最小的温血动物蜂鸟
2005-04-29
编译/张守忠
在美洲大陆的原始森林里栖息着一种袖珍鸟类——蜂鸟,体重仅2-3克,这是世界上最小的温血动物。蜂鸟飞行时能像蜜蜂一样连续而快速地拍打翅膀,同时发出嗡嗡的叫声,加上它形体小巧,看上去就像大黄蜂在空中飞行,因此人们给它起名为“蜂鸟”。与其他鸟类相比,蜂鸟有两个非常独特的地方:一是在吸食花蜜时能在空中悬飞,二是能通过鸟喙的变形捕捉飞动的昆虫。
科学家在美国威斯康星州野外用摄像机跟踪摄录蜂鸟的整个活动过程,包括它如何飞行,吃什么,怎样炫耀和求偶,以及如何保卫领地和在空中捕捉飞虫等,终于逐步弄清了这种鸟儿在生存方面所表现出来的一些不同凡响的生存技能。
非凡的飞行能力
蜂鸟共有600多个种类,雄鸟的体重一般在2—3克,而雌鸟则可达到4克左右。雌鸟的体重之所以大于雄鸟是因为生育和喂养雏鸟的需要。由于蜂鸟飞行时翅膀的拍动速度极快,过去在进行观察时一直搞不清它的翅膀是如何拍动的。现在科学家利用最新型的高速摄像机,终于揭开了这一秘密:蜂鸟的翅膀可变形。观察发现蜂鸟的翅膀与大多数鸟儿都不一样,它有一个转轴关节与肩膀相连,整个翅膀关节几乎是挺直而不能活动的。其他鸟类向前飞行时,通过拍动翅膀产生一种上升力和推力,使其能够上升和前进,而蜂鸟除了拥有这种本领外,它的翅膀还能向后旋转,产生一种向下的力和向后的推力。通过不断向前和向后交互拍动翅膀,向上的力量和向下的力量,向前的力量和向后的力量相互抵消,这样蜂鸟在采食花蜜时就能在花朵旁做长时间的悬飞了,这种飞行能力是其他鸟儿所不具备的。
蜂鸟在空中悬飞时,身体保持垂直,翅膀大致呈8字形水平拍动。当翅膀向后摆动时,它的身体会发生短暂倾斜。蜂鸟在栖木上起飞时无需任何推力,通过全速拍动翅膀即可产生上升动力。它的身体非常轻,无需多大的动能便可做加速飞行。另外,虽然蜂鸟飞行速度极快,但它却能在空中做急停动作,然后轻轻落在地上,就像一片羽毛飘落在地上一样。蜂鸟的翅膀每秒钟能拍动70次左右,求偶飞行时,它甚至能将这种节奏提高到每秒钟200次。
通过解剖死亡蜂鸟科学家发现,蜂鸟的胸部肌肉纤维与其他鸟类也存在着很大不同。蜂鸟的胸部肌肉全部是红色的,这能保证它在飞行时有充足的血液和氧进入肌肉,使翅膀拍动既快又不会很快疲劳。
蜂鸟的视力要比人类的视力敏锐得多,它在很远就能看清物体,而且它能分辨人类不能分辨的光谱,甚至能看见紫外光。蜂鸟尤其喜欢红颜色的花。蜂鸟的听觉也比人类发达,它能听到人类听不到的高频音,能区分音质的微小差别,而人类却往往做不到。蜂鸟的爪子很小,无法用来走路,只能作为抓握栖木的工具。因此,即使只走5厘米远的距离,也需要依靠飞行来完成。
食量超群
蜂鸟的呼吸和心跳节奏非常快,体温较高。蜂鸟每隔10分钟就要进食一次,蜂鸟一天中取食的花蜜超过了它的体重。但花蜜的主要成分是糖,因此对于蜂鸟来说,单单食用花蜜是不够的。为了增加肌肉力量,它需要补充蛋白质,尤其是当雌鸟哺育幼雏时,它还需要补充像脂肪和氨基酸这样的营养物质,而花蜜中几乎没有这些物质,因此蜂鸟每天必须捕食相当数量的昆虫才能维持其生存。
蜂鸟的喙非常长,呈锥形,非常适合插到花管中心吸食花蜜。蜂鸟一秒钟能舔食13次。人们经常看到蜂鸟在花丛中伸出半透明的舌头快速舔食花朵。蜂鸟的记忆力惊人,它甚至能记住几年前的觅食地点。它在花丛中飞行觅食时,偶尔会将花粉带到附近的花朵上,这就起到了传精授粉的作用。
根据鸟喙的大小、长短,鸟类在空中捕捉飞虫主要采取两种方式。某些长着大嘴的鸟类,如夜鹰、蛙嘴鹰等在捕食时将嘴张得大大的,让昆虫直接飞进嘴里,最后吞入嗉囊中。与此相反,那些长着窄喙的鸟儿,如捕蝇鸟等则用喙直接在空中啄食昆虫,看上去就像是用一把镊子在空中摄取昆虫一样。
蜂鸟从其喙的结构形状来看,应该是采取后一种捕食方式。但是,有专家发现,蜂鸟不仅在捕食方式上非常像夜鹰,而且它那看似笨拙的像针一样的长喙能张得更大、更开,能更灵巧地捉住飞虫。
为了弄清蜂鸟是如何捕捉昆虫的,科学家采用一种每秒钟能摄取500个画面的高速摄像机拍摄蜂鸟捕食果蝇的过程。由于放映出来的画面非常缓慢,人们就能清楚地看到蜂鸟捕食果蝇的详细细节。科学家发现,蜂鸟是用它的下喙而不是上喙来捕捉昆虫的。更让人感到惊奇的是,当这种鸟儿张开长喙捕捉昆虫时,它的下喙在中间部位的一个点上会突然向下弯曲,使它的嘴张得既大又开,能毫不费力地将昆虫吞入口中。
蜂鸟的上下喙如同人类的上下颚,上下喙的骨头上包了一层主要由角质素组成的组织。与大部分脊椎动物不同,许多鸟类的上颚骨即嘴的后部生有连接关节,因此它的上喙能随着嘴的张开向上弯曲。某些鸟类的下颚骨长有关节,但大部分鸟类没有,因此下喙是僵死、不能活动的。通过转动颚骨,鸟嘴张开,人类的嘴也是通过这种方式打开的。蜂鸟的骨骼结构属于后一种情况,并无什么特别之处。但是,蜂鸟在捕食时为什么能将它的下喙张得如此大呢?换言之,它是通过什么办法加大它的嘴的张开度的呢?经过多年研究,这一秘密最终揭开了:蜂鸟的下喙在张得极大时,能像一片薄薄的塑料片一样既可弯曲,又能扭曲。骨头也能弯曲吗?这听起来似乎有点不可思议,但在自然界中的确存在这种骨骼。能弯曲的骨头虽然很稀少,但并非没有。例如蝙蝠的翅骨就能弯曲,啄木鸟的舌骨也能弯曲。鸟儿的喙常常具有多种功用,像蜂鸟的喙,长得又长又尖,这非常有利于它从花管中吸食花蜜;同时它的下喙又可变形,使得它的嘴能张得异常大,从而捉住飞着的昆虫。蜂鸟的舌头上长有凹槽,可用来在空中捕捉昆虫,或在树叶和蛛网上捕捉蜘蛛和小虫子等。蜂鸟所拥有的这些功能完全是自然选择的结果。
雄鸟的炫耀
蜂鸟之间通过视觉展示进行通讯联络。雄鸟有时会抬起它五彩缤纷的颈部,从左到右不断地晃动脑袋,同时发出尖叫声。雌鸟和小鸟通常会站在树枝上张开尾羽炫耀上面的白点。一只蜂鸟有时会在另一只异性鸟的面前做快速的穿梭式飞行,一会儿向前飞,一会儿向后飞。它在做穿梭式飞行时,常常会展开颈部和尾巴给对方看。
雄鸟的尾巴在鸟类中是最独特的,只有四根羽毛,中间两根呈穗形,两旁伸展着两根长羽毛,顶端长着一撮羽毛,看上去就像是一面小团扇。繁殖季节到来时,雄鸟摆动起长长的双尾羽,相互缠绕,同时两根侧羽也舞动起来,发出哒哒的声音,犹如跳求爱舞,这是它引诱雌性前来交配的一种独特方法。
俯冲式炫耀活动只有雄鸟会做。当雄鸟俯冲到一个关键位置时,它常
常会通过翅膀上的羽毛和声带发出各种嗡嗡声、鸟鸣声或噼啪声。雄鸟俯冲时的轨迹呈U字形,上冲时常常飞得非常高。
雄鸟的穿梭式舞蹈是它求偶仪式的一部分。当雄鸟发现一只愿意与它交配的雌鸟时,它会飞到离雌鸟非常近的距离内,在它面前做弧线式飞行。有人曾在灌木丛中看到一只黑下巴的蜂鸟向站在一根树枝上的雌鸟做这样的飞行,它在离雌鸟只有十几厘米的位置上做快速穿梭式飞行。雌鸟显得有些恐惧,紧盯着它看。脑袋一前一后不断伸缩着。最后雌鸟翘起尾巴雄鸟站到它的身上完成了交配动作。一般情况下,雄鸟会聚集成一大群一起同声歌唱,以此引诱雌鸟进入交配区。
保卫领土
雌鸟和雄鸟各自拥有自己的领地范围。它们常常栖伏在花丛中,一旦发现有外来者入侵,它们会毫不犹豫地立即起飞,驱赶入侵者。保卫领土的战斗常常进行得非常激烈。安娜蜂鸟在搏斗时常常将自己的身体膨胀得很大。决斗时,蜂鸟用它的喙和爪子作为武器,并伴随着响亮的叫声。当两只蜂鸟为争夺食物发生激烈冲突时,情况往往是这样的:一只蜂鸟从空中俯冲而下,朝栖息在灌木丛中的另一只蜂鸟发起攻击,栖息在树上的那只蜂鸟则挺胸昂头,伸开翅膀,做出迎敌状,当对方俯冲到离自己只有一两米远的距离时,它快速拍动翅膀,飞向空中,与对方展开激烈厮杀。它们用翅膀相互拍打,用长喙猛刺对方,然后两只鸟的长喙别在一起,开始在空中旋转,最后慢慢落到地面上。地面上的战斗进行得更加激烈,以至于你根本看不清它们的身体形状,只看到一团模糊的蓝黑块在旋转,它们的翼尖将地面搅得尘土飞扬。最后失败者被迫松开长喙飞走,而胜利者则占领觅食点。
蜂鸟在搏斗中很少受伤,最多只会损失几片羽毛。因为本能告诉它,不能让珍贵的长喙受损,否则就可能会为此送命。
蜂鸟的鸣叫复杂而多变,从低沉的呜噜声,到高昂的尖叫声它都能掌握得恰到好处。蜂鸟鸣叫除了用来吸引异性外,还用来吓阻来犯者。比如安娜蜂鸟能发出爆炸式的尖叫,这通常是雄鸟为建立和保卫领土发出的警告式鸣叫,就像人类为吓阻别人侵入自己的领土而发出的大声吼叫一样。
长途迁徙
大部分蜂鸟都有迁徙的习性。迁徙距离最远的是红褐色蜂鸟和红喉蜂鸟,它们甚至能飞到3000公里之外的栖息地。
生长在美国威斯康星州的红喉蜂鸟,每年秋季都会飞向几千公里之外的墨西哥去过冬,来年春季再飞回来。蜂鸟在迁徙之前会吃大量的食物,以便为远距离飞行储备足够多的脂肪能量。红喉蜂鸟迁徙时,先飞到佛罗里达半岛,然后再飞过海上的许多岛屿,最后来到墨西哥。其他的蜂鸟则沿着得克萨斯州海岸线飞行。尽管缺乏足够的证据,但许多专家仍坚持认为,有很多红喉蜂鸟是直接穿越墨西哥湾飞往墨西哥的,第二年春季它们又沿着同样的路线飞回来。
在没有尾风和头风的情况下,红喉蜂鸟的飞行速度能达到每小时43公里。这意味着它们要穿越墨西哥湾,就必须连续飞行18个半小时。实际上无人知道它们从威斯康星州到墨西哥越冬地究竟要飞多远的距离。
真正让科学家感兴趣的是,蜂鸟在飞了这么远的距离后,是如何在来年春季找到回家路线的。科学家曾为经常在一个固定地点觅食的一只红喉蜂鸟做了识别标记,结果发现,第二年春季这只蜂鸟又准确无误地飞回来了。