• 2022-12-04

科學家發現蜂鳥身體具有神奇的“散熱窗口”

11 月 25, 2022

  蜂鳥是動物王國中最瘋狂的動物之一,它們每秒拍打翅膀70次,穿梭于花卉之間,不斷地進食。但是蜂鳥在瘋狂的運動狀態下如何使身體降溫,令科學家們迷惑不解。目前,蜂鳥在花卉上盤旋時拍攝的高速熱成像圖像表明,它們具有一種特殊適應性——“散熱窗口”,可以避免身體運動過熱。

  熱成像圖像中的亮白色區域顯示熱量從蜂鳥的眼睛、肩部和腿部釋放,科學家發現在這些身體區域覆蓋著低密度羽毛,從而在飛行時有助于熱量消散,如果沒有以上條件,當蜂鳥空中拍打翅膀時產生的大量熱量將無法散去,這將導致蜂鳥身體潛在過熱的危險。

  當蜂鳥飛行時,身體溫度比周圍氣溫高8攝氏度,美國俄勒岡州喬治-福克斯大學生物學家唐納德-波威爾斯(Donald Powers)博士稱,蜂鳥通過拍打翅膀產生陣風也能消除部分熱量。他和同事發現蜂鳥在盤旋時足部懸空處于翅膀拍打產生的氣流之中,這將幫助蜂鳥消除身體余熱。該研究報告發表在近期出版的《皇家學會公開科學雜志》上。

  波威爾斯博士說:“我們研究數據表明蜂鳥通過特定身體表面熱量消散區域,消散飛行中產生的大量熱量。在飛行狀態下的蜂鳥,最高熱梯度產生于關鍵散熱區域,例如:眼睛、關節軸區域和足部。盤旋飛行時,蜂鳥懸空著足部,從而增強了熱量消散。”

  蜂鳥盤旋過程中,來自翅膀拍打的近身誘導氣流非常低(除足部以外),這可能增強對熱量的損耗。目前,研究人員使用紅外熱成像相機對7只星蜂鳥進行了研究,它們飛行速度達到47公里/小時。

  波威爾斯指出,鳥類羽毛能夠保持身體熱量,但對于高頻率運動的蜂鳥而言,體溫過熱是一個大問題,伴隨著翅膀肌肉高頻率拍打,身體將產生大量熱量。在飛行狀態下,多數熱量在眼睛、肩關節和足部周圍消散,但是熱量消散程度與它們的飛行速度有關。在低速飛行狀態和盤旋飛行時,眼睛和肩關節消散的熱量將減少,但是足部周圍消散的熱量將增加。其它一些鳥類也可能使用類似的策略在飛行中降溫。