翅膀还要注意保持体态平衡。而这一动作的完成,主要是靠两翼的上下振动产生的。两翼的上下振动主要与胸大肌和胸小肌有关系。鸟的胸骨非常发达,因此,附着在胸骨上的胸肌,使其上有一个高耸的突起,叫龙骨突,它为强大的胸肌提供了宽大的表面。

胸大肌发达了,肌肉的收缩能力就增强了,这样能使翅膀的下压速度非常有力,从而增大了空气对翅膀的反作用力,加快了鸟类的飞行速度。所以,只有在胸大肌强有力的收缩下,才能使鸟的双翼扇动的快而且有力,才能有助于鸟类的飞行。

3.鸟的骨骼

既然鸟类是高等动物的一种,那么它肯定有一定的骨骼结构,但是这些骨头类的东西会不会增加它飞行的难度呢?恰恰相反,因为鸟类的骨骼坚薄而轻,骨头是空心的,里面充有空气,并且鸟类的骨骼高度愈合,其头骨是一个完整的骨片,脊椎相互愈合成若干块联合椎骨,不像哺乳动物的脊椎骨间那样可以在一定限度内自由活动。鸟类骨骼的这种高度愈合不仅有利于提高鸟类的骨强度,而且还能减低骨骼的自重,使鸟儿适应飞翔的生活。另外,鸟类没有牙齿,尾骨退化,前肢骨细而长,并且有龙骨作支撑,使整个鸟的骨骼显得结实、轻便。鸟类骨骼的这些结构特点,既减轻了自身的重量,又加强了支持飞翔的能力,不愧是大自然精雕细琢的杰作!

4.鸟的气囊

对于鸟类飞行最有帮助的其实是它们的呼吸系统,因为,鸟儿在飞行的时候需要用很大的呼吸量。鸟类的呼吸系统包括肺和气囊。在鸟儿的体内却有一对红色的体积不大的肺,它是由一系列分支精细的气管构成的,气管进入肺后形成初级支气管、次级支气管和三级支气管。因此,鸟类的呼吸系统与众不同,具有特殊的双重呼吸。

鸟的呼吸除了和肺有关系外,还与遍布全身的气囊密切相关。气囊是由薄膜组成,并且与肺相通,分布在内脏、肌肉之间。鸟类的气囊不少于9个,与呼气有关系的气囊叫呼气囊,与吸气有关的气囊叫吸气囊,呼气囊和吸气囊都是鸟儿呼吸的重要气管。

鸟类的双重呼吸可以充分利用吸入的空气,气体的交换率相当高,所以尽管鸟的肺体积很小,但是,由于气囊的辅助作用,足以保证鸟类飞行时对氧的高需求量,满足较高的新陈代谢对氧的需求。

其实,除了上面我们说的几个方面和鸟类的飞行有关系外,鸟的生殖和排泄系统在鸟类的飞行中也占据着重要的作用。因为,鸟的繁殖有一定的季节区分,在繁殖季节鸟的生殖系统会变大,非繁殖季节就会缩小。在鸟的排泄系统中,只有一个肾,另一个肾自然萎缩,鸟类以不溶于水的尿酸为主要代谢物,并且体内无膀胱,肾脏生成的尿可及时排出体外。总之,无论是生殖系统还是排泄系统,它们的机能构造都趋向于减轻鸟类自身的体重,增强飞翔能力,使鸟能克服地球吸引力而展翅高飞。

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