鳥類高空飛行的秘密並不像你想像的那麼簡單

2021-01-08 萬能人生萬能的我

在鳥類中,鵝,天鵝,禿鷲都是能飛到8000米高度的鳥。在海拔3000米的青藏高原處,含氧量僅為平原地區的50-60%,而在珠峰高度,含氧量僅為地面的25%。

大氣壓力隨高度而降低,所以當人們登上高原和高山時,由於空氣太稀薄,我們將遭受高原和高山症。

人的飛機,也需要配備增壓機艙,以保證乘客的安全。一旦加壓艙失控,艙內乘客會不自覺進入休克狀態,導致暈倒,後果不堪設想。

想想那些伴隨天空的鳥兒,即使在接近10000米的高度,他們仍然可以飛行幾十小時。

鳥類能很好地適應稀薄的空氣,在飛行中消耗大量能量的情況下中仍能保證自己的氧氣供應,所有這些都是由於卓越的呼吸系統:雙重呼吸(dualrespiration)。

鳥類的雙重呼吸系統如何幫助他們抵抗稀薄的空氣?鳥的安全氣囊是如何幫助稀薄空氣在高空飛行的?雙呼吸系統對鳥類的意義是什麼?這些鳥為了他們的飛行能力犧牲了什麼?

我要帶你進入奧秘背後強大的飛行系統的鳥類。

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鳥類活動的高度是多少?從樹枝到珠峰,跨度10000米

在我們介紹鳥類呼吸系統對鳥類的意義之前,我們需要了解一些意想不到的知識。在日常生活中,鳥類(不包括家禽)最常見的活動部位是樹枝或低空200米左右,城市中的鳥類主要是文鳥科,鴉科和燕科,三科的代表性鳥類是麻雀、喜鵲和燕子。

我們來看看這些鳥的正常飛行高度

麻雀。常見於樹枝,飛行高度一般為50米左右。燕子。常見於低空穿梭機,飛行高度可達3000米。喜鵲。飛行高度:25-35米。在城市幾乎無處不在的所有鳥類中,燕子擁有最多的卓越飛行技能,無論是高空飛行還是超低空飛行滑翔。喜鵲在樹枝間自由穿梭的能力,使他們無法適應樹枝間的生活。

在城市中的鳥在飛行中不需要具有高超的能力。不過,縱觀野外的大中型鳥類,他們可能沒有小鳥的靈活性,但從飛行時間和飛行高度來看,他們都是王牌飛行員]。

首先,讓我們了解一下這些[飛行專家]:

1、大天鵝(Cygnuscygnu)。飛行高度記錄:9144米。總遷移距離為2000-5000公裡,遷移時間為1個月左右,每晚飛行距離超過250公裡。

2、黑白禿鷲(Gypsrueppellii)。天空中沒有一種已知的最高的鳥。這隻生活在非洲中南部的巨型鳥,通常藉助地面的熱流在6000米左右的高空盤旋。這隻黑白禿鷲打破了高度紀錄,因為一架飛行在11000米的飛機與一隻黑白禿鷲相撞。

3、高山禿鷲(Gypshimalayensis)。像黑白禿鷲一樣,在熱流的幫助下,他可以上升到6000米的高度,盤旋覓食,與他的表親黑白禿鷲相比,他仍然可以達到9000米的高度,並飛越珠峰。

4、斑頭雁(Anserindicus)。棒頭鵝之所以上榜,是因為他可以說是遷徙過程中最艱難的鳥之一。斑頭雁每年的遷徙從中亞、蒙古、克什米爾到印度、巴基斯坦和緬甸到越冬。他們經常通過珠峰遷移,登山的愛好者也可以在珠峰頂部找到成群的鵝。基於GPS對科學家的研究表明,大雁可以飛行17小時以上,而世界上最長的飛行時間只有19小時。

在飛行高度和耐力方面,雁形目和隼形目鳥類一直是冠軍競爭者。下一步,我們將進入這些王牌飛行員身體結構,看看他們的身體為了飛行有什麼。

鳥在空中搏鬥:除了身體的外部結構,還有什麼特點

鳥類能夠成為天空之主有兩個基本原因:外部條件和內部條件。這很令人困惑,讓我們把這兩個條件分開

外部條件:提供飛行能力,內部條件:適應兩種條件的高空環境,然後拆卸,我們簡要介紹。

鳥飛上天空有四個必要條件

翼。除了起飛,翅膀的主要功能實際上是滑翔。翅膀是鳥類利用空氣動力學的最主要方式:轉彎,急停,上升,下降,滾動等等,在天空中完成這些動作的先決條件是鳥兒要有合適的翅膀。下面我將為你比劃一對普通的飛鳥。骨架。鳥類獨特的中空骨骼是有效減肥最直接的方法,鳥的骨架佔體重的僅有5-6%,相比之下,陸地動物的骨骼重量佔總體重的近40%。在文章的末尾,您將知道這是雙刃劍對於鳥類。隆突。我們介紹了歷史上鳥類的龍骨工藝文章,我們可以簡單地把這部分理解為「人的胸肌」,堅固的龍骨提供了鳥類強壯的翼狀肌。如果機翼的主要功能是滑翔並改變方向,龍骨較發達的鳥具有更強的起飛能力、更強的空氣調節能力和更快的飛行速度。。羽毛。流線型的羽毛一方面為鳥類在高海拔、低溫環境中提供溫暖,另一方面可以減少空氣阻力,通過翅膀和龍骨突起的配合提供向下的壓力阻力,完美利用空氣動力學。在這裡,我幫你整理一下不同鳥類的翼展俯視圖,這樣我們就可以觀察到鳥類是如何通過鳥類翅膀的差異來控制飛行的。

關鍵是:所有這些的外部條件只是這些鳥徵服天空的原因之一。「沒有強大的軟體支持,再尖端的硬體設備也無濟於事」。

在一萬米的高空,空氣稀薄,如果你給人類一對翅膀,即使飛上天也無法逃脫缺氧休克。在如此高能耗的運動中,鳥類是如何保持氧氣供應的:讓我們正式看看鳥類強大的雙呼吸系統。

強大的雙呼吸系統怎麼了?探秘「氣體無障礙流動」的鳥呼吸

現在把你的手放在你的腹部,感覺你的呼吸。你的感受到是大多數哺乳動物呼吸的方式:他們通過壓縮和拉伸肺來達到換氣。如果不容易理解:那麼你可以把他理解為過去的農村鼓風機:一個完整的換氣可以看作是一次抽一次拉的過程。

實際上,人的呼吸是單一通道中的氣體雙向流動,但與鳥類的呼吸不同,他們的呼吸道除了通常使用氣管呼氣和吸入外,實際上實現了「氣體單向通道」。聽起來像不可思議,我們來看看鳥類的呼吸氣流圖。

通過對鳥類的解剖,我們發現鳥類肺的結構與哺乳動物完全不同:鳥類的肺不是由肺泡組成的死胡同,而是具有雙向開口的蜂窩狀導管。這使得鳥類的呼吸有兩個特點:

鳥類的肺纖維很少,不像哺乳動物,後者通過肺泡的擴張和擠壓來控制空氣的流動,肺的蜂窩狀結構使氣體能夠自由流動,單位重量的氣體交換表面積達到200平方釐米/克體重,而人類只有15平方釐米。

什麼是所謂的雙重呼吸?最後一段描述了鳥類的呼吸特性,現在我們將介紹鳥的雙重呼吸。

鳥的體腔內有許多由一層與肺相連的氣囊膜組成。吸入時,肺部的一部分空氣經氣體交換後進入前氣囊,另一部分空氣通過支氣管直接進入後氣囊。呼氣時,前氣囊內的空氣直接呼出,後氣囊內的空氣通過肺部呼出,在肺部進行氣體交換。

所以鳥類有一個神奇的特徵:無論是呼氣還是吸氣,他們都會通過氣囊的作用在肺部之間交換氣體兩次。

氣囊是鳥類呼吸的重要器官。當飛翔處於緊張狀態時,鳥的胸部肌肉處於緊繃狀態,他無法通過放鬆和收緊肋骨來控制通過肋骨進入的氣體,因此飛翔處的鳥的呼吸由[氣囊]控制。

這相當於鳥飛翔拍打翅膀的動作:

當鳥張開翅膀抬起時,氣囊膨脹,這就是吸氣的過程;當鳥的翅膀向下收縮時,他對應著排氣過程。鳥類的雙重呼吸可以解釋這個問題:這就是為什麼鳥類對山脈沒有反應。因為在空氣稀薄的高空,鳥類的雙重呼吸可以使鳥類最大限度利用空氣中的氧氣,通過翅膀的升降頻率來加速或減少進氣量。這是鳥類翱翔天空的第一個秘密武器。

與雙氣密不可分,是氣囊。安全氣囊是鳥類用來飛得高的第二個秘密武器:這不僅僅是因為氣囊有助於呼吸。

安全氣囊對飛鳥也有重要作用:增加浮力。在空氣稀薄的高空環境中,鳥類翅膀提供的升力會降低,此時,充氣氣囊會降低鳥類自身的整體密度,使他們不會因浮力不足而墜落。

關鍵信息是:雙重呼吸可以讓鳥最大限度消耗空氣中的氧氣,氣囊的存在使鳥在稀薄的空氣中有足夠的浮力。

我們必須承認,上帝賦予了鳥類與天空搏鬥的能力,但也剝奪了他們其他一些功能。

為了適應高海拔,這些鳥犧牲了什麼?

大自然是公平的,他給了鳥兒控制天空的權利,但他也使鳥兒不得不做出一定的犧牲。這種犧牲是致命的:鳥類的生存能力極低。

這種生存能力不是指「覓食」的技能,而是「對抗能力」。自然界中,天敵無處不在,除了獵鷹,幾乎所有的鳥類都對傷害具有負抵抗力。

這主要體現在兩個方面

鳥的骨頭很脆弱。鳥類骨骼中空,沒有骨髓,又細又長,這使他們非常容易受傷。他們的骨頭抗撞擊能力很差,墜落、撞擊、打架甚至強風都很容易造成鳥類骨折。鳥類的內臟也非常脆弱。更不用說其他的了,他們的安全氣囊實際上只是一層薄膜,可以毫不誇張地用「吹彈可破」來描述。如果你抱著一隻鳥,你會發現他總體上是軟的,一方面,沒有硬骨頭來保護他,另一方面,他的內臟非常脆弱。

雖然飛鳥不太容易受到攻擊,但一旦受到攻擊,他們往往是致命的:即使骨折不是直接致命的,也會因為無法起飛而被小型哺乳動物等天敵摧毀。

在野外被救的鳥中,有百分之一的人受傷了。

所以他們有飛行的能力,但是他們的身體很脆弱。

也許在鳥的眼裡,只有天空才是真正的家,在脆弱的身體下,一顆飛翔的心無法隱藏。

與距離相比,屍體的傷害是算什麼。

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