鳥睡覺的時候為什麼要單腿站立?我都替它累

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小葉叔叔,

北京林業大學鳥類學博士在讀

大家如果去動物園玩,會發現一個非常有趣的現象,很多鳥兒都是單腿站立理羽或者休息,特別是一些大型的鳥類更為明顯,比如鶴類,鸛類,鷺類,鴨類。

目前科學們沒有非常明確的答案,但是有以下幾個觀點:

最主流的觀點是:有利於保暖

鳥類的平均體溫為 40 到 43 度(Prinzinger 1990),基礎代謝率非常高,就是一個代謝的機器,為了能夠飛行,需要消耗大量的能量。

鳥類的腿部是鳥兒與環境之間熱交換的重要部位(Dawson & Whittow 2000),在溫暖的環境,腿部可以散熱,在寒冷的條件下,腿部也最容易損失熱量(Steen & Steen 1965)。鳥兒全身覆蓋羽毛,但是腿部是裸露的。鳥兒把另外一條腿藏在羽毛底下是不是為了減少散熱面積,而有利於保暖呢?

科學家用大紅鸛(Phoenicopterus ruber,6 種火烈鳥中的一種)進行研究。通過觀察火烈鳥的行為,並記錄環境的溫度,發現隨著溫度降低,火烈鳥單腿站立的比例明顯增加,並且在溫度低的水裡單腿站立的比例尤為明顯。溫度降低可以增加火烈鳥單腿站立的比例,支援了有利於保暖觀點(Anderson & Williams,2009)。

大紅鸛單腳站立,圖片:

後續又有研究發現一些鳥類,比如綠頭鴨(Anas platyrhynchos),黑天鵝(Cygnus atratus), 白臉鷺(Egretta novaehollandiae), 黑尾滕鷸 (Limosa limosa),澳洲琵鷺(Platalea regia),黑翅長腳鷸 (Himantopushimantopus)等也有都有這種趨勢,就是溫度越低,單腿站立的比例越高,但是統計學差異性不明顯(Harker and Harker,2010)。

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綠頭鴨單腿站立,圖片:

第二個觀點是:保持平衡

雙腳走路多見於人類和鳥類,對於人類而言,人的身體是筆直的,人的重心和雙腿是同一條垂直線,雙腳站立很穩定(圖 A);單腳站立時候,身體要向站立的腳傾斜,才能保持重心和支撐腳在一條線上,保持平衡(圖 B)。

但是鳥類的重心在身體靠前,所以鳥類雙腳站立的時候,膝蓋是向前稍微彎曲的(圖 C,即趾間關節彎曲,鳥兒的趾間關節有點類似於我們的腳踝)。而鳥兒單腳站立的時候,腿部是伸直(即趾間關節伸直),但是腿部和水平地面需要保持一定角度才能保持平衡(圖 D)

為了更明顯看到單腿站立的鳥兒,腿和垂直地面的夾角,看下圖。鳥兒單腳站立時候趾間關節伸直,也可以讓身體非常穩定,保持平衡(Stolpe 1932)。

鳥兒單腿站立和重心和平衡,圖片:

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鳥兒單腿站立的時候並不一定是保持靜止的,它可以進行一些活動,比如整理自己的羽毛,火烈鳥還可以單腳站立時候進行覓食和戰鬥。

第三個觀點是:緩解肌肉疲勞

人長時間的站立會使腿部肌肉勞累,腿部僵硬,行動遲緩。人可以通過輪流擡腿來進行休息,緩解肌肉疲勞。那麼鳥兒單腳站立是不是可以防止腿部肌肉疲勞呢?

Clark (1973)通過觀察一些鳥類發現埃及雁(Alopochen aegyptiacus)和白頸鸛(Ciconia episcopus)在站立時候,會經常交替使用兩隻腳"獨立"。其他研究還發現,很多鳥類單腿站立休息時候,左右腳站立的頻次並沒有差異(Randler 2007; Anderson & Williams 2009),這個這些動作可能和緩解肌肉疲勞有關係。

白頸鸛經常交替使用兩隻腳"獨立",圖片:

也有科學家用火烈鳥進行驗證,對比雙腳和單腳站立休息的火烈鳥,等到其休息結束之後,觀察其運動行為。如果“緩解疲勞”這個觀點成立的話,那麼我們可以預測兩隻腳休息的鳥類休息結束之後比較疲勞,需要花費更多的時間來調整之後才開始運動(腳麻了之後通常需要緩一緩再動)。但是科學家們通過實驗得出了完全相反的結論: 即單腳站立的鳥兒休息完之後反而需要更多的時間調整之後才開始運動,也就是鳥兒做這個單腳站立高難度動作也是挺辛苦的,也會感到疲勞,不支援單腳站立緩解肌肉疲勞觀點(Anderson and Williams,2009)。

關於鳥兒為啥單腳站立,還有一些觀點,但是缺少資料支援。

減少寄生蟲:一些寄生蟲可能通過鳥的腳爬上去,隻用一隻腳站立相比兩隻腿可以降低生病的概率,以此保持自己的身體健康。

促進血液迴圈:有些鳥兒腿部較長,鳥類的血液從毛細血管輸送到腳的時候,需要消耗能量,如果擡起一條腿,保持腿在一定的高度,可以讓腿部更接近心臟,有利於血液輸送,減少能量消耗,促進血液迴圈。

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目前來說,本文第一個觀點的認可度較高,但是通過觀察也發現,很多鳥兒單腿站立時候,並沒有把另外一條腿縮排羽毛裡面,而且在天氣非常暖和的時候,鳥兒也經常單腳站立,所以鳥兒單腿站立的原因可能不是單一的因素,保持平衡,減緩肌肉疲勞等或許也是其單腳站立的原因,這些未知的祕密期待著科學家們繼續深入的研究。

參考文獻:

Anderson M J, Williams S A. Why do flamingos stand on one leg?. Zoo biology, 2010, 29(3): 365-374.

Brush A H. Energetics, temperature regulation and circulation in resting, active and defeathered California quail,Lophortyx californicus. Comparative Biochemistry and Physiology, 1965, 15(3): 399-421.

Clark G A, Unipedal postures in birds. Bird Banding, 1973, 44: 22-26.

Dawson W R, Whittow G C. Regulation of body temperature. In: Whittow G C (Hrsg) Sturkies´s Avian Physiology: 2000, 343-390. Academic Press, San Diego.

Prinzinger R. Temperaturregulation bei Vögeln . Thermoregulatorische Verhaltensweisen. Luscinia, 1990, 46: 255-302.

Harker T D, Harker F R. Why do birds stand on one leg?–A pilot study of exotic and native New Zealand birds. Notornis, 2010, 57(4): 173-177.

Randler C. Foot preferences during resting in wildfowl and waders. Laterality, 2007,12: 191-197.

Steen I, Steen J B. The importance of the legs in the thermoregulation of birds. Acta physiol. Scand,1965,63: 285-291.

Stolpe M. Physiologisch-anatomische Untersuchungen über die hintere Extremität der Vögel. J Ornithol, 1932, 80: 161-247.

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