蜂鳥,世界上唯一一種會倒飛的鳥,它為何有如此高超的飛行技巧?

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印象中,所有會飛的鳥都是向前飛的,那麼,有沒有可以向後飛的鳥呢?答案是肯定,它就是世界上唯一一種會倒飛的鳥,也是世界上體型最小的鳥-蜂鳥。蜂鳥在飛行時,不但可以上下飛,還可以左右飛,也可以前後飛,甚至可以在一個位置懸停很久。那麼,為什麼蜂鳥具有如何強的飛行能力呢?這對它又有什麼實際的作用呢?我們一起來聊一下這個問題。

蜂鳥,世界上唯一一種會倒飛的鳥,它為何有如此高超的飛行技巧?

首先,我們來了解一下蜂鳥

蜂鳥是美洲獨有的一種鳥類,它屬於雨燕目(燕窩就是該目下雨燕科鳥類的巢)蜂鳥科,該科下一共有超過300種不同的鳥類,其中最小的是分佈在古巴的吸蜜蜂鳥,它們的成年體長僅有5釐米左右,體重約為1。8克左右,而即使最大的蜂鳥-南美的巨蜂鳥,也不過只有20釐米的體長以及20克左右的體重。(下圖為吸蜜蜂鳥)

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蜂鳥科下的鳥類雖然都是雜食性鳥類,但它們的食物佔比有超過90%是蜂蜜(其他是昆蟲),而這也是它們被稱為“蜂鳥”的原因。關於蜂鳥的起源,目前有化石作為參考的是在歐洲發現的蜂鳥化石,它們早在距今約3000萬年前就出現在了地球上。不過由於蜂鳥的體型太小,化石極難儲存,所以,蜂鳥到底是如何變成美洲獨有的鳥類的,到現在沒有一個定論。

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蜂鳥的體型雖然很小,但是相比較其他的鳥類,蜂鳥有三個出眾的特點:

鳥類中最快的新陳代謝速率、超快的飛行速度以及超高的飛行技術。

我們分別來說一下這幾個特點,根據鳥類學家的研究發現,蜂鳥在飛行時,心跳能夠達到1000次/分,這個速度已經與蝙蝠的極限一樣了。如此快的心跳就註定了它的新陳代謝速率不會低,所以,為了滿足身體對能量的消耗,蜂鳥一天就要吃下大於自身體重的食物(自然界中一天吃下超過自身體重食物的動物很少)。而且作為一種晝出夜伏的鳥類,蜂鳥在夜晚會主動地降低自己的心跳速率和呼吸頻率,以此來降低身體對能量的消耗,這就是蜂鳥的“蟄伏”。(下圖為飛行中的蜂鳥的熱成像)

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超快的飛行速度。

在所有鳥類中,俯衝速度最快的鳥類是遊隼,它俯衝向獵物時最快速度可達360公里每小時,但是嚴格意義上說,它並不是飛得最快的鳥,因為鳥類的飛行能力主要體現在正常飛行上,而正常飛行速度最快的鳥是尖尾雨燕,它的正常飛行速度就達到了170公里每小時(俯衝速度在352公里每小時左右)。

雖然蜂鳥的速度不如以上兩種鳥,但是蜂鳥以小小的體型竟然能夠達到平均90公里每小時的速度,這也足夠讓人驚訝不已了。

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最後就是它高超的飛行技術了。

在上面我們就說過,蜂鳥是世界上飛行技術最高超的鳥類,沒有之一,因為大多數的鳥類能夠實現上下和向前飛行,但是蜂鳥不但具備這些能力,還能向後,左右以及空中懸停。很難想象,在翅膀不斷的前後揮動下,蜂鳥是如何做到懸停和向後飛行的。所以,下面我們就著重地說一下這個問題。

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蜂鳥是如何做到空中懸停和向後飛行的?

蜂鳥之所以具備超高的飛行能力,與四個方面有極大的關係:

體重較輕、翅膀揮動頻率較高、靈活的肩部關節、超強的平衡感。

體重對於一種會飛的鳥來說實在是太重要了,因為想要飛行,不管你體型大小,體重始終要控制在一個比較低的狀態下,比如現存世界上最大的飛禽安第斯神鷲,它有著平均1。3米的體長以及3米的翼展,但是體重卻只有10公斤左右。而蜂鳥如此會飛,也與它的體重有關,平均只有幾克的體重,讓蜂鳥可以更加的靈活。(下圖大紅圈中是蜂鳥,小紅圈中是蜜蜂,最關鍵的是蜂鳥的翼展要遠大於蜜蜂,所以想不能飛都難)

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翅膀的揮動方式、頻率以及平衡感。

一般的鳥飛行時,翅膀都是上下揮動的,再加上鳥類的翅膀在飛行時不完全是平行於地面,而是有角度的,所以,上下揮動翅膀不但能夠讓鳥飛起來,還能產生前進的力。而蜂鳥的翅膀與其他鳥類還有點不同,它的肩關節(連線翅膀的關節)是鳥類中最靈活的,所以,它可以將自己的翅膀根據自己飛行的需求任意的變換角度。當需要懸停時,蜂鳥會將身體儘量地垂直於地面,然後將翅膀改為前後揮動(必然會有向下側傾的角度,不然沒有向上的升力,是要下降的)。此時,它只需要找到升力和重力以及前後作用力的平衡點,就能達到懸停了。如果需要垂直上升,它只需要調整一下翅膀的頻率(由平均50多次升高到70次左右)

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向後飛行的道理也是一樣的,當蜂鳥需要向後飛行時,它的身體也會處於半垂直於地面的狀態,此時它只需要調整翅膀前後揮動的力量,將向前揮動的力加大,即可完成倒飛(正常飛行時蜂鳥的翅膀振幅在20釐米左右,倒飛時實際上調整的是振幅,向前揮動的幅度不變,減小向後揮動的幅度)。而相對來說,其他鳥類雖然也擅長飛行,但是它們的關節靈活度要差一些,對翅膀的控制沒有蜂鳥如此的精準和多變。

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總結

蜂鳥雖然是世界上最小的鳥,但是它卻是對自己的翅膀控制最精準的鳥,它透過靈活的肩關節來達到讓翅膀的角度不斷變換的能力,透過控制翅膀的振幅以及頻率來達到懸停和向後飛的效果,不得不說,蜂鳥真的是一位“特技飛行家”。