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信息來(lái)源于@JING-AN、BirdForum、physics、Newscientist、BBC、Journal of Experimental Biology。
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這個(gè)世界上的大部分東西都讓我非常詫異,就是那種“原理雖然解釋得清楚,我聽(tīng)了也大概能理解,但就是覺(jué)得非常神奇”的感覺(jué)。
比如我現(xiàn)在在用電腦打字,就別說(shuō)電腦是怎么拼湊出來(lái)的,我能坐在這里就非常奇怪了,我是怎么看到東西的?我是怎么操控我的手指的?我怎么知道我要說(shuō)什么?你能理解這種感覺(jué)嗎?
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人類(lèi)的存在本身已經(jīng)足夠難以理解了,居然還能實(shí)現(xiàn)這么多功能?然而自然界的動(dòng)物們還能有很多更離譜、近乎超能力的設(shè)定,比如飛行能力。
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部分飛行能力相當(dāng)出眾的鳥(niǎo)類(lèi)是可以做到在空中懸停的,比紅隼等猛禽、部分海鳥(niǎo)、蜂鳥(niǎo)和翠鳥(niǎo)。基本上它們的核心目的是為了更精準(zhǔn)、更有效地定位和捕捉食物。隨著人類(lèi)的拍攝設(shè)備的進(jìn)步和跟野生動(dòng)物的距離越來(lái)越近的原因,鳥(niǎo)類(lèi)懸停畫(huà)面就更經(jīng)常地被人類(lèi)目擊到。
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比如2026年1月26日,博主“@JING-AN”在發(fā)布了一則定位在河北省滄州市的視頻,畫(huà)面內(nèi)的內(nèi)容是某條國(guó)道上一只紅隼懸停于道路上方的場(chǎng)景。不過(guò)畫(huà)面里有個(gè)大招牌寫(xiě)著“采油四廠作業(yè)三區(qū)”,據(jù)我所知,采油四廠應(yīng)該是位于河北省廊坊市,其辦公地址和主要生產(chǎn)區(qū)域集中在廊坊市境內(nèi),不知道是定位錯(cuò)誤還是咋的,無(wú)所謂啊!反正距離吧不遠(yuǎn),而且確實(shí)都有紅隼分布。
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視頻中的紅隼時(shí)不時(shí)撲打翅膀,保持著自己的位置,居然就在原地懸停了下來(lái)!從下方瘋狂搖曳的蘆葦就可以看出此時(shí)風(fēng)力很大,但這只紅隼卻似乎毫不在意,它低頭看著下方的蘆葦叢,估計(jì)是在尋找獵物。
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這種能力當(dāng)然是非常厲害的,不少網(wǎng)友由衷地發(fā)出了感嘆,表示這個(gè)視頻展示了極致生物工程動(dòng)力學(xué)!
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但令我意外的是,大部分評(píng)論居然都在談?wù)擈唑眩@些網(wǎng)友表示蜻蜓才是世界上最完美的飛行器,可是視頻里沒(méi)有一秒出現(xiàn)跟蜻蜓相關(guān)的畫(huà)面,不知道為什么突然就一大群人來(lái)“斗獸”了?而且我覺(jué)得兩者的情況是不同,不能靠著印象突然進(jìn)行對(duì)比。
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蜻蜓的飛行能力當(dāng)然是非常重要的,但這個(gè)視頻主角是紅隼,咱們先來(lái)聊聊隼物種的飛行能力。
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澳大利亞墨爾本皇家理工大學(xué)的鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)家阿卜杜勒加尼·穆罕默德及其團(tuán)隊(duì)花了5年的時(shí)間去觀察隼的飛行運(yùn)動(dòng)模式和對(duì)湍流的反應(yīng),他們正是想要了解清楚隼物種的懸停行為是如何做到的。他們給幾只隼佩戴了52個(gè)反光標(biāo)記,以便拍攝它們的動(dòng)作,從而創(chuàng)建與計(jì)算機(jī)生成圖像相同的3D模型。
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最終在2024年,該團(tuán)隊(duì)將研究結(jié)果發(fā)布到了《實(shí)驗(yàn)生物學(xué)雜志》上。
隼在空中懸停時(shí)可以保持位置不變,即使在湍流條件下也能保持懸停穩(wěn)定性!這是非常復(fù)雜的行為,需要鳥(niǎo)類(lèi)在保持平衡的同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。
你可能想不到,它們的能力居然首先依賴(lài)高度特化的視覺(jué)!在視覺(jué)感知中,近處物體與遠(yuǎn)處物體之間存在差異,這種運(yùn)動(dòng)視差效應(yīng)提供了數(shù)據(jù),使得隼能夠?qū)崟r(shí)反饋其穩(wěn)定性,使其能夠糾正偏離預(yù)定軌道的任何偏差。
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除了依靠視覺(jué),它們還依靠其精密的聽(tīng)覺(jué)前庭系統(tǒng)來(lái)幫忙保持平衡,位于內(nèi)耳的前庭系統(tǒng)能夠感知方向和姿勢(shì)的變化,然后向大腦發(fā)送信號(hào),幫助協(xié)調(diào)肌肉反應(yīng)。這個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)精細(xì)調(diào)整,即使是最微小的偏離水平飛行的情況也能被檢測(cè)到,并觸發(fā)翅膀肌肉的調(diào)整。
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鳥(niǎo)類(lèi)的翅膀形態(tài)也對(duì)其懸停能力起著至關(guān)重要的作用,隼翅膀的形狀和靈活性允許它們巧妙地伸展和收縮肘部,對(duì)角度和表面積進(jìn)行細(xì)微調(diào)整,這對(duì)于控制升力和阻力至關(guān)重要。隼巧妙地伸展和收縮肘部。
懸停時(shí),尾羽起到舵的作用,提供額外的穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性。
通過(guò)這些技巧隼就能借助上升氣流將自己“定格”在空中。
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懸停是為了狩獵,一旦鎖定獵物,它們能從懸停狀態(tài)瞬間轉(zhuǎn)入俯沖,速度據(jù)信可以超過(guò)每小時(shí)200公里!不僅如此,它還擁有完成長(zhǎng)途遷徙的耐力,紅腳隼的數(shù)據(jù)顯示,它們能持續(xù)飛行7天,完成超過(guò)1400公里的旅程,平均時(shí)速約為32公里,最快時(shí)可達(dá)48公里。
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蜻蜓的飛行能力堪稱(chēng)奇跡,論速度來(lái)說(shuō),它們的最高飛行速度可達(dá)每小時(shí)36~54公里,好像還好,但綜合飛行距離、飛行高度等數(shù)據(jù),它們絕對(duì)是昆蟲(chóng)界飛行能力最強(qiáng)的,沒(méi)有之一。
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飛行速度也許一般,但是它們的飛行技巧非常離譜。它們可以向上、向下、向后、向前、向左、向右飛行,當(dāng)然也能懸停在空中。這都得感謝它們精妙的雙翼結(jié)構(gòu),每個(gè)翅膀都能獨(dú)立活動(dòng),使其能從各個(gè)方向飛行。
看著雖然薄薄的,但是它們的翅膀既強(qiáng)韌又富有彈性,可以用來(lái)破風(fēng),也可以進(jìn)行彎曲,即使在最強(qiáng)勁的逆風(fēng)中也能保持懸停。每只翅膀的前緣都有一個(gè)“翅痣”,就像一個(gè)配重,有助于在飛行中穩(wěn)定翅膀。這個(gè)配重可以防止超薄的翅膀振動(dòng),從而避免影響蜻蜓快速滑翔的能力。
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此外,翅膀最強(qiáng)壯的部分是位于前緣的一條翅脈,它使蜻蜓能夠在飛行中劃破空氣。
設(shè)備好也得能操作。它們的翅膀基部的肌肉能精細(xì)的控制翅膀的形狀和角度,使每片翅膀都可以執(zhí)行不同的動(dòng)作,甚至使用不同的方式產(chǎn)生推力。
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《皇家學(xué)會(huì)界面雜志》上的一篇研究發(fā)現(xiàn),蜻蜓倒飛的時(shí)候會(huì)像直升機(jī)一樣將身體向上傾斜,利用翅膀向后拉動(dòng),其力度與向前推進(jìn)時(shí)相同,而且它們倒飛消耗的能量與向前飛行時(shí)是一樣的。
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評(píng)論區(qū)如火如荼的進(jìn)行著“飛行能力戰(zhàn)力比拼”,而我終于是找到了比較客觀的網(wǎng)友的留下的評(píng)論。
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雖然我也不完全贊同這兩個(gè)網(wǎng)友的觀點(diǎn),但我也是覺(jué)得不能簡(jiǎn)單說(shuō)隼和蜻蜓誰(shuí)更厲害,兩者是反向是不同的。
隼和蜻蜓其實(shí)都是撲翼飛行生物,但它們代表了自然界飛行進(jìn)化的兩個(gè)截然不同的高峰,隼重在整體控制,而蜻蜓則重在結(jié)構(gòu)機(jī)制。人類(lèi)科技去學(xué)習(xí)兩者的時(shí)候,從隼那邊學(xué)習(xí)的是實(shí)時(shí)、自適應(yīng)的姿態(tài)控制邏輯,從蜻蜓這邊學(xué)習(xí)的是高效輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)機(jī)制。
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我上面分段講兩者的時(shí)候,其實(shí)就能看出隼的側(cè)重是如何更有效的控制自己的翅膀,蜻蜓則更像是“機(jī)制怪”,它本身翅膀上就有很多超強(qiáng)的設(shè)計(jì)。
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所以我就感覺(jué)兩者側(cè)重點(diǎn)壓根不同,不能這么簡(jiǎn)單對(duì)比,而且它們的數(shù)據(jù)差異也很大。
寫(xiě)這篇文章讓我回到了高中寫(xiě)議論文時(shí)候的感覺(jué)。
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