来自《自然》杂志
像许多鸟类一样，企鹅必须在其觅食地和繁殖地之间长途跋涉。但它们不是飞行，而是游泳。这是一段艰难的旅程，让生物学家们一直困惑的是，为什么这些鸟在进化出潜水能力的同时没有保留飞行能力。一项新的研究认为，鸟类不可能既是潜水高手又是飞行高手，因为当动物适应潜水时，飞行能力必然会减弱。
马尼托巴大学（位于加拿大温尼伯）的生物学家凯尔·埃利奥特领导的团队，并没有研究企鹅，而是研究了仍然具有一定飞行能力的潜水海鸟物种。其中包括用蹼足在水下推进的鹈鹕鸬鹚（Phalacrocorax pelagicus）和用翅膀在水下拍打游泳的厚嘴海鸠（Uria lomvia）。
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研究人员在海鸠身上安装了记录仪，测量潜水的时间以及深度和温度，在鸬鹚身上安装了数据记录器，测量潜水期间的深度、温度和加速度变化。他们还向鸟类体内注射了同位素标记的水。当研究人员稍后测试这些鸟类时，这些标记使他们能够计算出鸟类自引入水以来排出的二氧化碳和水蒸气的量，从而计算出潜水和飞行所消耗的能量。
然后，该团队将他们的结果与之前收集的一些关于鹅和企鹅等鸟类的结果进行了比较。他们发现，鸬鹚和海鸠都必须花费极大的能量才能飞行——这是所有飞行鸟类中已知最高的。
在潜水方面，足部推进的鸬鹚的能量消耗比预期中的同等大小的企鹅高得多。翼部推进的海鸠的潜水成本低于鸬鹚，但仍然比相同大小的企鹅高出 30%。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》1上。
研究结果揭示了一个快照，显示海鸠正处于进化的边缘。埃利奥特和他的同事推测，由于海鸠的翅膀仍然是为了飞行而设计的，它们会在水下产生阻力。此外，它们的小身体，刚好足够轻到可以起飞，比企鹅的庞大身体冷却得更快。
“基本上，他们必须缩小翅膀或变得更大才能提高潜水能力，而这两者都会使飞行变得不可能，”密苏里大学圣路易斯分校的鸟类学家、该论文的合著者罗伯特·里克莱夫斯说。
热议问题
然而，关于鸟类的能量消耗在多大程度上与低效的飞行和游泳有关，以及在多大程度上与保持温暖有关的问题仍然存在。
“这里的问题是海鸠和鸬鹚散热的方式非常不同，”英国斯旺西大学的鸟类学家罗里·威尔逊说。“海鸠的羽毛里携带大量空气，从潜水中出来时是干燥的，而鸬鹚的羽毛会变得湿透，”他说。威尔逊补充说，鸬鹚实际上可能相当高效，但在本研究中似乎效率低下，因为它们正在消耗大量能量来应对寒风吹打其湿漉漉的身体。
其他人同意埃利奥特团队的观点。“很高兴能如此清楚地看到飞行是为提高潜水能力而牺牲的，”伊利诺伊州卡本代尔南伊利诺伊大学的鸟类学家詹姆斯·洛夫沃恩说。“现在我们真正需要的是一个明确考虑保持温暖成本的实验。”