火烈鸟为什么单脚站立(火烈鸟抬起一条腿)

图:健康的火烈鸟通常群居在一起，颜色为深粉色。除了觅食、洗澡或移动时，它们会单腿站立。上图中，前景中央的火烈鸟比两条腿站立的火烈鸟更能节省体热，而后面更远的火烈鸟则在浅水区觅食。在地球上所有的自然奇观中，我们这个世界最奇妙的是宏观生物(植物、真菌和动物)的多样性。从大海到陆地，到空，再到其他地方，都有惊人的奇迹。在地球上茁壮成长的生物之间存在巨大的多样性和可变性，但我们有办法了解生态位中每个生物之间的关系，以及它们如何在生理和行为上适应它。

自然界中发现的最令人惊讶的动物之一是火烈鸟。从身体的角度来看，他们是不寻常的。像他们这样的动物不多，从他们细长的腿，到他们与众不同的粉红色羽毛，到他们奇怪的柔软的脖子。但是火烈鸟特别出名的是它们奇怪的行为:它们经常用一条腿站立。为什么他们总是用一条腿站着？让我们看看这种行为的物理和科学基础，而不是基于生物学。

如图所示，在干燥的土地上，一大群火烈鸟往往只一条腿站立，而不是两条腿。虽然单脚站立的火烈鸟比双脚站立在水中的火烈鸟具有保温优势，但在陆地上进行这种行为并没有已知的优势。

想象你是一只火烈鸟，你细长的腿非常适合你站在水里(水有你的腿那么深)，同时保持身体干爽温暖。你的蹼足可以搅动水下生物，用脚把水搅浑。你长而灵活的脖子和怪异的喙，喙的下半部分比上半部分厚，非常适合以搅动的藻类、甲壳类动物、幼虫、小鱼和其他类似大小的生物为食。

火烈鸟在吃东西的时候，不管是搅动水，还是直接把头伸进水里寻找食物，你都会发现它的两只脚都在水里。火烈鸟不同于鸭子等潜水鸟。火烈鸟直到脚站稳了才能进食，即使是在水下。

图中的火烈鸟用形状奇特、适应能力独特的喙在水里觅食，它们在觅食时决不会单腿站立，为了移动脚搅动潜在的食物来源，火烈鸟必须用另一只脚稳稳地站在水底下的地面上。

我们认为，火烈鸟的许多固有特征——包括生物学和行为学——都可以用一些相对简单的科学来解释。

火烈鸟的腿和脖子都很长，这样的生物进化有利于那些能在浅水和深水中可靠觅食而不让身体受潮的物种。当浅滩上的食物变得稀少时，那些可以通过搅浑水然后用嘴挖掘来觅食的火烈鸟将成为幸存下来的火烈鸟。火烈鸟具有其特征性的粉红色，这不是由于它们产生的任何固有色素，而是因为它们所食用的甲壳类和藻类富含类胡萝卜素色素。 一旦火烈鸟饮食中缺乏这种色素，火烈鸟的“脸”会变得“苍白”。图：大火烈鸟的颜色并不总是红色或粉红色，也可以是白色，这取决于它们的饮食。在图中，人们看到一群火烈鸟在觅食；事实上，两只脚和它们的脖子/头都在水里，毫无疑问，这是觅食时间。

然而，当它们不吃东西的时候，你会经常在水里发现火烈鸟。火烈鸟非常社会化，所以当其中一只采取行动进入水域时，其他的鸟会很快跟上。火烈鸟是优秀的游泳者，所以它们只需要穿过它们上方的水域，就能到达它们可以站立觅食的位置。

它们进行复杂的集体展示，数百只甚至数千只火烈鸟可以协调升旗、振翅、扭腰、行进等动作。火烈鸟还会花大量时间梳理羽毛，将尾巴底部分泌的油脂分布到羽毛上，这有助于保护鸟类的身体。火烈鸟梳理毛发的时间是大多数水鸟的三倍。)他们通常只在浅水区洗澡。当他们洗澡的时候，他们会淹没他们的整个身体。

图：当火烈鸟洗澡时，火烈鸟完全打算从头到脚弄湿自己的整个身体，并以笨拙，不协调的方式进行弄湿。

对于一个陌生的观察者来说，这只洗澡的火烈鸟看起来非常痛苦。毕竟，火烈鸟几乎所有时间都呆在水里，所以我们很少发现它们:

游泳，行走，把水搅浑，用它的喙在水下觅食，或者自己洗澡。

相反，你更可能找到一只火烈鸟。如果它在水中(或者即使它在陆地上)，做它们最著名的动作:单腿站立，另一条腿紧紧贴着它长有羽毛的身体。

图：在德国德累斯顿动物园，在雨中，可以看到一只火烈鸟单腿站在围栏里。它深粉色的颜色告诉我们，它的饮食富含类胡萝卜素色素；它单腿站立的事实表明，它打算尽可能缓慢地失去体温，同时仍在探索水域寻找潜在的食物来源。

你可能会对此感到困惑，毕竟大多数人都是。你可能会想，鉴于火烈鸟独特的生物学和行为适应能力，如果动物喜欢用一条腿站立，而不是两条腿，进化优势何在？

但这其中有一个重要的原因。不是基因进化，是生理原因！事实上，这是热力学和热传递的科学。在炎热的夏天，如果你曾经在游泳池里，你可能会读到这样的东西。毕竟，像所有的哺乳动物和鸟类一样，人类和火烈鸟都是温血动物。即使在相对极端的条件下，他们休息时的体温也高于周围环境。

对于大多数父母来说，这一景象应该特别熟悉：得得瑟瑟的孩子站在游池边。如果孩子连续地沉浸在水中太多时间，他们的大量身体热量就会流失到水环境中。人体与水之间的传热速率是人体与空气之间的25倍，因此经验和物理学证明了从水池中出来以进行热身的传统智慧。

如果一个体温在37摄氏度左右的人裸体站在外面的空空气中，这个人会以特定的导热率将身体热量辐射到周围环境中。一只体温41摄氏度的火烈鸟，跑热的速度比普通人快一点。这是因为火烈鸟的身体与周围空空气的温差比人体在同样空空气中的温差大，所以它的散热速度会快一点。

但是，如果你把全身浸泡在水中，而不是空气体中，即使水的温度和空气体的温度完全相同，你也会发现你的身体散热速度惊人:比空气体快25倍。决定冷环境中热源散热速率的最终因素是温差、与环境接触的表面积以及热源与冷环境之间的传热效率。

图中的游泳活动发生在澳大利亚悉尼，将游泳者从干燥的土地带到开阔的水域，再到另一个目的地，也就是陆地上。 游泳者在干燥的土地上可能会以一定的速度散发热量，但是如果他们完全浸入水中，则散发的热量会快25倍。 即使将一只脚放在水中，仅在脚踝处，也可以使身体的热量散失率增加一倍。

对于一个人来说，如果你只把一只脚放在水里，水到脚踝，你会淹没身体总表面积的4%。由于人体与空气体和水的传热速率不同，假设水和空气体的温度相同，你通过一只被淹没的脚散失的热量与你通过全身其他部位散失的热量是一样的。

如果你是一只火烈鸟呢？如果一只火烈鸟用两只脚站在水中，那两只脚——尤其是那些有蹼的脚和它们巨大的表面积——很容易导致火烈鸟失去体温的速度比它在陆地上的速度快很多倍。

然而，如果火烈鸟学会在水中用一条腿而不是两条腿站立，它可以更有效地保存身体热量。

在法国卡马格的罗纳河沿岸，人们经常可以看到粉红色的火烈鸟涉水、梳理羽毛和寻找食物。由于食物中缺乏类胡萝卜素色素，这些特殊的火烈鸟更接近白色，而不是更为传统的粉红色或红色。单脚站立而不是两脚站立的行为几乎将它们的身体热量损失减半。

与一只脚站在水里的火烈鸟相比，两只脚在水里的火烈鸟会损失140-170%的体热。这意味着一只真正学会单腿站立的火烈鸟可以在水中自由地度过更多的时间:更多的时间用于进食、梳理羽毛、侦察水面等。

简而言之，学会单腿站立的火烈鸟比两条腿站立的火烈鸟有更多进化成功和生存的机会。火烈鸟可能不够聪明，不知道一条腿站在水里很重要，但在空气里没那么重要；相反，火烈鸟喜欢不顾环境单腿站立。而且，根据科学家的说法，火烈鸟没有单腿站立的基因。相反，这种行为是由母红鹤传给后代的。

幼火烈鸟从幼时开始，就从成年成年群中学习成年火烈鸟的行为。图中，一只年轻的火烈鸟在一群成熟的成年火烈鸟面前练习跳舞，这是交配季节必不可少的行为。火烈鸟单脚站立、洗澡、跳舞等行为都靠代代相传获得。

幸运的是，对于火烈鸟来说，在陆地上用一条腿站立并不是它们成功进化的障碍。虽然，单腿站立的“有益”行为只有在水中才有优势。然而，对于火烈鸟来说，在陆地上单腿站立练习平衡行为比我们意识到的更有益；也许这是最好的行为。

通过简单地了解控制每一个温血动物生物学的物理学，我们可以了解行为生态学的一些方面，这些方面在我们的现实世界中非常精彩。虽然进化在很大程度上受遗传特征支配，但有时后天的行为特征可能会影响生物的生存。说到单腿站立的火烈鸟，遗传学根本帮不了你解决难题。