[趣味物理]鸟巢的仿生学原理

概要： 筑巢不是鸟类特有的技能，但鸟类筑巢的工艺，在动物界却是无与伦比的。 地球上有8900多种鸟类。繁殖时少则产1卵，多则数10只。孵蛋所需的时间又因种类而异，从10几天到几个月不等。怎么能使这些鸟蛋在孵化中不致滚散，并且免受天敌的残害呢？筑巢！鸟巢是鸟类最安全可靠的“家”，雏鸟最温馨的摇篮。 不管哪种鸟，营建一个巢都是一件十分浩大而艰巨的“工程”，要付出含辛茹苦的劳动。燕子、麻雀、喜鹊是人们熟悉的“邻居”，它们常在人类住宅的屋檐下、庭院园林的枝头上筑巢。细心的鸟类学家做过精确的记录，一对灰喜鹊在筑巢的四五天内，共衔取巢材666次，其中枯枝253次，青叶154次，草根123次，牛、羊毛82次，泥团54次。一只美洲金翅雀的鸟巢，干重仅53.2克，但总计竟有753根巢材。 在城楼、寺庙等建筑物上营巢的楼燕，需要到远处的河泥滩上衔取小型螺，和入泥土、草棍、唾液等巢材，然后一点一点地堆砌成碗状的巢，足足需1周时间。它的近亲——金丝燕，唾液腺十分发达，能用纯粹唾

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    筑巢不是鸟类特有的技能，但鸟类筑巢的工艺，在动物界却是无与伦比的。

    地球上有8900多种鸟类。繁殖时少则产1卵，多则数10只。孵蛋所需的时间又因种类而异，从10几天到几个月不等。怎么能使这些鸟蛋在孵化中不致滚散，并且免受天敌的残害呢？筑巢！鸟巢是鸟类最安全可靠的“家”，雏鸟最温馨的摇篮。

    不管哪种鸟，营建一个巢都是一件十分浩大而艰巨的“工程”，要付出含辛茹苦的劳动。燕子、麻雀、喜鹊是人们熟悉的“邻居”，它们常在人类住宅的屋檐下、庭院园林的枝头上筑巢。细心的鸟类学家做过精确的记录，一对灰喜鹊在筑巢的四五天内，共衔取巢材666次，其中枯枝253次，青叶154次，草根123次，牛、羊毛82次，泥团54次。一只美洲金翅雀的鸟巢，干重仅53.2克，但总计竟有753根巢材。

    在城楼、寺庙等建筑物上营巢的楼燕，需要到远处的河泥滩上衔取小型螺，和入泥土、草棍、唾液等巢材，然后一点一点地堆砌成碗状的巢，足足需1周时间。它的近亲——金丝燕，唾液腺十分发达，能用纯粹唾液建巢，唾液一遇风吹立即凝结干固，从而筑成半透明的小碗状巢窝。这种巢窝加工之后，就是我国自古闻名于世的珍贵补品——燕窝。

    世界珍禽犀鸟选择高大树干上的天然洞穴为巢址，建造一个囹圄巢。一对伴侣通力合作，雄鸟频频衔来泥土，雌鸟坐在洞内，从胃里呕出大量粘液掺入泥团，用它把树洞封得严严实实的，仅在前方留一个能伸出嘴的洞。在整个孵育期间，雌鸟接受雄鸟的殷勤饲喂。

    生活在澳大利亚热带雨林中的园丁鸟，为了要建造一个漂亮的新居以招引配偶，雄鸟总要选一块既通风透光又有林间空地、食物和水源都比较丰富的幽静处所，随后到处去衔取长20~30厘米的树枝，在已清理干净的地面两侧，构筑两道密密实实的篱笆，中间作为过道；在过道的尽头还修建一个“跳舞场”，整个结构犹如一座小巧玲珑的庭院。更为有趣的是，它还到处搜集鲜艳夺目的物品，如鲜花、彩色羽毛等，陈列在跳舞场和篱笆上。鸟类学家观察到雄鸟每天要把枯萎了的花朵和浆果叼走，换上鲜花果，把“小庭院”装饰得五彩缤纷。 www.kgf8.com

    有许多鸟巢筑在十分隐蔽的地方，还加以伪装。柳莺就是天才的伪装师，它在地表的枯枝落叶层中，以树枝纤维及草茎编织成一个球形巢，再衔取大量苔藓和各种枝叶覆盖在外面，仅露出一个不规则的黑洞供亲鸟出入。还有一种“营巢不孵卵”的营冢鸟，它的巢筑在林间地底下。它先挖一个大深坑，坑内堆以大量树叶，垫上结实的土。这样，一层树叶一层土地堆积，直到建成直径3~4米、高1.5米的冢状大土堆，然后在冢顶挖个穴，将蛋埋于其中。孵蛋需要的温度由冢内树叶发酵供给。

    鸟类在繁殖期间所建造的用于藏卵和雏鸟的结构，可使产下的卵聚集一起，促进孵化；也可以保温以及保护亲鸟及雏、卵等不受天敌的伤害。

    低等类群筑巢简陋，有的仅在地表挖一浅坑，不加任何巢材，如企鹅、鸵鸟、金眶鴴、白额燕鸥等。有的只在土坑内敷少数干草茎，如黄脚三趾鹑、灰头麦鸡、毛腿沙鸡。雉鸡、鹤、和雁的地面巢比较复杂，它们利用草、叶、绒羽等柔软物质，有的还能编织成盘状巢。这些鸟类每窝产卵较多，卵的颜色有时与环境十分相似，雏鸟大多早成，出壳后很快就独立活动。

    一些水禽，如鸊鷉、秧鸡、董鸡和骨顶鸡，常弯折水面上的芦苇、蒲草等编织成盘状浮巢。

    一些猛禽和攀禽在树洞或岩缝中筑巢，如猫头鹰和啄木鸟等，它们的卵多为纯白色，雏鸟晚成性，孵卵期一般较长。

    大多数树栖鸟类在树杈间以枝条、草茎以及毛、羽等编成鸟巢，低等类群（如鸽）的巢最简陋，仅为少数枝条拼搭而成的浅盘；鹭、隼以及一些大型燕雀鸟类（如乌鸦）的巢以粗枝为主，混以泥土加固，内衬细枝、草茎、羽、毛等柔软物质，构成盆状巢。雏鸟均为晚成性。

    高等的燕雀鸟类善于编织精致的鸟巢，它们主要以细草茎、植物纤维等编成皿状、球状或长颈瓶状巢，有的用蜘蛛丝等将苔藓、兽毛等柔软物质缠绕加固，编成富有弹性的毡状巢。燕雀鸟类由于营巢巧妙而隐蔽，后代成活率高，每窝卵数较少，雏鸟晚成性。在鸟类进化的历史中，燕雀鸟类向不同的生态环境中适应辐射，形成多种生活方式和筑巢方式，可广泛地在地面、树洞、岩缝、水草、茎间、树杈上以及人类建筑物的窟窿里筑巢。 www.kgf8.com

    鸟类筑巢的作用

    筑巢是鸟类繁殖活动中的一个显著特点。鸟类的繁殖一般开始于筑巢活动而结束于幼鸟离巢。鸟巢在鸟的生殖和发育中的作用主要有以下四点。

    （1）鸟巢能防止卵滚散和使卵集成团堆状。保持卵成团堆状，对一次孵卵数较多的鸟类尤为重要，如果全窝卵都保持在亲鸟的身体下面，胚胎就可在亲鸟体温作用下进行发育。

    （2）鸟巢利于亲鸟喂养雏鸟和躲避敌害。由于很多鸟类能把巢筑在非常隐蔽的地方，再加上有些伪装，使鸟巢较难被天敌发现。还有些鸟充分利用它们的飞行优势，把巢筑在悬崖绝壁上或高高的树梢细枝杈间，使得各种天敌即使发现了它们的巢，也可望而不可及。

    （3）鸟巢能保持卵和雏鸟发育所需的最适温度。对于晚成鸟的雏鸟来说，在刚孵出的头几天，体温还不能恒定，很容易随着环境温度的变化而变化，因而需要亲鸟像孵卵时那样经常暖着它们，而鸟巢起着减缓热量散失的作用。如树洞巢高于环境温度 1℃～7 ℃。

    （4）筑巢行为利于鸟类繁殖行为的进行。鸟巢和鸟类的筑巢活动，对于已经配对的鸟类来说，是刺激它们的性生理活动的重要因素。特别是鸟类在开始建巢或在自己窝内时，由视觉和触觉等器官所发出的信号，通过脑的综合，能促进体内雌激素的加速分泌，从而使体内的卵细胞迅速成熟并且排出，使繁殖行为不至于中断。很多鸟类是认巢不认卵，它们一见到自己的巢就回去孵卵，即使把鸟巢中的卵换成玻璃球或石头子，有些鸟也全然不顾地照孵卵不误。但如果毁掉了它的巢窝，孵卵行为就立即终止。

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