目前来说,会飞行的生物总共有三类,分别是唯一会飞行的哺乳动物——蝙蝠,马来大狐蝠是世界上最大的蝙蝠,体长长达25厘米,两个翅膀张开后有183厘米宽;昆虫,昆虫的体型有史以来就不大,史上最大的飞行昆虫——巨脉蜻蜓平均翼展大约在0.65米左右。
而鸟类的体型也并不大。现如今世界上能飞行的体重最大的鸟类是灰颈鹭鸨,平均110厘米长,60~90厘米高,翼展230~275厘米长,重12.4公斤。
而漂泊信天翁是体型最大的一种信天翁,也是众多鸟类中,翼展最长的一种鸟,平均达3.1m,最长可达3.7m。但是它的身长大约为1.35米,雌性的通常会比雄性的略小一些,体重一般在6~12公斤。可以说飞行生物的体型和哺乳动物以及海洋生物相比,都不算大。
为什么飞行生物普遍较小
飞行是一件非常非常耗费体力的事,所以需要翅膀和胸肌极其发达,翅膀占身体较大比例;鸟骨只占鸟体重的5%~6%,由于骨头轻,翅膀极容易带动起来;鸟体内还有很多气囊与肺相连,这对减轻体重,增加浮力非常有利。
即使是麻雀这样小的鸟都需要尽可能空心的骨头、尽可能短的消化系统、平时萎缩繁殖季节才重新膨大的生殖系统等等来减轻重量,以及大量骨骼的愈合之类牺牲身体灵活性的方式来增强身体的力量。
而飞行带来活动的强度较大,需要超快的新陈代谢来产生巨大的能量来维持飞行,而这会带来一个负面影响——高体温。
细胞在进行一系列活动时,需要酶来提高转化效率,生物酶的反应需要在合适的温度下进行,一般是在25-38摄氏度之间,在这个区间内,温度越高,酶的催化速度越快,产生的能量就越多。
但是,体温本身就需要消耗能量来维持。越高的体温就需要越多的能量来维持,所以体温越高的生物,消耗的能量也越高。
再加上体温越高,越容易损伤身体机制,所以我们人类的体温大多维持在36摄氏度左右;而鸟类以及其他的飞行动物,为了维持飞行能力,体温大多在40摄氏度左右。
高体温虽然让他们维持了超快的新陈代谢,但是这也意味着它们每天需要耗费巨大的体能。
最小的鸟的蜂鸟,它们的新陈代谢率非常快,每分钟心跳竟然超过了3000次,为了获取巨量的食物维持这种新陈代谢率,它们每天必须采食数百朵花。
鸟类一定要不断地努力找寻食物,尽快地加以吞食与消化,所以它们进化出来了锥形的嘴巴来啄食,将整粒或者是整块食物快速吞下,而后要将食物贮藏在那个发达的嗉囊当中。
食物在嗉囊中经过软化后会逐步由砂囊磨碎它,再由消化系统的其余部分陆续地加以消化或吸收。这样的方式并不用牙齿以及与此有关的系统,而且可以大量地减轻体重。
这样的特点也注定了飞行生物不能拥有庞大的体型和超高的体重,这样它们所消耗的能量非常庞大,需要大量的食物才能满足这种消耗。
即使是人类已知的最大的飞行动物——风神翼龙,翼展超过11米长,平均也仅有250公斤。和身体长度完全不成正比。风神翼龙这样体型的生物之所以会出现,是因为白垩纪含氧量比现在高,氧气密度可以支持大型飞行生物飞行需要的有氧运动,而且白垩纪食物丰富,可以满足风神翼龙的能量需求。
但是自此之后,随着环境的变化,食物的减少,大型飞行生物在生存中并不占据优势,所以就慢慢淘汰了。
鸟类进化趋势
随着人类对于自然的干预,鸟类获取食物也越来越难,再加上全球气候变暖的影响,为什么全球气候变暖也会影响鸟类体型生物学界有一种观点认为,寒冷地区的动物通常体型较大,而生活在温暖地区的动物通常体型较小,原因是与较小的体型相比,较大的体型能更有效地保存热量。
澳大利亚麦考里大学一项新研究显示,许多鸟类的体型在进化过程中逐渐变小。
麦考里大学研究人员在美国《海雀:鸟类学进展》杂志上发表的最新报告指出,对于鸟类体型的大小,酷热可能比低温的影响力更大。即便将来要经历寒冷的冬天,在炎热夏季出生的雏鸟仍更可能成长为体型较小的成鸟。
这是飞行生物为了生存和环境变化所作出的妥协。