最近，我们在两种不同类型的候鸟，大苇莺(Acrocephalus arundinaceus)和斑腹沙锥(Gallinago media)身上发现了一种最意想不到、令人惊讶的高空飞行行为。以前，人们普遍认为鸟类一般在几千米以下迁徙，并在固定的高度稳定飞行。然而，在我们的研究中，当这些鸟类进行跨昼夜飞行时，这两个原本认为是严格意义上的夜间迁徙物种，表现出了意想不到的飞行高度变化模式。在所有的日间飞行中，它们的上升高度比夜间高出2000–4000米，飞行高度达到5000–8000米。那么，为什么所有这些鸟晚上在看似有利的高度巡航10个小时后，会在日出前后爬升几千米呢？

图1 大苇莺(左)和斑腹沙锥(右)飞行高度的昼夜循环

海拔每升高一公里，气温就会下降约6.5°C。值得注意的是，如果鸟类所在的飞行高度是固定的话，夜间和白天的气温没有系统性变化。例如，在海拔5000米的情况下，白天和晚上的气温都将为约-20°C。因此，如果晚上的气温适合飞行，它们白天依然可以呆在那里。而当这些鸟白天爬升到非常高的飞行高度时，它们应该会到达更冷的空气层。我们认为，鸟类寻找这些高而冷的高度是为了避免因太阳辐射而过热。在白天的飞行中，太阳辐射会让因为不断拍打翅膀而产生的热量进一步增加。

为了使这一假设成立，必须证明鸟类在飞行过程中因为受到太阳辐射而显著加热，这并不像人们想象的那么明显。当一只鸟在飞行时，它身体周围的气流等于鸟的飞行速度(大约10-15 m/s)，之前关于关在阳光充足的笼子里的鸟的太阳能加热的研究表明，加热效果随着风速的增加而迅速下降。因此，我们不知道鸟类在飞行过程中是否真的会因为受到太阳辐射而体温增加。我们使用瑞典隆德大学开发的微型多通道数据记录器来描述飞行高度的昼夜循环，还收集了温度数据。因此，在这项新的研究中，我们可以使用相同的数据集来调查这些鸟在日间飞行中是否因太阳辐射而产生额外的身体加热。

图2 带数据记录器的大苇莺

©Sissel Sjöberg

数据记录器以不同的方式安装在这两个物种身上。大苇莺装在背上，在厚厚的羽毛下面。斑腹沙锥将记录器放在胫骨上的腿环上，部分被飞行中的体毛和尾羽覆盖（尾部遮挡记录器免受阳光直射）。因此，数据记录器记录的是羽毛内的温度，受到鸟类身体辐射热量和周围空气温度的影响。显然，对斑腹沙锥来说，由于记录器的暴露部分更大，记录器温度更容易受到周围空气温度的影响。

重要的是，如果我们只在周围空气温度和鸟类的体力劳动预计相同的情况下比较记录器的温度，那么唯一可能影响记录器温度的因素就是太阳辐射引起的额外热量。因此，为了估计夜间和白天飞行时羽毛内温度的差异，我们只分析了鸟类在相同高度飞行时的记录器温度。然后，周围的空气温度在夜间和白天应该是相同的，鸟类的工作量预计在白天和晚上是相同的。

记录器温度与夜间和白天的飞行高度呈负相关，这表明记录器不仅测量体温，而且还受到周围空气温度的影响。此外，正如从物种安装方式的差异中可以预料到的那样，与大苇莺相比，斑腹沙锥的温度总体较低，而且它们与海拔高度的关系下降得更多。然而，通过比较相同高度的记录器温度，我们可以得出结论，与夜间飞行相比，这些鸟在白天确实明显更温暖。对我们来说，在这种比较中，唯一可能导致这种加热的因素就是太阳辐射。

图3 与夜间飞行相比，大苇莺和斑腹沙锥在白天都体温更高

如果太阳辐射加热是迫使鸟类在白天继续迁徙时上升到极高飞行高度的关键因素，那么这一结果与我们的预测一致。然而，我们的研究并没有提供可以排除其他因素的数据，例如避免被捕食或增加视野。为了进一步验证我们的太阳辐射加热假说，我们需要对在风洞中飞行的鸟类进行实验研究，或者开发能够同时测量空气温度、羽毛内温度和太阳加热效应的记录器。此外，我们知道，更多关于在各种海拔高度迁徙行为的研究正在进行中，比较分析肯定会加深我们对迁徙这些令人印象深刻的海拔变化的重要性和原因的理解。

在古希腊神话故事中，伊卡洛斯的父亲用蜂蜡将羽毛粘在伊卡洛斯的手臂上，并告诉他不要飞得太高，因为这会让蜂蜡融化。然而，伊卡洛斯狂妄自大，升到离太阳太近的地方，蜂蜡融化了，导致他坠落身亡。相比之下，我们最近的研究表明，候鸟会利用“反伊卡洛斯”效应，它们反而可能会爬升到更高的高度，用以避免太阳辐射造成的过热！

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资料选编自：

British Ornithologists’ Union 网站

Fly high to cool down?

作者: Sissel Sjöberg / 瑞典隆德大学