世界100种常见鸟
鸟的概述
鸟纲在生物分类学上是脊椎动物亚门下的一个纲。鸟类溯源于中生代侏罗纪始祖鸟。历史上曾经存在过大约10万种鸟,而幸存至今的只有1/10,不及10000种,20余目。
鸟是脊椎动物的一类,温血卵生,用肺呼吸,几乎全身有羽毛,后肢能行走,前肢变为翅,大多数能飞。在动物学中,鸟的主要特征是:身体呈流线型(纺锤型),大多数飞翔生活。体表被覆羽毛,一般前肢变成翼(有的种类翼退化);胸肌发达;直肠短,食量大、消化快,即消化系统发达,有助于减轻体重,利于飞行;心脏有两心房和两心室,心搏次数快,体温恒定,呼吸器官除具肺外,还有由肺壁凸出而形成的气囊,用来帮助肺进行双重呼吸。
鸟的种类繁多,分布全球,生态多样,现在鸟类可分为三个总目:平胸总目,包括一类善走而不能飞的鸟,如鸵鸟;企鹅总目,包括一类善游泳和潜水而不能飞的鸟,如企鹅;突胸总目,包括两翼发达能飞的鸟,绝大多数鸟类属于这个总目。
为飞行而生
形态适应
除羽毛外,鸟类的骨骼和肌肉组织充分体现了它们对飞行的适应。这种适应性满足了两大要求:第一,由于飞行极为耗能,故体重需尽可能减轻;第二,飞行中的灵活机动性要求鸟类的躯体变得紧凑,重量尽可能往重心位置集中。
鸟类的头骨已大大变轻,其眼睛大,眼眶占据了头骨前部的很大空间,两个眼眶几乎在头骨中央汇合。比起其他脊椎动物,鸟类的一个显著特征是颌骨变轻,牙齿完全消失。鸟类的喙在形状和大小方面各不相同,从而使不同类型的鸟能够获取并“处理”各种各样的食物。
在骨骼系统的另一端,鸟类尾部的骨骼成分已大大缩减。随着尾骨的退化,所有尾羽得以集中长在同一部位。这种适应性令现代鸟类比带有“拖沓”长尾巴的始祖鸟在结构上能更方便、更有效地控制方向。尾部的大小和形状则因鸟而异,主要是为了满足各自的飞行需要。有些种类(如啄木鸟、旋木雀),它们的尾部在攀树时甚至会变得僵硬,用以作为一种支撑。
鸟类很多部位的主要骨骼都已经大大减轻,尤其是进化为中空的骨骼,其中包括重要的肢骨以及头骨和骨盆的一部分。肋骨很轻,同时长有向后生长的凸出物(钩突),压覆在相邻的肋骨上,以增强牢固性。一些潜鸟如海鸠,具有很长的两块相互压覆的肋骨,从而保证了在潜水时体腔不被压迫。另外,许多骨骼相互愈合,形成了一个坚固的骨架,因此也就无需大量的肌肉组织和韧带来将分散的骨骼结合起来。
雀形目鸟或“栖树鸟”以约5900种的数量占据了全球鸟类种数的半壁江山,其分布遍及除极地外的世界各大洲。图中为猩红比蓝雀,一个美洲的留鸟种类。
展翅翱翔的白玄鸥
这种身姿优美的鸟非常善于在无边无际的大海上进行长途飞行。其巢通常筑在遥远的海岛上,它们经常飞越整个热带和亚热带海域。
鸟类的前肢的变化是鸟类身上最重要的变化之一,后肢变化则相对不明显。前肢化为翼,同时躯体的相关部位为大量的飞行肌提供着生处。“手”上有两节指骨已消失,另有一节已大大退化。翅肌主要集中在翼的基部(靠近重心),翅膀的向下拍动来自肌肉的直接作用,向上拍动(或折翅)则要求通过肌腱围绕肩关节做“滑轮”运动。翼关节的此种构造,使其除了水平方向的展开与闭合外便极少活动,故不需要肌肉和韧带,从而杜绝了“多余的”运动。鸟的“上臂”(肱骨)基部有一块很大的地方留给胸肌着生。这些发达的胸肌的另一端则附于龙骨状的庞大胸骨。当胸肌收缩、翅膀向下拍击时,产生的力量足以将鸟胸骨和翼之间的身体部位压迫变形,幸亏胸骨和翼之间两侧各有一根强有力的支柱状骨骼喙骨支撑,并有叉骨(结合起来的锁骨)和肩胛骨相助,三者的端部相连,为翅膀提供了连接点。
鸟类是动物中不同寻常的一个纲,它们有两种移动方式:飞行(使用前肢)以及步行或(和)游泳(使用后肢)。鸟在飞行中保持平衡问题不大,因为大的飞行肌集中位于翼下的身体重心附近。然而,正是由于这些肌肉的存在(部分原因),鸟的腿部便很难长在靠近重心的部位。事实上,腰部的杯形髋臼(连接股骨上端)离重心就已经有一段距离了。所以一只步行中的鸟若直接由髋臼来支撑身体,会很难保持平衡。
于是,鸟类以一种独特的方式解决了这一难题。股骨仍以脊椎动物常见的方式接入髋臼,但沿着鸟的躯体向前突,且基本不运动,由肌肉缚之于身体。在某种意义上,股骨的下端(膝)成了一个新的“髋”关节,它连接着腿的下部,并且重心位置相当好。所以鸟类的腿虽然上下两部分分明,但实际上与我们人的腿并不相似。它的上半部分相当于我们的小腿,而它的下半部分或假胫骨(术语称为跗跖骨)由部分胫骨和足部骨骼组成,在人身上则没有对应的部位。这一事实解释了为何鸟类的腿弯曲的方式正好与人类的相反。我们看见的关节并不是真正意义上的膝关节,而更像是人类的踝关节。因为翅膀的存在,腿部关节变得非常固定,很少往不必要的方向活动。腿部运动由位于腿上端附近的肌肉通过肌腱来加以控制,使其向重心靠拢。
保暖、轻盈、流畅
羽毛
虽然在某些爬行类动物的化石中也能发现羽状结构,但羽毛仍是迄今为止鸟类最典型的特征,也是研究鸟类的习性、生活方式及分布的一个重要参数。羽毛的主要成分为角蛋白,是一种蛋白质物质,广泛存在于脊椎动物中,哺乳动物的头发和指甲,以及爬行动物的鳞片均由角蛋白构成。当年始祖鸟的原种为了保温,进化形成了最初的羽毛,这一目的在现代鸟类的羽毛进化过程中同样得到了很好的体现,它们的羽毛不仅轻巧、防水,而且能保存大量的空气,从而减缓了热量的散失。鸟类主要的体羽都含有羽干,羽干的两侧分布着主要的侧面凸出物羽支,羽支由羽小支钩结在一起。
然而,羽毛的进化还服务于鸟类的其他多种重要功能。沿翅膀后缘的羽毛以及尾部的羽毛已变得更大、更有力、更坚固,从而形成一个表面,为飞行和空中机动提供提升力。剩下的可见羽毛(正羽)覆于体表,使躯体呈现流线型,并提供必不可少的绝热性能,从而大大提高了飞行效率。
在雏鸟身上发现的绒羽,也会长在许多成鸟身上作为绝热内层。绒羽没有互相钩结的羽小支,因此显得杂乱无章,看上去像修面刷。而最简单的羽毛莫过于经常可以在鸟的眼部周围或喙基部发现的单羽轴须毛,一般认为这些须毛具有感觉功能。
同样,鸟类羽毛的缤纷色彩也扮演着多种角色。一方面,羽毛可以很好地将鸟伪装隐蔽起来(如夜鹰),使得天敌难以发现它。另一方面,孔雀、蜂鸟、大咬鹃等鸟类的羽毛则展现了自然界中最炫目的色彩之一,在它们的(求偶)炫耀行为中起着举足轻重的作用。
羽毛的类型
尾羽(下图详细显示了羽支是如何钩结在一起的。羽小支上有钩,从而能够相互钩结起来。一旦分开,鸟会用喙将它们梳理至原位)和正羽覆盖于体表,具有防水、绝热和提供羽色等功能;毛羽散布于全身羽毛中间,但主要集中在眼和喙周围(不过那里的毛羽没有端部羽支),用以提供感觉方面的功能;绒羽一般出现在雏鸟身上,但许多成鸟的羽毛里层也长有绒羽,如需要增加保温性能的水禽类。
鸟类的骨骼
为了高效率地飞行,鸟类需要轻盈而紧凑的骨骼。骨骼中空(见上图,注意交错的骨质梁,这是鸟类维持力量的必要成分)和重量集中于重心附近,使这一要求得到了实现。注意图中大块的胸骨,那是大量飞行肌着生的地方。
羽色的产生有两种途径,可以通过其中一种或同时借助两种方式来生成。一种借助色素生成。羽毛中最常见的色素为黑色素,用于产生各种棕(褐)色及黑色。有些色素则非常少见,如仅能在某些蕉鹃身上发现的绿色素。另一种着色方式由羽毛的物理结构引起,即部分反射光的可见波所致。这样的羽色如星椋鸟身上那种亮丽的青绿色,以及绝大部分富有光泽的鲜艳羽色。倘若羽毛反射所有波长的光,那么看上去就为白色。
羽毛并非是随意分布的,而是划分为明确的羽迹区域。每枚羽毛都是从各个被称为羽乳头的特殊细胞环上生出的。这些细胞的繁殖,产生了一系列的细胞环,从而形成了羽管。羽管的一面较厚,为羽干,另一面则为后羽干。羽毛在生长过程中沿着后羽干突起,然后展开。单个的羽支也在后羽干处“分叉”。雷鸟的羽毛冬天白色、夏天棕色,使其与周围环境融为一体,天敌便难以发现它。许多雄性鸭类几乎全年都着亮丽的羽衣,但在夏天有大约4~6周却换成具有隐蔽性的褐色羽毛(所谓的“羽蚀”),原因是那段时间它们全面换羽,不能飞行,易受攻击。
鸟类换羽是要消耗能量的,同时在长新羽期间,鸟类的保温和飞行能力都会受到影响。并且,部分鸟种,如鸭类和大多数海雀,在换羽期会完全丧失飞行能力。然而另一方面,换羽能够使受损的飞羽得到更新,这对于蝙蝠而言,无疑是一种向往的优势,因为蝙蝠无法去修复受创的翅膀。
视觉、听觉和嗅觉
感觉
大部分动物都特别依赖于众多感觉中的仅仅一种或两种,如大部分哺乳动物尤其是夜间活动的动物(夜行性动物),更依赖于嗅觉和听觉。不过,即使是视觉起着重要作用的哺乳动物,绝大多数也都缺乏色视觉。然而,对鸟类而言,视觉,包括色视觉,几乎始终都是最重要的感觉,其次才是听觉,嗅觉则排在第3位。事实上,许多鸟类都基本不用嗅觉。在这方面,人类是哺乳动物中的一个例外。我们的感觉按重要性排序的话,结果与上述鸟类的顺序一样,并且我们也像鸟那样具有出色的色视觉。
鸟类的外耳不明显,常常为头羽所遮掩。不过,在图中冠头白胸珠鸡“肉感”的颈部,耳孔清晰可见。与哺乳动物相比,鸟类可听清的音频范围较窄。
这种相似性或许可以用来解释为何鸟类会如此受到人们的欢迎。我们基本上依赖于同样的感觉,同样习惯于昼行性的生活模式,能够欣赏和享受它们的色彩和鸣声。而相比之下,我们对于那些甚至很熟悉的哺乳动物(如家中的猫、狗)通过嗅觉所获得的信息却几乎一窍不通,故在这方面无法去分享它们的世界。当我们走进一片树林时,看到的也许是很多鸟类,而没什么哺乳动物,哪怕事实上那里的哺乳动物比鸟还多。哺乳动物不太容易为我们所感知,因为它们中的许多仅在夜间出没,或者生活在地表下面,或者两种原因都有。
鸟类的生活是一种高速运动的空中生活,所以很显然,视觉和听觉远比嗅觉有用。从眼睛的大小就可知道眼睛对于鸟的重要性。眼睛占据了鸟类头部的很大一部分。鹰本身虽然远比人小,但它的眼睛却与人眼一般大小。
鸟类的眼睛相对固定——因为眼大,在头骨里留给肌肉活动的空间就小了。不过,诸如猫头鹰等鸟类则具有异常灵活的颈,令它们能够轻松自如地转头,于是它们的实际视野范围也就变得非常开阔,有些鸟甚至可以360°全方位通视。而像丘鹬这样的鸟,眼睛长在头两侧的高位,因此不但可以看到四周,还能看到头顶上方。当然,有利就有弊,绝大多数鸟类双眼的视野很难重合,以致它们只有少量的双目视觉。然而,作为一种补偿,它们可以观察到所有视野范围内的动向,这对于探明是否有天敌存在是非常有用的。而双眼前视的鸟类,如猫头鹰,则具有出色的双目视觉。此外,鸟类在某一刻瞬间聚焦的范围也比较大,或许可达20°左右,而人的瞬间聚焦范围仅为2°~3°。
绝大多数鸟类都具有良好的色视觉,包括像猫头鹰这样的种类,它们的色视力也得到了证实,尽管它们对光谱中蓝色部分的识别稍逊于我们人类。食肉鸟和其他一些鸟类的视觉敏锐性大概是人的2~3倍,但是不会高得更多。有些鸟类,如夜间活动的猫头鹰,拥有特别出众的夜视能力,但仍需借助听觉在夜间定位和捕捉猎物。近期的一项发现表明,许多鸟类能够看清光谱中的紫外线部分,这是人类所不及的。故相对于人类的三色视觉(大多数哺乳动物为二色视觉),至少部分鸟类具有四色视觉。并且,一些鸟类(如鹦鹉)的羽毛可以反射紫外线,从而意味着它们能够比人类识别和区分范围更广的颜色。这一点对于这些鸟类的生活无疑具有重要意义,尽管实际情况还有待进一步研究。
鸟类发声有多种用途,可以是吸引异性、维护领地或者拉响天敌来袭的警报。
鸟类在个体之间交流时会用到听觉,尤其在丛林地带,视觉交流相当困难,听觉更显示出其价值所在,于是众多林鸟,如歌鹪鹩和钟雀,具有动听的鸣啭或悠扬的鸣声。像视觉一样,鸟和人感知的听觉范围也大抵相同,虽然大部分鸟对低频音的听力可能略逊人类一筹。不过,鸟类的听觉似乎有一个重要的方面不同于人类,即它们能够辨别在时间上极为紧凑的一系列声音。比如,在人耳听起来是一个音符的声音,在鸟类听来或许就包含了10个独立的音符。故几句“简单”的鸟鸣并非人听上去的那么简单,对于鸟而言,可能传递着大量的信息。
许多鸟类几乎全然不知嗅觉为何物,当然,某些种类除外。如夜间出没的几维,它们在林地觅食时鼻孔近乎贴着喙尖;而新大陆的美洲鹫(而非旧大陆的兀鹫)也利用嗅觉在林地寻找腐肉。另外,有些种类如部分海燕种,脑中负责嗅觉的叶相当发达,这意味着它们也有较发达的嗅觉。
对于味觉,自然界中所有的物种都不是特别发达。和人类一样,鸟类的味觉实际上也掺杂着嗅觉的成分,而我们已经知道鸟类的嗅觉实在不敢恭维。很多鸟类的舌头非常粗糙,并不适合味觉接收细胞的生长。人们发现味蕾存在于鸟口腔的后部,因此鸟很可能只在食物完全进入口腔后才去品味一下。但不管怎样,鸟还是能够辨别4种主要的味道:咸、甜、苦和酸。
很多鸟类的舌和喙尖都拥有发达的触觉,特别是鹬、塍鹬、杓鹬等种类,它们需要将喙深入泥土中捕食。还有反嘴鹬、篦鹭、鹮等鸟类,它们张开的喙像镰刀一样在水里和软泥里横扫,一旦触到猎物,马上一口咬住。
多种多样的鸟喙形状
不同的鸟喙形状适应于应对各种不同的食物。1.褐几维(食蠕虫和其他无脊椎动物);2.蛇鹈(食鱼);3.巨嘴鸟(食果实);4.红交嘴雀(食种子);5.戴菊(食昆虫和毛虫);6.笑翠鸟(食蜘蛛、小型无脊椎动物、水生虫和鱼);7.反嘴鹬(食软体动物、甲壳类动物和小型水生无脊椎动物);8.锡嘴雀(食硬壳种子);9.双齿拟(食果实和硬浆果);10.大金背啄木鸟(食节肢动物);11.双角犀鸟(食果实,尤其是无花果);12.白尾尖弯嘴鸟(食曲冠类尤其是海里康的花蜜);13.刀嘴蜂鸟(食长冠类的西番莲花蜜);14.雀鹰(食小鸟);15.翎翅夜鹰(食昆虫);16.凤头(食鱼、甲壳动物和软体动物);17.鲸头鹳(食肺鱼、蛙、龟和蛇);18.大红鹳(食海藻、硅藻及小型水生无脊椎动物);19.白琵鹭(食小鱼和虾);20.剪嘴鸥(食小鱼和甲壳动物);21.卷羽鹈鹕(食鱼、两栖类动物和小型哺乳动物);22.黄领牡丹鹦鹉(食种子、坚果和浆果)。