很明显,这个问题是以我们人类的思维在发问。我们每个人在生活中都见过各种鸟类,都知道鸟通常都是站着或者蹲着睡觉,所以,我们的疑虑在于鸟为什么站着睡觉而不会从树枝上掉下来呢?
其实鸟类和人类一样,睡眠时全身肌肉都处于放松状态。不管是在,树枝,电线,屋檐下,树洞,鸟儿睡觉时都会处于半蹲或站立的睡姿。栖息在树上鸟类特殊的睡姿,源于它的身体构造,尤其脚部。原来,树栖鸟类的脚,有一个锁扣机关,长有屈肌和筋腱,脚爪天生像一对钩子,非常适合抓住树枝。当鸟全身放松蹲下睡觉时,肌肉处于放松状态。但是脚步肌肉很特别,哪怕脚步肌肉放松时,脚爪也是也是紧紧的扣住树枝,再加上自身身体的重量,会集中在脚部,让肌腱紧绷起来,双足会更加有力的握住树枝,可以让鸟鸟类在树枝上安心的睡觉,从而不会摔下来。
还有一点,鸟类为了适应环境,在进化过程中,鸟类的小脑非常发达。小脑有着调节视觉和运动的作用,对很好得保持平衡起到重要作用,使其在睡觉时保持平衡。同时也在长期得飞翔生活中练就了一身高超的平衡本领。这也是鸟类在树枝上睡觉不会摔下来的一个重要原因。
人和鸟都是双脚站立,但是人站立久了就要坐下来休息,睡觉是更是要躺着才能达到休息的效果,而鸟类的一生几乎都在站立中度过(除了飞行),它们只要是落在物体表面上,都需要站立,睡觉也不例外,甚至有些鸟还会单脚站立休息,比如火烈鸟。那么,你有没有想过,为什么鸟儿能够站着睡觉?而人却不行呢?带着这个疑问,我们来找一下答案。
睡觉是动物的一种生理现象,在人的一生中,睡眠的时间占了约1/3,可见睡眠对人的重要性。许多小伙伴肯定有过类似的经历:昨晚没睡好,今天在等车或者乘车的时候,站着就睡着了。当然,这个现象是非常的短暂的,因为站立睡觉,人是无法得到充足的休息的。那么,这是什么导致的呢?
人是直立行走的动物,在站立状态下,人的重心向下,身体的重量全部集中在腿部,这样整个腿部的关节以及肌肉都处于工作状态。根据科学的研究发现,人站立不动要比走路还要累,这是因为双足站立时,重力平均分摊到每条腿上,而行走时,人的重心总是会在一条腿上,此时另一条腿就能得到短暂的休息。
当然,不管是行走还是站立,人腿部的肌肉和关节都是处于受力的状态,而睡觉本身就是一种让全身的肌肉能够得到最大程度放松的方式,所以,站立时肌肉还在较高强度的工作,显然不符合人类休息的标准。从姿势上看,人只有躺在一个平面上,全身的肌肉才会放松,从而达到休息的目的(任何一种快速睡眠法的第一条就是全身放松)。
所以,人不是不能站立睡觉(困了什么姿势都能睡着),但是真正能够让人得到最大限度休息的就是躺着了。
这个问题要分三个部分来说:第一,鸟为什么要站着休息?第二,鸟类的哪些特征让它更能适应站立休息?第三,哪种站立方式下,鸟能够得到最大程度的休息?
01 鸟为什么要站着休息?
鸟类整天站着不会累吗?答案是肯定的,它们也会累,只不过,它们没有办法而已。首先,对于那些有巢的鸟类来说,它们跟我们人类一样等到夜晚回巢,就会趴在里面休息。而对于那些只有在繁殖期营巢的鸟类来说,它们的休息就基本靠站了。其次,站立休息对于鸟类来说是有利的,因为鸟类大都有天敌,而站立的状态能够让鸟类保持浅睡眠的状态,在遇到天敌时,它们能够及时的飞走。第三,大多数鸟类是在树上休息的,而它们的爪子适合抓握,所以,站立睡觉,不容易从树上掉下来。
因此,鸟类的生活习性、生态位决定了它们不得不站立休息。
02 鸟类的哪些特征让它更适应站立休息?
在开始我们说过,人在站立时,重心向下,全身的重量全部压在了双腿之上,这让人无法站立休息。而鸟类与人的结构有些不同,首先,鸟类是“长”的,而不是“高的”,它的重心是靠前的,这一点非常的重要,因为只要能够让向前的重心处于一个平衡的状态下,鸟就能站着不动了,而让重心平衡的方式,并不一定完全靠肌肉的支撑。鸟类就是如此,在休息时,鸟类的腿大都是弯曲的,这是趾间关节的上半部分向后,下半部分向前形成的一个姿势,这个姿势让鸟类的整个腿部呈“之”字形,让身体的重心后移处于中间的位置,这样鸟就不用担心站不稳了。
其次,鸟类爪子的抓握也是保证它稳定身体的方法,而关键的是鸟类的爪子在它腿部形成“之”的形状后,随着肌肉的松弛,爪子反而形成了抓握的姿势。这与我们人类的抓握完全相反,因为我们在抓东西时,手臂和手掌的肌肉是处于紧张状态的,而鸟类则是肌肉松弛,形成抓握。所以,鸟类在树枝上睡觉时,爪子牢牢的抓着树枝反而是肌肉最放松的状态。这一点类似于蝙蝠的倒挂,蝙蝠倒挂时,爪子的抓握也是不受力的,反而在松开时,肌肉才开始工作。
由此可见,双腿支撑睡觉的鸟类,在睡觉时,腿部是呈“之”形的,而这个形状类似于我们人类蹲下的动作,但不同的是它们的姿势不需要肌肉去保持,再加上鸟类的肌肉大都集中于大腿部,而大腿在这个姿势下是不受力的。所以,鸟类能够站在树枝上,完成休息。当然,这也是一个比较折中的办法,因为站着休息能够最大程度的躲避风险和生存,所以它们必须要有一套站立就能休息的方式。
03 哪种站立方式,鸟类能够得到最大程度的休息?
在开始我们就说过,鸟类站立休息,并不是只有双腿站立,还有单腿站立的鸟类,比如火烈鸟以及其他腿部修长的鸟类。这两种站立方式,对于不同的鸟类来说,能够得到休息的程度也是不一样的。
首先,对于双脚站立的动物来说,它们只要在腿部弯曲的状态下,腿部的热量消耗才是最小的(换言之就是最不受力),当它们直立其双腿来之后,腿部的热量消耗明显的增加。但是,有利就有弊,根据科学家们对孔雀不同站立姿势的研究发现,腿部弯曲休息虽然能够让腿部最为放松,但是在面对危险时,完全站立的姿势,更有利于它们迅速飞翔(参考:《生物学开放》20180115期关于孔雀温度调节机制的论文,下图为孔雀不同站立姿势的热成像)
其次,对于喜欢单腿站立休息的鸟类来说,它们必须在一条腿离地之后,另一条腿必须是垂直的,这种姿势下,鸟类的重心才会稳定(单腿站立,落地的腿直立),而且腿部热量消耗是最低的。而且根据科学家的观察发现,像火烈鸟这种喜欢单腿站立的鸟类,通常是把另一条腿放在羽毛下面的,而且在水中时,它们单腿站立的频率和时长明显的高于陆地上。因此,科学家认为:这样做有利于火烈鸟的温度保持(保暖)。毕竟修长的腿部,散热面积较大,少了一条腿之后,散热面积明显的减少,而且两条腿都在水中,热量的消耗也会增加。(参考:2009,Wiley-Liss)
但是,同样这种站立姿势也是有弊端的,那就是不如“蹲着”的姿势放松,不过,好在它们可以“倒腿”。
大多数的鸟类,除了繁殖期都不会在巢里休息,而是选择站在树上或者地面上休息,这样做极大地提高了鸟类面对威胁时的生存能力。于是同时,鸟类的骨骼也跟着做出了调整,它们骨骼的形态的改变来抵消了一大部分来自于身体向下的重力,而且毫不费力的抓握也能让它们更加的稳当。所以,对于大多数的鸟类来说,站立对于它们是最有利的,而为了站立时能够休息,它们也都找到了最好的方法。
不过,对于双脚站立休息的鸟类来说,它们弯曲的腿部虽然能够得到最大程度的休息,但是在面对危险时,不如直立站立来得更保险一些(总比躺着好得多),而对于单腿站立的鸟类来说,它们大都有较大的散热面积,所以为了保持体温,它们习惯了单腿,但是单腿弯曲已经无法支撑整个身体了,所以它们必须要挺直了腿部站立。
站着睡觉的时候不会从树上掉下来,其秘密在于它们的双脚上有一种类似衣服夹子的自动装置。当小鸟停在树枝上的时候,全身的重量会集中在肌腱上而使肌腱绷紧,它那象橡皮筋似的肌腱紧紧地将双足抽紧。当它的双脚要离开树枝起飞时,它就会先扑扇几下翅膀,使全身的重量不再压在肌腱上,只有这样它的双脚才能离开树枝。
很多人都认为,鸟巢是鸟的家,也是鸟儿睡觉的地方。但这种说法仅仅是想当然,没有一点科学根据。
另外,动物学家在观察鸟类生活习性时发现,许多鸟儿并不在鸟巢中过夜,就连狂风暴雨的时候也不到巢中藏身。例如野鸭和天鹅,夜晚时总把脖子弯曲着,将脑袋夹在翅膀之间,身体漂浮在水面上睡觉。而鹤、鹳、鹭等长脚鸟类,则喜欢站在地上睡觉。