动物们的旅行绝招

脂肪做燃料

　　为了进一步认知动物的迁徙强度，我们先来做一个比较。长跑运动员体重约65千克，完成一个马拉松需要奔跑42千米；加拿大雁体重6.5千克，迁徙路途长达966千米。按照体重的比例计算，加拿大雁的迁徙相当于马拉松选手长跑9660千米——也就是230个马拉松的距离。

　　这么高强度的旅行，准备充足的能量非常必要。很多迁徙鸟类在离开之前会大量进食，将多余的能量存于皮下脂膜，体重较之于平时增加了不少。比如蜂鸟在迁徙之前，体重就会增加一倍（大约是四个曲别针的重量）。体重在这个时候显得至关重要，试想哪只瘦弱可怜的小鸟能担负得起如此高强度的任务？脂肪就像燃料一样支持着整个旅行，比如对于一只体重15克的鸟来说，每一克脂肪可以支持200千米的飞行。另外，水果里含有大量的糖分，比昆虫更容易转化成脂肪。有些候鸟平时以昆虫为食，但为了迁徙，很多鸟都会通过改变食谱来增加脂肪。比如画眉鸟，在出发之前就会把浆果和其他水果当作它的主食。

　　想象一位怀孕的妈妈，要跑完长途马拉松，还要分娩哺育幼儿，而这整个过程都不吃不喝？这在人类社会是绝对不可能出现的事情，让我们去看看灰鲸的奇妙世界。夏季，北冰洋24小时都有光照，海水营养丰富，食物充沛。灰鲸抓住这个机会，它们让自己吃得饱饱的，在肚子里填满成吨成吨的磷虾，身上还长出一层厚厚的脂肪。十月初，白天开始变短，光照量开始减少，海水的营养含量随之下降，这时，灰鲸该动身南下了，整个迁徙路程从北冰洋一直到墨西哥湾，往返共2万千米。怀孕的母鲸必须完成这次旅程，否则它们的幼鲸将无法在北极附近冰冷的海域里生存，而雄灰鲸和未受孕的灰鲸也必须向南迁徙进行交配。

　　鲸鱼的南迁之旅大概共花费两个月左右的时间，而在此期间它们几乎不吃不喝，甚至到达目的地产下幼鲸后，母鲸还是吃得很少。它们依靠的完全是自己身上的脂肪，甚至喂养幼鲸的乳汁也大部分都是脂肪。等到春天的时候，它们开始重返北方。这时，它们身上的脂肪已经所剩无几，有些衰老的和年幼的鲸鱼会在返回的途中死去。当那些支撑下来的灰鲸回到自己北方的家时（距离此时，它们几乎已经有7个月没有进食了），它们的体重已经减少了1/3，这时，它们终于可以进食了！它们用自己的须（鲸鱼上颚的巨大角质薄片）过滤片脚类动物和磷虾，这是它们在7个月2万千米或更远的旅程之后的第一顿饱餐！

　　神奇的灰鲸脂肪

　　灰鲸体内的脂肪所能提供的不仅仅是能量。由于它们没有厚厚的羽毛，所以需要有脂肪来保持体温。为了更清楚地了解鲸脂的魔力，我们来做个实验。

　　你需要：

　　室温下25毫升的起酥油；

　　2个塑料保鲜袋；

　　同样室温下的两支温度计；

　　一台冰箱。

　　将起酥油放入一个保鲜袋的底部，并且把它捏成一个小球；

　　把一支温度计的底端插入这个小球的中央；

　　把另一支温度计放入空的保鲜袋里；

　　把两支温度计放入冰箱冷藏室里15分钟，然后把它们拿出来并且比较一下温度。你发现了什么吗？

　　你会发现：插在起酥油里的温度计显示的温度更高，这是因为起酥油起到了绝热体的作用，能减缓能量的损耗。灰鲸脂肪的神奇之处就在于此——它能使鲸鱼在冰冷的海水里保持身体的温度。

　　气流来助力

　　为了能飞回自己的老家，动物们可真是想尽了各种绝招。比如黑颊林莺这种鸟，身长只有10厘米，却能够在短短的五天内，从美国的东南部一直迁徙到南美洲！出发前，它们一直在等待，就等那猛烈的西北风一来临，它们搭上“顺风车”，借助风的力量穿越浩瀚的大西洋到达南美洲。不过，即使是有风的帮助，在黑颊林莺的迁徙过程中，它们也需要振动翅膀大约400万次，才能够到达终点。还有些鸟类，比如隼、鹰、鹈鹕还有鹤，它们的翅膀平展开来很宽大，因此它们不用振翅，只需平展翅膀和尾翼，依靠上升的暖气流就可以飞行（这种飞行方式叫作翱翔）。暖气流是从地面上或水面上升起的暖空气，气流因为炎热或者遇到了山脉等障碍物而上升。鸟类沿着山脉迁徙时，暖气流就像升降式电梯一样，帮助螺旋式向上飞行的鸟类节省力气；而当暖气流冷却下来并停止上升时，鸟类只要稍稍扇动一下翅膀，就可以快速移入下一个暖气流，借助下一台“电梯”继续上升、向前。通过这种方式，鸟儿一天便能飞越几百公里，而只损耗很少的能量。因为暖气流更容易在陆地上空形成，所以翱翔的鸟儿会尽量在陆地上空迁徙，它们宁愿绕很远的距离也要避开水路搭上省力的电梯。而在海边的鸟儿，甚至终日都可翱翔。风吹经海面，离海面越近会越受到摩擦，从而在大约45米高的气层中产生许多切层，风速可以从最低处的零点到达最顶层的最高速。海边的那些鸟儿充分利用这一点在气流中盘旋、升降，周而往复地寻找最高风速的地点来获得最大的动力支持，因此，纪录片里会经常出现这样的镜头，浩瀚的大海上，鸟儿威严地在海面上盘旋、飞翔，轻松自由，毫不费力。

　　图注：根据对鸟类飞行和气流的研究，人类也可以在空中自由翱翔，图片中便是一只正在飞行的飞行伞。飞行伞由伞体、伞绳、操纵带、鞍具和刹车绳组成，巨大的伞衣张开后会承受空气阻力，减缓下降速度，确保人们安全着陆。

　　Tips

　　鸟类在空中飞行，源于它们轻且中空的骨骼和带有羽毛的翅膀，它们飞行时主要是鼓翼、滑翔和翱翔交替使用。一般来说，小型鸟类以鼓翼和滑翔为主，大型鸟类多具有较好的翱翔能力。

　　鼓翼

　　这是鸟类飞行的基本方式，特别在起飞以及在飞行中需要获得更大的升力和冲力时。鸟类飞行时靠双翼快速、有力扇击而产生动量。当沿水平路线飞行时，翅膀向前下方挥动以产生升力和推力；若推力超过阻力、升力等于体重时，即能保持直线向前的速度。鸟类在扬翅时不会产生推力，此时是靠前一次扇动翅膀时所产生的水平方向的动量而前冲。

　　蜂鸟的鼓翼飞行与众不同。它在扬翅时翼面呈“8”字形转动，翼的上表面转向后方击动空气从而获得推力，因此在扬翅及扇动翅膀时均能产生升力和推力，能够像直升飞机一样“悬停”在花前吸吮蜜汁，甚至还可以倒退。滑翔

　　这是从某一高处向前下方的飘行。滑翔得以持续的条件是：体重/速度=移动距离/失高。升力与阻力的比值越高、滑翔的速度越小时，下沉的速度也越慢，从而获得较远的水平滑翔距离。鸟类飞行时，在鼓翼获得足够的高度和推力之后，常伴以不同程度的滑翔，也是着陆前的必要飞行方式。

　　翱翔

　　这是鸟类从气流中获得能量，而不需肌肉收缩获得动量的一种飞行方式。翱翔消耗的能量最少，那些翅膀宽大的鸟类以这种方式飞行，例如鹤、鹳和猛禽。

　　图注一：雕的翅膀堪称是轻便型设计中的奇迹。骨头中空，初级飞羽如同手指一样展开减少阻力。飞翔的大部分动力来自于向下的扇动翅膀的动作。

　　图注二：鸟类的翼展是指鸟类伸展翅膀时左右翅尖的直线距离。羽毛为鸟类提供了保暖性，并使身体和翅膀更富有流线型，使其更符合空气动力学。鸟类通过调整翼展来控制飞行。

　　白鹳150厘米

　　乘热空气流飞行，翼展可达身体长度的两倍。

　　凤头麦鸡70厘米

　　凤头麦鸡通常借助风力飞行迁徙，扇动翅膀时发出拍打声。

　　绿翅鸭55厘米

　　这种鸭族成员聚群飞行，飞行时翅膀快速扇动，使整个群体看起来在扭动中前行。

　　家燕33厘米

　　无论从速度还是技巧上来说，家燕都是飞行的高手，它们可以捕食空中的昆虫。

　　柳林莺22厘米

　　整个种群飞往非洲热带地区躲避欧洲寒冬。

　　除了风和气流，一些动物也成为了免费的“交通工具”。花螨以花蜜和花粉为食，它们依靠蜂鸟迁徙到新的植物上。当蜂鸟在花朵中吸取花蜜时，花螨只需不到1秒钟就可以钻到蜂鸟的鼻子里；当蜂鸟钻到另外一朵花的附近时，花螨又钻了出来。在蜂鸟嗅一下花的气味时，花螨会迅速跳出来决定是否从蜂鸟的鼻子中“下车”。

　　昼路夜路，不走寻常路

　　你一定在白天看到过一大群鸟儿从天空飞过，那你有没有不经意间瞥见过一团黑压压的影子掠过月亮，没错，那就是在夜间飞行的鸟群。相对来说，绝大多数候鸟，特别是小型食虫鸟、食谷鸟、涉禽和鸭类会在白天进食、休息，在夜晚飞行，所以有一种计算迁徙鸟类数目的方法就是观察统计月亮下鸟群的阴影（在迁徙的季节，一个小时之内，观察月亮的人就能看到多达200种鸟类）。这些鸟儿在夜间飞行是为了躲避白天会遇见的天敌猛禽等，主动错过与它们相交的机会。不过也有科学家认为，凉爽少风的夜晚更适合小型鸟类的飞行。夜晚，鸟儿凭借月亮的光芒、云朵的反射、星光的闪烁和水面的反光，可以清晰地辨识出地面的轮廓。另外，具有固定位置的北极星也能为它们指引北方。在飞行时，鸟群会通过鸣叫聚集成一个整体，来传达彼此的信息。不过如果夜间漆黑一片，浓云密布或者有暴风雨的话，鸟儿就会停下来躲过这一夜。而那些大型鸟和猛禽，如鹤、鹳、鹰、隼及乌鸦等，由于受到的敌害威胁较少，可以大摇大摆地在白天飞行。而有的鸟类，如野鸭、雁、天鹅等则白天和夜晚都会飞行。

　　Tips

　　许多鸟类在迁徙和越冬时集群生活，例如麻雀群集在一起时，会叽叽喳喳发出一阵阵叫声，这叫声中既有敌意的，也有友善的。成百只麻雀集群活动时存在三种不同的联络叫声：第一种出现在起飞时；第二种出现在飞行中；第三种既出现在飞行中，又发生在觅食时和入巢前。

　　许多小鸟随季节变化迁徙时，常常在晚上赶路。它们在黑暗的夜空中彼此看不见但又需要保持成一个整体，鸣叫声就成为了它们聚集在一起的唯一手段。许多种鸟儿都有以此为目的的特殊叫声。有过这样一个实验，给关在笼子中的鸟播放同类鸟的鸣叫声，它们会撞向笼子的顶部。对于迁徙的鸟儿来说，加入同伴飞行队伍的冲动是不可抗拒的；而对于在迁徙中小憩的鸟来说，同类鸟飞过它们头顶时留下的叫声，十之八九是要带飞它们。

　　小趣事：迁徙飞蛾的入侵

　　在2000年悉尼奥运会期间，数百万只正在迁徙途中的博贡蛾大军入侵了一个体育场。科学家认为这令人恐慌的灰褐色飞蛾是杯体育场明亮的灯光迷惑了。这些飞蛾在迁徙时依靠月光来导航，它们可能将灯光误认为是月光了。

　　鸟儿选择白天或者黑夜在天空飞行，鱼儿在迁徙时也会找到特殊的航道。在百慕大三角，那个传说中飞机和轮船会神秘消失的地方，连着一片叫马尾藻海的海域。幼小的欧洲鳗鱼就生活在那里，它们看起来像透明的带状物一样纤弱。它们要从马尾藻海开始，一路向上游到欧洲的湖泊和河流，成熟之后再返回到海水交配。幸运的是，水流能帮助它们横渡大西洋。即便如此，它们也需要3年的时间才能到达欧洲的淡水区域。新孵化的小鳗鱼像卷起来的树叶一样，随着洋流开始前往欧洲的旅程。当它们到达海岸时，已经长成小玻璃鳗，要逆流而上向河口的半咸水区迁徙，然后再到达具有淡水环境的溪流或小河处。鳗鱼逆流而上需要几百千米，它们想到了非常奇特的诀窍。鳗鱼的皮肤很厚，上面布满了鳞屑，另外鳃孔也很狭窄，这种体质特征保证了它们在潮湿的土地上也可以呼吸。在雨后的夜晚，植物上沾满了露水，鳗鱼像蛇一样扭动着身体穿过湿滑的草地，甚至能爬行数千米，如果水堤被草皮覆盖，鳗鱼的爬行就更容易了。在滑向上游时，鳗鱼还会成百上千地聚集在一起，越过彼此的身体，爬向前方。鳗鱼到达淡水的新家后，即淡水河流或湖泊或池塘，会在那里生活6～20年，一直长到1.5米长，那时它们已经非常成熟。它们在白天躲起来，在晚上很活跃。到了某一个夏天，一些鳗鱼会像接到某种信号一样，集体向海洋洄游。

　　请美编重新画一张地图，线路图同上。

　　图注：像大马哈鱼一样，欧洲鳗鱼在迁徙的路途中，身体的颜色会变化，图中为正在潮湿泥土地里爬行的小玻璃鳗。