为什么候鸟以V字队形飞行?

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位于田纳西州孟菲斯的 Ducks Unlimited 保护组织的首席生物学家 Bruce Batt 解释说。

候鸟的线性飞行队形被称为梯队。V字形和J字形结构是典型的,也是最容易识别的鸟群梯队,但也存在其他变体。对几个物种的研究表明,真正的V字形梯队实际上不如J字形队形常见。

对于鸟类以队形飞行的原因,有两种有充分依据且互为补充的解释。一种是通过利用前方鸟类翅膀产生的上升涡流场来节省能量。另一种是促进鸟类之间的方向定位和交流。这些解释并非相互排斥,并且都得到了各种研究的支持。每种解释的相对重要性无疑会随着各种因素(例如一年中的季节或个体飞行的目的)的变化而变化。例如,在当地觅食飞行期间,能量节约可能远不如谨慎的方向定位和避免碰撞重要。在长途迁徙期间,方向定位和交流仍然是必要的,但对于鸟群中的每只鸟来说,通过优化其位置以节省能量,也有很多好处。


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流体动力学和能量波构型计算已被用于测试预测,即鸟类应该将自己定位在相对于其他鸟类的什么位置,以便在空中旅行时节省最多的能量。使用摄影对鸟群队形进行的分析已经测量了鸟类的位置,并发现它们几乎总是位于能够获得某种能量优势的位置。然而,动物们并不经常处于预期的最佳位置,这表明其他因素也会影响队形中的位置。

对鸟类的视觉轴、“盲点”和视野的了解,使研究人员能够确定鸟群中鸟类的最佳位置,以保持最佳的视觉定位。动物的实际位置通常与这些预测呈正相关,但同样并不总是最佳的。研究已经对鸟类的位置进行了分类,发现有些个体采取的位置最符合能量节约假设的预测;另一些个体处于更好的视觉接触位置;还有一些个体显然没有对任何一种益处做出反应,或者处于应该从两种益处中都获得一些优势的位置。

队形的领导者会不时更换,但这些变化的原因、频率和特征尚未确定。从地面持续观察在空中长距离飞行的鸟群非常困难。关于领导者选择,人们很快就会想到许多直观的预测,这些预测与领导者的年龄、经验、性别、状况和社会地位有关,但研究人员尚未找到如何克服严峻的后勤问题来验证这些预测。一些科学家已经训练鸟类与小型飞机一起编队飞行;也许他们的经验将为测试这些想法提供机会。

答案最初发布于 2004 年 2 月 23 日。

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