攀登者在攀登喜马拉雅山脉马卡鲁峰顶峰的最后几步时,长期以来一直惊叹于斑头雁飞越头顶,前往它们在印度的冬季避难所的景象。这些鸟类在 29,500 英尺的高度巡航,几乎与商用飞机一样高。
多年来,科学家们一直认为强劲的顺风和上升气流帮助了这些鹅的旅程。由北威尔士班戈大学的查尔斯·毕晓普领导的一个研究小组通过追踪十几只以上的斑头雁来检验这一理论,这些斑头雁配备了小型背包,其中包含卫星发射器,可以确定它们的位置、速度和高度。
令他们惊讶的是,研究人员发现,斑头雁并没有在地球热量可以产生每小时 12 英里上升气流的午后飞行,而是一贯在夜间或清晨飞行,而此时实际上存在轻微的下降气流。在最近发表于美国国家科学院院刊上的一篇论文中,该团队推测,由于在这些时候空气更冷更稠密,这使得鹅能够产生更大的升力。较冷的空气还有助于调节体温,并含有更多的氧气,使鹅即使在空气在高空变得稀薄时也能飞行。
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毕晓普和他的同事们还惊讶地发现,这些鹅在一天之内飞越喜马拉雅山脉。为了在如此高的高度飞行如此远的距离,斑头雁必须维持 10 到 20 倍的耗氧量增加。相比之下,加拿大鹅等低海拔鸟类无法在 30,000 英尺的高度维持静息代谢水平。更大的翅膀、更大的肺、围绕飞行肌的密集毛细血管网络以及更紧密地将氧气结合到肺部的血红蛋白共同作用,以维持整个鸟类循环系统(包括其飞行肌)的氧气流动。提高对斑头雁组织为何如此擅长吸收氧气的理解,也可能阐明人类的呼吸作用。