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鸟类的羽毛

发布时间:2018年06月01日  作者:张玉光

鸟类的羽毛(一)                                                        

过去很多年以来,鸟类学家和古生物学家似乎一直公认羽毛是鸟类的专利,所以,每提到羽毛,就着眼于鸟类相关行为的探讨。自从20多年前在中国辽西一带发现了“带毛”的恐龙(其实这种毛跟羽毛在形态结构以及功能演化上还存在一定的差异)后,对于羽毛的起源以及演化和功能的研究视线将变得更加宽广。那么,对于现生鸟类的羽毛而言,到底有哪些信息可言,我们还是慢慢道来。

鸟类身上附着的羽毛主要表现出四个重要的功能:1)羽毛使鸟类的身体四周与外界形成一个绝缘层;2)由羽毛所组成的翅膀和尾巴的表面结构是鸟类飞行时基本需要的;3)羽毛在身可以维持鸟类身体的防水性;4)鸟类羽毛的颜色能够和周围环境混为一体,对于鸟类的生存和完成生理功能提供伪装保护;抑或鸟类提供显著的颜色和模式,这些将与它们的繁殖行为和求爱方式的表达具有特殊的关系。

羽毛有两种主要的类型:一类是正羽,它是鸟类身体外部的羽毛,分成正羽和飞羽;另一类是绒羽或软羽。其他羽毛的类型则是处于正羽和绒羽之中的不太显著的中间类型。或者是由正羽和绒羽起源演化而来。正羽的形态像传统的翎羽笔,或者是由很多连接的向外生长单元组成的拉伸翼,一个平面形态支撑中央的中肋或羽轴。背面是基本羽根的延长物,它是中空的,作为羽毛生长期间输送营养物质的通道。羽翼的结构是复杂的。顺着羽轴的每个点有几百个平行的细丝,或羽枝,沿着它的每个长度有几百对的小羽枝分布。小羽枝是互相连接的,和羽枝一起拉开。在很多鸟类中,羽毛生长在特有的非羽区之间,在拔掉毛的鸡身上明显地能看到排列位置。羽毛是从特有的乳头状“鹅皮疙瘩”中生长出来的,每年在那里生出1个、2个或3个位点的羽毛。

绒羽要比正羽形态简单和样式少。羽轴很短,那里没有小羽枝,羽枝也没有附在每个其他的结构上。这个结果将导致绒羽有很多的绒毛。

图1 外表的羽毛或正羽有两种类型:1、飞羽,2、正羽。

图2 有些羽毛有副羽,在它的羽轴基部的下侧产生出分枝。其中1为正羽,2为副绒羽。

鸟类的羽毛(二)                                                        

羽毛的一个很重要的功能是帮助控制鸟类身体的体温。热量残留在空气中绝缘层,热量的捕获是通过羽毛接近皮肤而获得的。当鸟类所处环境温度降低时,外部羽毛的绒毛一直在增厚的这个绝缘层。第二个功能是可以导致身体成为流线型的形态和提供飞行的表面,这也是一个不可忽视的重要方面。鸟类的流线型身体对于鸟类的正羽是非常有效的,这些羽毛主要覆盖在身体上。根据鸟类飞行效率的测量数据显示,在不同的条件下,鸟类可能具有改变身体表面形态的能力。为了最佳化的流线型,可以通过改变正羽的位置来实现。翼部的飞羽和尾部的飞羽,舵羽能够伸展开来提供大而强有力的光亮的表面,其中各种各样的鸟类其飞行的效率在动物王国中是首屈一指的。在鸟翼中,羽毛有三个类型:初级飞羽,附着在翼翅上;次级飞羽是附着在前臂上;三级飞羽是附着在肱骨上。鸟类最小的羽毛类型是小翼羽,在飞行期间它也同样是很重要的。

羽毛覆盖的另外一个功能是伪装。很多鸟类具有反隐蔽的功能(动物保护色的一种类型),有光亮的情况下,这种功能可以抵消阴影的影响。很多种类的鸟类羽毛也能同时很好地与正常的背景环境相混合,有些较为特殊的雌鸟,当它在巢中孵卵时,此时羽毛的颜色是非常不显眼的。在一起饲养大群鸟类成员时,鸟类羽毛的模式同样起着重要的作用。还有鸟类特有的翼部闪光和尾部斑点表现的信号能够保证鸟类在飞行时彼此前后相随。

此外,羽毛的模式在种类识别中也是极为重要的。在雄鸟中,羽毛、鸟冠和羽毛的斑点的主要功能还表现在求爱期间展示出让雌鸟可以识别的、并意味着可能是在寻求配偶的动机。

依照一年中不同时期不同鸟类羽毛的数量计算,巨大的鸟类其羽毛的数量也是很大的。例如,蜂雀根据计录共有940支羽毛,天鹅有25216支。在寒冷气候的冬天,鸟类羽毛的重量可能多于它身体骨骼的两倍。秃鹰重量为4080克,其中骨骼有272克,被携带的正羽有7182支,重586克和91克的绒毛。

    

图1羽毛类型的多样性。(A)燕尾翼的欧夜鹰拖尾的翼部羽毛;(B)撒克逊王天堂鸟的头羽;(C)绿额翠鸰球拍尾羽;(D)鸸鹋有副羽的羽毛;(E)美洲蛇鸟飞羽;(F)蓝冠食蕉鸟;(G)日鳽;(H)燕隼;(I)鹫珠鸡;(K)大太平鸟次级飞羽;(L)绿啄木鸟的正羽,(M)普通翠鸟,(N)雌性和(O)雄性雀鹰;(P)雄性孔雀尾巴上部覆盖的羽毛。

 

图2 猫头鹰翅膀边缘不连在一起羽枝,有软的边缘。这样可以保证猫头鹰能够在飞行时身体更加平静。

 


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