
2022年夏季,印度古吉拉特邦某動物收容站的數千只鳥兒,因耐受不了當地白天最高44℃的高溫,紛紛驚厥昏迷。鳥對散熱的需求很高,這是因為:鳥類體溫普遍在40℃以上(這是鳥類的高代謝率造成的);鳥類沒有汗腺,無法靠出汗散熱;鳥類還被一層自然界最佳的保溫材料——絨羽所包裹。
當鳥類身處高溫度、高濕度、低風速的環境中時,產熱和散熱的平衡被打破,就很可能產生熱應激,也就是中暑。而中暑的本質,簡單來說就是細胞被熱壞了。

如果將細胞比作生命的磚塊,那么蛋白質就是構成磚塊的沙土。蛋白質構成生物體器官、組織,負責消化吸收營養,抵御入侵者,幫助生物處理有害廢物……所有這些功能正常運作的前提,是保證蛋白質的結構穩定。蛋白質結構穩定非常重要,因為一旦結構被破壞,例如在高溫下扭曲或斷裂,蛋白質就無法繼續發揮功能,前面所提到的蛋白質功能都會崩壞,如果崩壞過程無法停止,當損傷積累到一定程度,生命也將迎來死亡。這就是為什么動物需要將身體產生的多余熱量釋放出去——一方面,動物需要一定的體溫保持細胞活力;另一方面,過高的體溫會摧毀“生命大廈”。
盡管在如何讓自己涼快些這個問題上,鳥類要面對諸多不利因素,但它們早就進化出了應對之道。

同一種鳥在冬天和夏天的羽毛是不同的。在春夏生殖季節,鳥的羽毛較稀疏、多姿多彩;在冬季,鳥的羽毛更豐滿且便于偽裝。這種鳥類羽毛定期更換的現象叫作換羽。總體而言,夏天的羽毛更有利于鳥類在夏季保持涼爽。
在夏季,鳥類還可以通過午睡避免悶熱的溫度。在一年中最熱的月份,許多鳥類在一天中最涼爽的時間活動,在溫度最高時進行“小睡”來限避免暴露在高溫下。
如果你在一天中最熱的時候觀察一只鳥,可能會看見它大張著喙,此時它們很可能在快速呼吸,從而將體內的熱量釋放出去。鳥和狗都沒有汗腺,都可以通過呼吸散熱。
不過,與狗相比,鳥類的呼吸散熱更加高效,這是因為鳥類除了肺部,還有獨特的氣囊結構。氣囊的作用是儲存空氣,在氣囊的輔助和鳥類特有的雙重呼吸模式下,鳥肺能不間斷地獲得氧氣。一些氣囊還深深嵌入鳥類的肌肉和骨骼,能將鳥類體內多余的熱量通過呼吸快速釋放到外界。

巨嘴鳥也叫鵎鵼,是美洲的代表性鳥類之一。鵎鵼讀作“妥空”,是鵎鵼的英語單詞toucan 的音譯,為了方便,我們還是叫它們巨嘴鳥吧。巨大的喙是它們最突出的標志,其中托哥巨嘴鳥的鳥喙可以長達23 厘米。托哥巨嘴鳥取食果實、捕獵小動物、在求偶中勝出,都要靠巨喙。不過,巨喙的主要功能還是散熱。
托哥巨嘴鳥喜歡居住在半開放的叢林、草原和森林中,它們不喜歡太多陰影,充足的陽光能讓它們鮮艷的體色和環境更好地融為一體。但這也造成托哥巨嘴鳥容易長時間受陽光暴曬,好在它們尺寸驚人的鳥喙表面遍布毛細血管,能大大增加血管和空氣的接觸面積,幫助它們散熱。研究也證實了這點:當環境溫度為10℃時,托哥巨嘴鳥喙部血流動緩慢;當環境溫度達到35℃時,血流速度明顯加快。隨著全球氣溫上升,全世界多地區的鳥類的喙都有變大的趨勢。

在四川省夾金山的群山之中,生活著金雕、兀鷲等猛禽。山區的夏季中午溫度能達到35℃,猛禽們卻并不在意高溫,因為只要它們愿意,借助上升氣流,它們偉岸的雙翅在一兩分鐘內就能讓它們飛翔到距離山腳500 米甚至更高的高空,讓高空的冷空氣進入身體。很快,猛禽身體中的多余熱量就被排出到體外,整個過程不過數分鐘。


當身體表面潮濕時,由此產生的水分蒸發會帶走部分體表熱量,科學家稱之為“蒸發冷卻”。一些長腿鳥類,包括鸛和蒼鷺會在自己的腿上排便,糞便中的水分從皮膚上蒸發,能有效幫助它們帶走體內多余的熱量。
沒有什么方法比洗個涼水澡更能解暑,這也是大多數鳥類能想到的最簡單的降溫方式。洗澡既能通過水給身體降溫,還能通過后續的蒸發散熱,帶走體內多余的熱量。