在鳥類中，大雁、天鵝、禿鷲都是能翱翔在8000米高空的鳥兒。在海拔3000米的青藏高原，含氧量只有平原地區的50-60%，而到了珠峰高度，含氧量只有地面的25%。 大氣壓力隨著海拔的升高而降低，所以當人們登上高原和高山時，因為過于稀薄的空氣，會讓我們受到高原癥和高山癥的折磨。 人們乘坐的飛機，也都要配置加壓艙才能保證乘客安全。一旦加壓艙出現失控，那么在機艙的乘客就會在不知不覺中進入休克狀態，產生昏厥，后果不堪設想。
想一想與天空為伴的鳥類，即使在近萬米的高空，卻依舊“舉重若輕”一般能連續飛行數十個小時。 鳥類能完美適應稀薄的空氣，在飛行如此消耗能量的情況下，依舊能保證自身氧氣供給，這一切都要歸功于鳥兒卓越的呼吸系統：雙重呼吸(dual respiration)。 鳥類的雙重呼吸系統是如何幫助它們抵抗稀薄的空氣的？在空氣稀薄的高空，鳥兒的氣囊是如何協助飛行的？雙重呼吸系統對鳥類來說，究竟有多大的意義？為了這一身的飛行本領，鳥兒犧牲了什么？
今天小編就帶各位走進：鳥類強大的飛行系統背后的奧秘。
鳥類活動高度是多少？從枝頭到珠峰，跨越1萬米在介紹鳥類的呼吸系統對鳥的意義之前，我們要先了解一些冷門的知識。在平常的生活中，我們看到的鳥類（不包括家禽），最常見的活躍地點是枝頭或低空200米左右，城市中的鳥類以文鳥科、鴉科和燕科為主，這三科的代表鳥類分別是麻雀、喜鵲和燕子。
我們來看一下這幾種鳥兒的正常飛行高度：
在這些所有城市中幾乎都隨處可見的鳥兒中，燕子的飛行技巧是最卓越的，無論是高空翱翔還是超低空滑翔，都不在話下。而喜鵲就顯得笨拙一些，但是它們依靠靈活的跳躍能力能完美適應樹枝間的生活，在樹林間自由穿梭彌補了它們飛行能力的不足。
城市中的鳥兒往往不需要具備太高超的飛行拔高能力。可是反觀野外的中大型鳥類，它們也許不具備小型鳥的靈活，但論飛行時間和高度來說，個個可都是【王牌飛行員】。 我們先了解一下這幾位【飛行能手】： 1.大天鵝（Cygnus cygnu）。飛行高度記錄：9144米。遷徙總里程2000-5000公里，遷徙時間1個月左右，晚上遷徙，每晚飛行距離超過250公里。
2.黑白兀鷲（Gyps rueppellii）。目前人類已知的最高空發現的鳥類沒有之一。這種生活在非洲中南部的巨型鳥類，借助地面的熱氣流普遍盤旋在6000米左右高空覓食（這個距離和盤旋在三四十米處的麻雀比起來已經是不可思議了）。黑白兀鷲打破飛行高度記錄是因為在1973年，一架飛行在11000米高空的飛機就撞上了一只黑白兀鷲。
3.高山兀鷲（Gyps himalayensis）。和黑白兀鷲一樣，借助熱氣流上升到6000米高空盤旋覓食，飛行高度和它的表親黑白兀鷲相比稍顯遜色，但依舊能達到9000米的高空，飛越珠峰。
4.斑頭雁（Anser indicus）。斑頭雁之所以上榜，是因為它可以說是在遷徙過程中最辛苦的鳥類之一。斑頭雁每年的遷徙，要從中亞、蒙古和克什米爾等地起飛，前往印度、巴基斯坦和緬甸等地越冬。它們的遷徙往往也會穿越珠峰，登山愛好者們在珠峰頂也可以發現這種成群結隊的大雁。科學家根據GPS定位斑頭雁的研究顯示：斑頭雁持續飛行能力超過17小時，全世界飛行時間最長的航班才不過19個小時。
論飛行高度和持續能力，雁形目和隼形目的鳥類一直都是冠軍的有力競爭者。接下來我們就走進這些王牌飛行員的身體結構，來看看它們為了飛行，身體都有哪些特征。 搏擊長空的鳥兒：除了身體外部結構，還有什么特點鳥兒之所以能成為天空的領主，從根本原因上不外乎兩點：體外條件和體內條件。說起來很懵懂，我們把這兩個條件拆解一下：
這兩個條件，再來拆解一下，我們簡單介紹。
鳥兒飛天，必要條件有以下4點必要條件，缺一不可：
在這里，小編幫大家整理了一下不同鳥類的翼展俯視圖，讓大家通過鳥兒翅膀的區別，來觀察鳥類對飛行是如何把控的。
從翅膀特點，我們基本上就能分辨不同鳥類的靈活程度了，例如：短翅膀開翼梢的烏鴉，空中動作注定非常靈敏，但是飛行速度一定比不上尖翼梢的獵隼和海鷗。諸如此類的對比，大家都可以根據不同的鳥類外形去做判斷（比如現在你就知道了為什么麻雀如此靈活了：它們是短翅膀開翼梢。你也知道了為什么飛行冠軍是軍艦鳥了，因為它們的超長翼展 尖翼梢讓它們注定屬于天空。當然這也與體型有關，我們再這里不做深入討論。）
但是，重點來了：這一切的體外條件，都只是這些鳥征服天空的原因之一。“沒有強大的軟件支持，再尖端的硬件設備也無濟于事”。 在萬米高空，空氣稀薄，如果給人類一雙翅膀即使飛上天，也難逃缺氧休克。在飛行這種如此高能量消耗的運動下，鳥兒是如何保證自己的氧氣供給的：接下來我們正式了解一下鳥類那強大的【雙重呼吸】系統。
強大的雙重呼吸系統是怎么回事？探秘“氣體無障礙流動”的鳥類呼吸現在各位把自己的手放在腹部，感受自己一股一股的呼吸。你感受到的，就是大多數哺乳動物的呼吸方式：通過肺部的壓縮和舒展來達到換氣的目的。如果不容易理解：那么你可以理解成過去農村抽拉式的鼓風機：一抽一拉的過程，才算完成一次完整的換氣。
實際上人的呼吸是單一通道的氣體雙向流動，但是反觀鳥類的呼吸：它們的呼吸道除了氣管呼氣和吸氣共用以外，實現了真正意義上“氣體單向通道”。這件事聽起來不可思議，我們通過鳥類呼吸氣體流通圖來了解一下。
我們通過對鳥類的解剖，發現鳥類的肺部結構和哺乳動物完全不一樣：鳥類的肺部不是由肺泡組成的死胡同，而是雙向開口的蜂窩狀管道。這讓鳥類的呼吸有兩個特點：
上一段說明了鳥類的呼吸特點，我們現在開始介紹鳥類的雙重呼吸。
所以鳥兒有一個神奇的特點：不論是呼氣還是吸氣，通過氣囊的作用肺部做了兩次氣體交換。 氣囊是鳥類進行雙重呼吸的重要器官。在飛翔時由于鳥的胸肌處于緊繃狀態，不能像靜止時一樣通過肋骨的松弛緊繃來控制氣體進入，所以鳥兒飛翔時候的呼吸，全部都是有【氣囊】在掌握。
與之對應的就是鳥兒飛翔時候拍打翅膀的動作：
鳥兒的雙重呼吸可以解釋這個問題：那就是為什么鳥類不會有高山反應。因為在空氣稀薄的高空，鳥兒的雙重呼吸作用能讓鳥類最大限度地利用空氣中的氧氣，通過翅膀的上舉和下降頻率來加快或減少進氣量。這是鳥兒高空翱翔的第一個秘密武器。
和雙重呼吸密不可分的，是氣囊。氣囊是鳥兒翱翔高空的第二個秘密武器：這絕不僅僅是因為氣囊幫助呼吸。 氣囊對于高空翱翔的鳥兒來說，還有一個不能忽視的作用：增加浮力。在高空空氣稀薄的環境下，鳥兒翅膀提供的提升力會下降，而這時候充滿空氣的氣囊，從另一個方面減小了鳥兒本身的整體密度，讓它們不至于因為浮力不足而下墜。
提取一下這一段的關鍵信息：雙重呼吸讓鳥兒最大限度利用空氣中的氧氣來供體內消耗，氣囊的存在讓鳥兒在稀薄的空氣中也有足夠的浮力。 可是我們要承認這樣一個事實：上天賜予了鳥類搏擊長空的能力，但同時也剝奪了鳥兒的一些其他功能。 為了適應高空，鳥兒犧牲了什么？大自然是公平的，它賦予了鳥兒對天空的掌握力，但這也讓鳥兒不得不做出一定的犧牲。而這個犧牲，是致命的：那就是鳥兒的生存能力極低。 這個生存能力并不是指的“覓食”技巧，而是“對抗能力”。在自然界中天敵簡直是無處不在，除了隼形目下的猛禽外，幾乎所有的鳥兒對傷害的抵抗能力都為負分。
這主要體現在兩點：
會飛的鳥兒雖然不太容易受到攻擊，但是一旦受到攻擊往往就是致命的：哪怕是骨折不能直接致命，也會因為無法起飛被小型哺乳動物等天敵消滅掉。 在野外，經常有受傷的鳥類墜落，這些墜落的鳥兒，只有不到百分之一能得到及時的救助。 所以他們獲得了飛行能力，但有一副脆弱的身體。
“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”，也許在鳥類的眼里，只有天空才是真正的家鄉，脆弱的身體下，掩藏不住一顆飛翔的心。 和遠方比起來，身上的傷又算什么呢。 |
