书城科普读物认识海洋系列丛书:生活在海洋中的动物
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第79章 戏波涛游泳潜水

海洋是与陆地完全不同的环境,海鸟必须有一系列的本领才能生活于海洋。

水下捕食,海鸟必须首先能看到它的猎物,因此它的眼睛必须适于观察水下目标。人若不戴护目镜在水下看到的物体只是些模糊的和相对无色的图像。因为角膜的折光率低,眼浸入水中后透过晶体进入眼的光,在视网膜之后聚焦成像,人的眼在水下就变成远视,看东西就不清晰。鸬鹚是靠肌肉的有力调节,把晶体挤得突出,使前后轴增加,将图像向前推移到视网膜上。企鹅的角膜几乎是扁平的,全靠晶体调节聚焦,在空气中它的眼有些近视,潜水后聚焦的面后移至视网膜上。

海鸬鹚

由于水是致密的介质,水中运动阻力大,如何减少游泳的阻力,是提高运动速度的关键。动物在水中游泳时,贴近体表面的一层流体,如果保持与体表平行的层流状态阻力就小,若成旋涡状阻力就大。企鹅潜游水下追捕猎物时,头后缩,脚紧贴身体,体呈延长的椭圆形,最大体围在体前1/3处,几乎成理想的流线型,所以运动中受到的阻力最小。多数海鸟在水下是用前肢即翅膀翔游前进的,淡水鸟多用脚游泳。海鸟的尾脂腺发达,像鸭子一样,虽浸于水,但羽毛不吸水,既保暖,又便于随时飞翔。几乎所有海鸟的腿位置都靠后,脚呈蹼状,既适于游泳,又有助于捕食。各种海鸟潜水深度互不相同,大部分可以潜到3~4米,有的潜10余米或更深,能持续1~2分钟或3~4分钟。海鸥能潜深89米,南极企鹅可潜深80米,帝企鹅潜深265米,持续18分钟。海鸟在水下的游速一般是每秒不超过1米。有些海鸟如鸬鹚的身体比重较重,是097,所以潜水时毫不费力。而另一些海鸟如海鸥等的比重较小,是059,潜水困难,它们必须从空中利用身体降落时的冲力潜入水中。

海鸥

有些海鸟如部分企鹅在南极大陆繁殖,那里的气温最低达-70℃,海水温度也很低,而且导热性能好,海鸟的体温很容易向水里散失。如何抵御严寒,防止体热散失,对海鸟生存是至关重要的。企鹅皮下有一层很厚的脂肪层,如帝企鹅的这种脂肪层占体重的1/3,它是热量的不良导体,不仅像外套一样起保温作用,而且也是贮存能量的良好场所。羽毛对保温起着至关重要的作用,如帝企鹅每平方厘米有18根羽毛,它在体表网络了一层空气,形成了一个绝热层,其保温效果的84%是羽毛取得的。保暖固然重要,降温也很要紧,如果因为剧烈运动或由于气温太高而使体温过热,也会像过冷一样有致命危险,因此,也必须尽快排除,此时它们一般都把羽毛竖起来,使贴近体表的那层绝热空气层被破坏,以利散热。海鸟的面部、脚上的裸区也有热辐射器的作用。若体温升高超过正常水平,这些裸区就会充血,把体内过剩热量尽快释放出去。翅膀在体温调节上也有很大作用,冷时紧贴身体,减少身体和冷空气的接触面积,减少散热;热时把翅膀抬离身体,以加速散热。

企鹅有些大洋性海鸟,平时可以飞离陆地几百千米甚至几千米,常年在海上生活,到了生殖季节,能准确无误地找到它原来的老巢,即使这个生殖基地仅仅是海里的一个小岛。这是动物航行的最大奇迹。有人做过一个实验,把一只海鸟装在笼子里,从英国某个岛上起程,穿过整个北大西洋运到北美,其间始终把它关在笼子里,使它见不到途中的任何东西,结果是把它释放后不到两周,就又回到它的老巢了。还有人做过一些类似的实验,距离大致与上述实验相同,但地点和方向不同,分别从日本、华盛顿、阿拉斯加起程,运到中途岛,都得到了相同的结果。还有人用企鹅做实验,在南极威尔克斯站捕了5只未能成功繁殖的阿德利企鹅,装上飞机运到麦克默多海峡,全部释放。这里距它们的巢有3800千米,10个月后,至少有3只又回到了原来捕获它们的地方,平均每天至少要旅行13千米。人们发现不管将企鹅在哪里释放,也不论其巢在何处,企鹅总是遵循一个固定的方向起程,表明它们有能力正确估计自己的境遇。

军舰鸟

科学家发现,企鹅是靠太阳作它的导航指标的。因为阴天时它们总是无一定方向地乱走,或就地打转,或干脆就地打盹睡觉,太阳一出来它们即可恢复正确的方向。有人推测,鸟对偏振光可能很敏感,而世界各地偏振光的反射角是不同的,鸟就是依靠自己和太阳所处的位置不同而导航的。还有人认为鸟能感受地球磁场磁通量方位,把它当做罗盘使用。鸟还能测出地磁的强度、倾斜角(即鸟与地平线所处的角度)和磁偏角(即磁场北方和地理北方之间的角度),把它们当做地图使用。也就是说鸟类有一种内部磁性罗盘,用以在飞行中定向和导航。

多数海鸟的体色比较单调,既无孔雀的美丽华贵,又无山雉的娇艳迷人,这也是一种适应。它们的羽毛上最常见的深色素是黑色素,它能抵御阳光照射,防止紫外线对羽毛和皮肤的损伤。深色易吸收可见光,并作为热能辐射出去。按格鲁格法则,栖于高湿度地区的动物比干燥区的相似动物颜色深,这有利于辐射过剩热量,因为湿度高,难以蒸发散热。当然深色也能大量吸收光能,增高体温,但高湿度多与阴天和多云天气相关联,所以还是更利于散热。淡色在寒冷区域如南北极有利于保存体热。海鸟的体色大致有三种类型:一是体上部中到淡灰,下部白色。这被称作“消阴型”,因为从上往下看,水色是深的,体上部的灰色和水色很一致。而从下往上看,上层水色是淡的,体下部的白色和水的颜色融会在一起,既不易被捕食者发现,也不易被其猎物察觉,是很好的伪装色。所以全世界的海军舰艇也多涂成灰色。二是上部深褐到黑色,下部淡色,和上述的性质和作用类似。三是全身深褐到黑色,除防阳光照射和防损伤外,对在深色环境中休息和在深色海岸取食的鸟来说,有更大的伪装价值。所以许多雏鸟和未成熟鸟毛色比其成鸟深。对那些在夜间借月光或星光活动的鸟来说,有更大的伪装意义。在南北极白色环境中的鸟全身多为白色,这既有保护价值,又有热调节的作用。

第章展双翅鹏程万里

海鸟是地球上最后一大群冒险家,它们凭自己的飞翔本领,似天马行空,随心所欲地活动。的确,飞翔使鸟获得许多比其他陆生动物优越之处。鸟的活动范围大,蓝天任其飞,大地任其走。对海鸟来说,还有大海任其游,把海陆空联系在一起,哪里有食物就到哪里去。一些鸟常作长距离迁徙,因而它们消耗的能量相对较低,接近猎物的效率高,逃避敌害的速度快。长距离迁徙,也使鸟能很好地应付剧烈的季节变化。

鸟的飞翔方式大致有三种:一是上下垂直扇动翅膀;小军舰鸟

二是所谓直升机式的飞行方式;三是空中翱翔,双翼不振,一任强风吹送,长时间在空中徘徊。

判断一种鸟的飞翔能力高低,一个重要指标就是单位体重的翅膀面积。鸟在滑翔中较大的翅膀可以使它在降低同样高度过程中,滑翔较长的距离。但随着翅膀面积的增大,它的强度就会降低,在空气中的摩擦力就会增加。所以不能无限增大。影响滑翔效率的另一个指标是翅膀的形状,长而窄者比短而宽者好,信天翁和军舰鸟是最优秀的滑翔能手,它们的翅膀也是典型的代表。如一只军舰鸟体重不过1~15千克,翅膀展宽2米多,羽毛的重量比它的骨骼还重,整个身体似乎专为滑翔而设计的。

黑眉信天翁

但飞翔只是一种运动方式,对鸟来说更为重要的是捕获食物。许多海鸟如小鹱、灰剪水鹱等还必须潜水、游泳,用翅膀在水下推动自己前进。在水下游泳,翅膀与体重相比,以较小的翅膀为好,如海雀和鹈燕的这个比例最小,所以也最适于潜水。

就整体而言,一只鸟的结构朝着满足两种需要上发展,即增加飞翔力量和减轻体重。鸟的大小也受飞翔这一运动方式的限制。按着物理法则,体重超过15千克翅膀在空中就支撑不住,鸟就要掉下来,所以有些较大的海鸟如信天翁不得不靠滑翔来节省能量。但无论如何,能飞翔的鸟体重不能超过15千克,所以有些海鸟因迷恋大海索性放弃了飞行,身体大小也不受限制了。企鹅就是最好的例子,如帝企鹅可以重达45千克。5000万年前有一种企鹅站起来高15米,几乎像人一样高。体重超过15千克的海鸟,很难既用翅膀空中飞翔,又用翅膀在水下划水游泳。

尾巴的形状和长度对飞行也有很大影响。一般来说,长尾对飞行、起飞和着陆都有利,如军舰鸟和许多海鸥具深叉形长尾,可以不同程度地展开上下摆动,产生强有力的力量。但对潜水和游泳的鸟来说,尾的作用就不像在空中那么重要,它们趋于有相对较短的尾。楔形尾有利于鸟迅速升高和下降。鹩和贼鸥尾中部具延长的飘带,鲣鸟和鹈的尾是尖的,可能有利于它们高速潜入水中时减少阻力。许多海鸟的尾呈浅叉形、方形、圆形或楔形,表明这些鸟的运动有较小的特化。

信天翁信天翁喜欢生活在大海远洋里,终年以海为家。它们常舒展双翅,在大洋上空巧妙地驾驭长风进行滑翔。有时在低空随着气流的上下,身体一会儿左倾,一会儿右斜,宛如滑翔机,在作矫健的飞翔。在飞翔中只要把脚放下去,展开或闭合脚蹼,就可以像舵一样自如地改变飞行方向。信天翁是鸟类中杰出的滑翔冠军。双翼不振,一任强风吹送,可滑翔一个小时之久,并且可以不停地连续飞行几百千米。有时狂风怒吼,常使船员胆战心惊,但信天翁却飞得洋洋得意。因此,它们被称作“风之骄子”。