鸟类为何会进化出较高的体温?这样不会增加能量的消耗吗?

不同的动物体温有着较大的差异,比如变温动物的体温几乎没有固定值,它们会随环境温度的变化而变化,相比较变温动物,恒温动物的体温则始终维持在一个相对稳定的水平上,不过,不同的恒温动物体温依然有较大的区别,比如大象的体温平均在36℃左右,而兔子的平均体重则在39℃左右。

不过,在恒温动物中,哺乳动物的体温比鸟类平均要低一些,目前已知体温最高的鸟类是雨燕,它的体温可达44℃,除了雨燕,我们常见的大鹅、鸭、猫头鹰的平均体温在40-41℃之间,鸡、鸽子、麻雀等鸟类的体温要在41-13℃之间,从整体上看,鸟类的体温区间在38-44℃之间,比哺乳动物的均值要高很多。

但是,高体温往往意味着较高的新陈代谢速率,也就是较高的能量消耗,这是一个弊端,那么,为何鸟类会进化出较高的体温呢?我们一起来了解一下。

鸟类为何会进化出较高的体温?这样不会增加能量的消耗吗?

鸟类的高体温其实是被逼的

对于恒温动物来说,体温越高,能量消耗越大,科学的研究表明在30-40℃的区间内,体温每增加1℃,能量消耗就要增加0.5%,超过40℃后,每增加1℃,消耗会更大。

而从动物生存的角度来看,低能耗是有利于生存的,鳄鱼作为与恐龙共舞的动物,它能躲过白垩纪末期的大灭绝事件,其实就与低能耗有很大的关系,所以,从表面上看,体温高并不是件好事。

但是,有些东西不是你不想要就能不要的,高体温对于鸟就是如此,这不是鸟能选择的,因为它们要飞。众所周知,鸟类是部分有羽毛的恐龙进化而来的,而它们之所以能够躲过白垩纪的大灭绝,就是因为会飞且体型小。

体型小对能量的需求就小,但是要飞,可不是件简单的事,从目前已发现的化石来看,鸟类祖先在还没有进化成鸟之前,它们就有了高度分化的肺,这使得它们对氧气的利用率更高,同时骨骼的中空让身体更加的轻盈。

但是,仅仅靠这些还是不够的,因为鸟飞行时需要频繁的挥动翅膀,这是一个非常消耗能量的动作,能量的消耗会产生大量的热,此时就需要强大的排热系统,但是问题又出现了,为了飞,鸟全身被羽毛覆盖,散热能力是非常差的,如果身体过热,对于恒温动物来说,会出现致命的热衰竭。

那么,怎么办呢?唯一的办法就是让体温升高,因为体温升高后,大量的热用来维持较高的体温了,此时没有羽毛覆盖的腿部、口鼻眼周围散热就与剩余的热量形成了一个平衡。

说到这,肯定有人会说:不会飞的鸟体温也不低啊,比如鸵鸟的正常体温就在39.5-40.5℃之间。这是事实,不过,不要忽略了一点,不会飞的鸟是鸟出现之后演化出来的,而不是鸟出现的同时演化出来的,而且不会飞的鸟,大多数需要较快的奔跑速度,奔跑速度快本身也会产生大量的热,就像陆地上的速度之王猎豹,它们的极限速度在110-120公里每小时左右,但是这个速度只能维持几十秒,一旦时间过长,身体散热跟不上,器官就会受到很大的影响。

当然,也有例外,比如企鹅的体温大约在37℃左右,这是在较低的环境下演化出来的,因为在极端的环境下,天敌相对较少,维持高体温需要更多的能量。因此,鸟类的整体体温比较高,其实是飞行高热量产出不得已而为之的,换句话说,那些早期较低体温的鸟,根本就飞不快,容易被淘汰。

体温较高的好处

鸟类为何会进化出较高的体温?这样不会增加能量的消耗吗?

一种性状能够被一个大的类群保留下来必然是利大于弊的,鸟类的高体温也是如此,高体温固然意味着高消耗,但是它也是有好处的。

那就是对病毒的灭杀和抑制能力。会飞的动物往往会突破地理隔离,举个例子,大多数陆地动物会被一座高山、一条大河给阻挡住脚步,这就会与山另一边或者河对岸的动物产生地理隔离。但是,鸟可以无视它们,这导致了鸟几乎可以去任何地方,此时一个问题出现了,去的环境越多,接触到各类病毒的机会就越多。

众所周知,动物在感染病毒时会发烧,这是身体免疫力最明显的反应,因为高温下许多病毒会被杀死,而大多数病毒是无法在40℃的环境中长时间生存的,于是,鸟高体温的第一个好处就出现了,可以让许多进入到体内的病毒失活或者被抑制,从而更好的生存。

最后

想要飞是需要付出代价的,我们看哺乳动物中的蝙蝠,它作为唯一一种真正会飞的哺乳动物,为了飞,它甚至进化出了两套温度系统,一套是休息时的37℃,一套是晚上飞行时的40℃系统,在两种状态下,它都是在维持一个体温。

当然,正是较高的体温和强大的基因修复能力,让蝙蝠有了与许多病毒共存的恐怖实力。最后,还是那句话,鸟类的高体温不是自主选择,而是它们在进化的过程中必须的。

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