與生活在陸地、海洋的動物相比,飛翔在天空中的鳥兒,有什么與眾不同的特點呢?如果讓我說,我首先會選羽毛。
羽毛的作用,不止飛行
對于鳥類來說,輕盈而精巧的羽毛是非常重要的一種結構。鳥類的羽毛有很多種,可根據著生部位或者特征進行分類。如按照位置,可以分為飛羽,尾羽和覆羽等。按照羽毛自身特征,又可以分為正羽,絨羽等。飛羽就是一種特化的不對稱的正羽。
從左往右依次是:飛羽、絨羽、尾羽、廓羽、半絨羽、須羽、毛羽
?。▓D片來源:All About Birds)
其中最著名的,就是分布在鳥類翅膀上面的飛羽,是鳥類能否飛上天空的關鍵。
除此以外,羽毛還具有更多復雜的功能。細密的羽毛可以在體表形成隔熱層,保持體溫,是鳥類成為重要的內溫性動物(可以自主維持體溫的動物)的關鍵。
各種顏色的羽毛
圖片來源:https://www.sidefx.com/tutorials/feather-tools/
另一方面,羽毛的顏色也是豐富多彩的,兼具結構色和色素色兩種模式。羽毛顏色的多樣和變化,也成為鳥類在繁殖行為、種內和種間視覺交流中的一種重要的信息傳遞媒介。甚至某些鳥類的部分羽毛,還承擔一些觸覺功能。
羽毛的結構。quill?羽根,rachis?羽干,barb?羽枝,barbules?羽小枝。圖片來源:All About Birds
鳥類換羽的三種模式作為一種具有復雜結構的表皮衍生物,羽毛承擔了大量的功能,卻同樣面臨一個重要的問題,就是磨損和替換。
一般來說,越是精巧的結構,就越是易碎的。對于鳥類而言,羽毛的磨損時時刻刻都在發(fā)生。因此,它們需要獨特的策略去更換這些磨損的老舊羽毛。
鳥類換羽行為可以大致分為三種模式:(1)順序換羽模式,指羽毛,尤其是飛羽,按照一定的順序,在兩翼對稱而緩慢地替換;(2)同時換羽模式,指的是一次性換掉所有的飛羽;(3)隨意換羽模式,指的是換羽模式很隨機,沒有規(guī)律地替換老舊的羽毛。
很多人都有這樣一個經歷,在路邊撿到一片略帶磨損的鳥類羽毛,圖片來自作者個人攝影。
這三種不同的換羽方式在現(xiàn)生鳥類當中都有分布。有趣的是,系列研究發(fā)現(xiàn),不同的換羽方式似乎還與鳥類的運動方式和棲息環(huán)境息息相關。
A順序換羽模式的云斑塍鷸,換羽并不影響飛行模式;B?弱翅鸕鶿,一種生活中加拉帕戈斯群島的不能飛行的大型鸕鶿,它們的換羽模式是隨意換羽模式,可見羽毛有老有新;C?普通潛鳥的換羽模式也是同時換羽模式;D?非洲蛇鵜的換羽模式是同時換羽模式,導致此時它們失去飛行能力。 圖片來源:參考文獻?(1)
采用順序換羽模式的鳥類,它們的羽毛,尤其是飛羽是有序替換的,這使得雖然每年都有時間會脫落一到幾片羽毛,但整體飛行能力幾乎不會受到影響。
非順序性換羽的鳥類,包括同時換羽模式和隨意換羽模式的鳥類。前者是指鳥類會在一年當中的某一特定時間段,把和飛行相關的羽毛統(tǒng)一換掉。這種行為帶來的問題,就是在這個時期,這些鳥類會失去飛行能力。
隨意換羽模式的鳥類,它們的換羽行為非常隨機,缺少統(tǒng)一順序或者統(tǒng)一的換羽時間,因此這種換羽模式都是發(fā)生在喪失飛行能力的鳥類當中,如上圖中舉例的加拉帕戈斯的弱翅鸕鶿。
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