帶水飛行的“海綿爸爸”

主持：小飛魚

一般來說，鳥類羽毛的結(jié)構(gòu)都有利于排水和保持干燥。但生活在非洲西南部沙漠里的納馬夸沙雞的羽毛卻像海綿一樣可以吸水和蓄水。

為了躲避蒼鷹的侵擾，納馬夸沙雞通常會把巢穴建在遠離水源的沙漠中心。納馬夸沙雞寶寶長著一身黃褐色的絨毛，可以安全地藏身于光禿禿的荒漠中，但它們要面對高溫缺水的生存考驗。所以為了讓寶寶能喝上水，納馬夸沙雞爸爸們會結(jié)伴飛行，到遙遠的水源地取水。納馬夸沙雞爸爸們常常要飛很遠才能找到水源，一旦發(fā)現(xiàn)水源，它們就會把腹部的羽毛浸入水中，讓腹部像海綿一樣細密的羽毛吸收足夠的水分，并隨時警惕蒼鷹的襲擊。羽毛能吸水這一特性，讓納馬夸沙雞爸爸有了“海綿爸爸”的外號。待羽毛吸飽水后，“海綿爸爸”們就會帶著一身的水飛回家，讓家里的寶寶痛飲一番。

一只雄性納馬夸沙雞每次最多可以運送25毫升的水，水的重量約占其體重的15%。這種輾轉(zhuǎn)于水源地和巢穴的日子要持續(xù)兩個多月，直到納馬夸沙雞寶寶成長到能獨自飛往水源地喝水才能結(jié)束。

雄性納馬夸沙雞之所以能帶水飛行，關(guān)鍵在于其腹部的羽毛結(jié)構(gòu)。一般來說，鳥類羽毛的中間是一根羽軸，羽軸的兩邊有許多羽枝，每根羽枝上又有細小的羽小枝。但是，納馬夸沙雞的羽毛結(jié)構(gòu)不一樣。納馬夸沙雞的羽毛可以大致分為內(nèi)側(cè)區(qū)域和外側(cè)區(qū)域。羽毛沒有浸水的時候，在羽毛的內(nèi)側(cè)區(qū)域，羽小枝靠近羽軸的部分像是一個個螺旋狀纏繞的線圈；在羽毛的外側(cè)區(qū)域，羽小枝都是直的。

當(dāng)羽毛浸水后，羽小枝上的纏繞的“線圈”就會不斷解開、伸展。原本螺旋狀的“線圈”解開后，會旋轉(zhuǎn)并垂直于羽片。因為羽枝保持不變，而羽小枝垂直于羽片，兩者之間形成了一個類似淚滴狀的結(jié)構(gòu)，水就被保存在其中了。吸飽水后，羽毛外側(cè)的羽小枝會彎曲，像是一個小蓋子，把水關(guān)在羽毛內(nèi)部。

一只雄性納馬夸沙雞的羽毛能裝多少水，不僅與其羽毛的多少有關(guān)，還與其浸泡在水中的時長有關(guān)。浸泡越久，吸取的水分越多，但大多數(shù)雄性納馬夸沙雞泡水的時間都不會超過5分鐘。

啟發(fā)仿生學(xué)設(shè)計靈感

這種具有不可思議的蓄水能力的納馬夸沙雞羽毛，激發(fā)了仿生學(xué)家開發(fā)吸水材料的靈感。研究人員希望模仿納馬夸沙雞羽毛的結(jié)構(gòu)，復(fù)制納馬夸沙雞羽毛蓄水的過程，發(fā)明出新的吸水材料。比如制作一張可在自然環(huán)境中收集晨霧、露水的網(wǎng)；設(shè)計出一款具有類似納馬夸沙雞羽毛的結(jié)構(gòu)的水壺或運動背包，使其既可以盛放大量液體，又可防止所盛的液體在人們移動時發(fā)生晃動或灑漏；發(fā)明出一種擁有類似納馬夸沙雞羽毛的結(jié)構(gòu)，能高效吸收液體、輕松排液的醫(yī)療拭子。

未來，科學(xué)家將會研究更多鳥類羽毛的微觀結(jié)構(gòu)，從而解鎖它們身上更多不可思議的超能力，發(fā)明出更多科技產(chǎn)品。

（注：本文根據(jù)《重慶科技報》刊載的內(nèi)容及把科學(xué)帶回家微信公眾號登載的內(nèi)容整編。）

/欄目責(zé)編：江 楓/