包含斑头雁的词条( 五 )

一方面是缺氧的环境，另一方面是耗氧量巨大的飞行运动，斑头雁是怎样做到的？困扰多年的难题，最近被生物学家和物理学家联手解开了。
斑头雁飞过的路
在鸟类漫长的迁徙旅程中，能量消耗巨大，飞行途中越省力越实在。对于鸟类来说，能量消耗低的飞行有两个关键点：一要控制飞行高度，越高越费力。在8000米高空，飞行所需的最低动力比海平面处要高50% 。二要乘风而行，也就是利用气流，搭个顺风车。
斑头雁的穿越喜马拉雅山之旅，行程艰难，它有没有按照节约能量的关键点来飞行呢？生物技术研究团队，给印度、中国青海湖、蒙古的91只斑头雁装上了GPS定位器，观测了它们一年两次的迁徙行程，记录下雁儿400多天的数据。
秋天的南下行程，斑头雁平均历时81天，迁徙3152公里，最高的飞行高度达到7290米。春天的北上行程，斑头雁平均历时47天，旅程超过3000公里，最高的飞行高度达到6540米。虽然最高飞行高度超过7000米，但是斑头雁在超过6000米处的几次飞行时间都很短。95%的时间里，斑头雁飞行在5489米以下。
上图是斑头雁飞行的地图，图中彩色线条是雁儿的实际路径，白色线条是最短路径，白色十字星是喜马拉雅山脉处超过8000米海拔的几座高峰。斑头雁的实飞路程比最短路径长了112公里，偏向青藏高原的东边，绕过了最高的山峰。
斑头雁选择了沿着山谷飞行，尽量降低海拔高度。虽然有高飞的能力，但是它们不会超越山顶。斑头雁做到了长途迁徙中节约能量的第一条，控制飞行高度。
那斑头雁有没有做到节约能量的第二条：乘风而行呢？并没有。
在山区，白天的主导风是谷风，从山脚吹向山顶的上坡风。夜晚的主导风是山风，从山顶吹向山脚的下坡风。斑头雁通常在夜间和清晨飞行，当它上坡时，遇到的是从山顶下坡的逆风。
在北上行程中，最大上坡行程是爬过喜马拉雅山脉屏障，进入青藏高原的一段攀升。翻越高山屏障时，斑头雁选择的时间是风力缓和的夜晚，而不是热流上升的白天。从山脚飞行到山顶，上行的坡度非常陡峭，而斑头雁只花了8个小时就穿越了5000米高差，上行速度非常快，最低爬山速度为0.8～2.2公里/小时。
夜间飞行比白天飞行消耗更大，但是夜晚的气流比白天稳定，湍流更少。夜行赶路的斑头雁在1天之内翻越了喜马拉雅山脉，是迄今为止最长爬坡飞行记录的保持者。
不依靠上坡风助力，斑头雁完全凭借自己强悍的身体，挥动双翼，飞越了喜马拉雅山脉。
斑头雁的身体秘密
斑头雁逆风上坡，穿越山脉的能力，来自于它高效的代谢率。斑头雁自备一套缺氧环境下的代谢模式，支持它自由自在地在高空翱翔。
斑头雁的生活范围非常辽阔，地面上从南到北，空间上从低到高。从海平面的湖泊地带，到4000米的青藏高原，再到6000米的喜马拉雅山脉。斑头雁一天之内能够攀升6000米的高度，相比之下，一天之内，生活在平原的我们爬到6000米的高度，不吸氧活不下去。一天之内，生活在高原的夏尔巴人来到平原，也会出现头晕胸闷的“醉氧”病症。人类没法适应短期内剧烈的海拔高度变化，而斑头雁轻松解决了这个难题，它的秘密在于：有2套代谢模式，平原时用普通模式；高飞时降低新陈代谢率，开启高效模式。
加拿大英属哥伦比亚大学团队，给斑头雁做了风洞测试。风洞模拟不同海拔高度的自然环境，斑头雁背上传感器，戴上呼吸面罩，面罩提供着不同高度时的低氧空气（海拔5500米和9000米）。团队收集了斑头雁在各种高度下飞行时的心跳、呼吸、体温、血氧等数据进行分析。测试结果证明了：斑头雁飞越珠峰不是传说，它能够在模拟9000米海拔高度的环境下飞行。

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