小鸟如何穿越沙漠和海洋:比平时高飞三倍

作者: Liz Pennisi

来源: Science

发布日期: 2022

一项新研究揭示了小型鸣禽如何在迁徙过程中穿越广阔的水域或沙漠,通过在白天飞到高达6000米的高度,是它们正常飞行高度的三倍。这项研究为理解鸟类的迁徙行为和适应气候变化的能力提供了新的视角。

迁移生态学家Sissel Sjöberg长期以来一直想知道像大苇莺这样的小鸟是如何在它们的史诗般的迁徙中穿越广阔的水域或沙漠的。尽管它们的重量只有高尔夫球的一半,但它们每年两次在北欧和撒哈拉以南非洲之间飞行7000公里。现在,一项新的研究可能找到了答案:这些夜间飞行者在白天也能飞得很高,高度可达6000米,是它们正常飞行高度的三倍。

马克斯·普朗克动物行为研究所的生态学家Martin Wikelski表示:“这完全出乎意料。这就像你在建造泥屋,突然有人建造了一座摩天大楼。而你只能说,你不知道你能做到这一点。”

每年有来自4000多种鸟类,包括成千上万的鸣禽,进行长距离迁徙。尽管研究人员已经能够追踪像鹅这样的大型鸟类的迁徙路径,但为小型鸣禽配备使这种研究成为可能的追踪设备是具有挑战性的。瑞士鸟类学研究所的Felix Liechti是这种追踪技术的先驱,但他没有参与这项新研究。

为了看看她是否能改变这一点,Sjöberg加入了隆德大学生态免疫学家Dennis Hasselquist的实验室。两人转向研究大苇莺,这是一种在隆德大学附近的一个湖边度过夏天的相对较大的鸣禽。科学家们已经对该物种的繁殖和行为进行了40年的监测,甚至为这些鸟类开发了定制的数据记录器。

为了追踪这些大约只有美国知更鸟一半大小的苇莺,Sjöberg、Hasselquist及其同事为它们配备了数据记录器——小背包,可以监测这些鸟在从瑞典到非洲的半年度旅程中何时、多高以及在哪里飞行。研究人员为63只鸟配备了背包,并从14只鸟中获得了有用的数据。

正如预期的那样,这些迁徙者通常在夜间飞行,白天休息。但大多数在黎明附近遇到水或沙漠穿越的鸟类在太阳升起时继续飞行,爬升到高空。一只鸟在空中飞行了超过32小时。Sjöberg和同事们在今天的《科学》杂志上报道,这些鸟类并没有保持在低于2000米的典型高度,而是飞得高达6000米。

这样的高度可能是有压力的。在6000米的高度,氧气稀少,温度低于冰点。不知何故,这些鸟类能够应对。Wikelski说:“它们飞得如此之高是惊人的。”像其他迁徙的鸣禽一样,苇莺有相对较大的心脏和肺部的气囊,设计用来增加氧气的交换速率和效率。Sjöberg说,努力工作的飞行肌肉可能使鸟类保持温暖,尽管温度下降了22°C。

Sjöberg提出,这种冷却效果可能是苇莺飞得如此高的一个原因。随着白天的到来,太阳的光线可能会造成伤害,“它们唯一能抵消这种外部加热的方法是在日出时急剧上升”,尤其是在穿越撒哈拉沙漠时,她提出。密歇根大学迪尔伯恩分校的生态生理学家Melissa Bowlin补充说,这种需要保持凉爽可能有助于解释为什么其他鸟类经常在夜间迁徙。她预计其他鸣禽在白天也会飞到如此高度,使这项工作“重要”。

Liechti表示他对结果感到兴奋。他使用雷达数据监测穿越西撒哈拉的动物的工作表明,一些鸟类在白天飞行,可能是利用了有利的顺风。但他表示,“我们只是追踪了未知的斑点……这些其他研究人员沿着整个飞行路线追踪了单个已知的个体。”

他补充说,这些结果“表明仍然有许多动物的意外灵活行为有待发现。”Sjöberg同意:“了解鸟类的灵活性有多重要,因为它告诉我们鸟类可能有哪些适应气候变化的可能性。”

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