蜂鸟如何飞过太小的间隙

许多鸟儿展翅翱翔，不受阻碍地在空中翱翔。然而，以水果、种子和花蜜为食的物种必须通过杂乱树叶中的微小间隙才能获得盛宴。为了穿过缝隙，许多鸟类会收起翅膀，将翅膀折叠得更靠近身体。然而，一些机动性最强的飞行员——蜂鸟——却失去了在手腕和肘部折叠翅膀的能力。美国加州大学伯克利分校 (UCB) 的马克·巴杰 (Marc Badger) 表示，“除非蜂鸟实施独特的策略来通过狭窄的孔径，否则它们可能无法进入小于一翼展宽度的间隙”。那么，异常敏捷、甚至可以向后飞行的飞行员如何适应他们赖以生存的杂乱环境呢?Badger 与 Kathryn McClain、Ashley Smiley、Jessica Ye 和 Robert Dudley(均来自 UCB)合作，着手探索安娜蜂鸟 ( Calypte anna ) 如何在无法折叠翅膀的情况下滑过微小的开口。该团队发表了他们的发现在《实验生物学杂志》中，鸟类使用两种独特的策略，使它们能够穿透仅半个翼展宽的间隙。

“我们建立了一个两侧的飞行场地，并想知道如何训练鸟类飞过分隔两侧的隔板上16 cm 2的间隙。然后，凯瑟琳想到了一个令人惊叹的想法，即使用交替奖励。”Badger 说道，并解释说，只有当鸟儿回到对面的喂食器时，团队才会在花形喂食器中重新注入一小口糖溶液，以鼓励翼展约为 12 厘米的鸟儿来回飞翔。然后，Badger、Smiley 和 Ye 用一系列较小的椭圆形和圆形孔径(高度、宽度和直径从 12 到 6 厘米不等)取代了间隙，供鸟儿进行谈判，同时他们用高速摄像机拍摄鸟儿的动作。然后，獾编写了一个计算机程序，有条不紊地跟踪每只鸟接近并通过每个孔时喙的位置，同时还定位鸟的翼尖，以计算它们通过时翅膀的位置。

令人印象深刻的是，蜂鸟使用了两种独特的策略来应对间隙。在第一种情况下，它们接近光圈，通常在光圈前面盘旋以首先对其进行评估，然后横向移动，用一个翅膀向前伸出，同时将第二个翅膀向后扫——几乎形成十字形——同时仍然拍动翅膀飞过光圈，然后向前旋转继续前进。在第二种策略中，它们将翅膀向后扫，将它们固定在身体上，然后像子弹一样先射穿喙，然后向前扫翅膀，并在安全穿过后重新开始拍动。

通过仔细研究这两种策略，研究小组发现，横向飞行的鸟类往往比先从喙嘴射出的鸟类飞行得更加谨慎和缓慢。而且，随着鸟儿在几次接近后对孔口越来越熟悉，它们似乎变得更加自信，迅速接近并放弃了更加谨慎的侧向接近，转而首先冲过喙。然而，最小的孔径——半个翼展宽——总是带来最大的困难，每只鸟都面朝前方快速穿过，翅膀向后固定——即使是第一次尝试——以避免碰撞。

因此，蜂鸟制定了策略，使它们能够穿透小于翼展的微小间隙，侧向选择使它们能够采取更谨慎的方法，当它们变得更大胆时，首先过渡到通过喙射击。研究小组指出，尽管约 8% 的鸟在穿过隔断时折断了翅膀，但只有一只经历了重大碰撞，即使如此，这只鸟也很快恢复过来，然后成功地重新尝试机动并继续飞行。