M Z
天津市民族中学开展学校科普日活动，旨在大力弘扬教育家精神，实施“双驱引领”下的科学教育。通过广泛传播科学知识、弘扬科学精神，激发学生崇尚科学、探索未知的兴趣，营造讲科学、爱科学、学科学、用科学的氛围。
学校将在科普日面向全校师生推广科普知识。学生和家长通过关注学校微信公众号，可以了解学校在每期科普日推送的科普内容或活动。在后续的科普日活动中，学校还将组织学生开展现场活动，助力学生科学思维的发展和科学探究能力的提升。
本期科普日由学校生物学科张皓老师讲述鸟类飞行的奥秘。
鸟类飞行的奥秘
鸟类，那些能够自由翱翔天际的生灵。自古以来，无数人都梦想着能像鸟类一样飞上蓝天。有些鸟类能在南、北半球之间迁飞往返，甚至有些鸟能飞越珠穆朗玛峰！它们为何能拥有如此强大的飞行能力呢？你可能会回答：因为鸟类有翅膀。那么，为什么人类即使双臂装上人工翅膀，也无法像鸟类一样飞翔呢？让我们来了解下鸟类身体结构中有哪些特点。
鸟类的外形（人教版七年级生物）
如果你将纸飞机折叠后扔向空中，你会感受到飞机形状的改变减少了空气阻力，这与鸟的外形有相似之处。这种两端尖而中间大的形态被称为流线型，能减少空气阻力。
除了流线型外形，鸟类还有哪些特点有助于飞行呢？鸟类的前肢演变成翼和羽毛，体表覆盖的羽毛既能保温又能保护身体。前肢变成翼，适合扇动空气。
鸟类羽毛（人教版七年级生物）
你可能会想，鸟类最发达的肌肉在哪里？你可能会说是胸肌。没错，发达的胸肌能够牵动双翼，利于飞行。附着胸肌的胸骨又大又薄，称为龙骨突，它不仅能提供足够的附着点，而且轻便，不会增加鸟类自身的重量。
鸟类肌肉（人教版七年级生物）
人类的骨骼约占体重的18%，而鸟类的骨骼仅约占体重的5%～6%，非常轻盈。鸟类的骨骼轻、薄、中空且坚固，这些特征减轻了鸟类的体重。此外，鸟类没有牙齿，而是使用坚硬的喙取食。
鸟类骨骼（人教版七年级生物）
鸟类食量巨大，消化能力强，吸收快，不储存粪便，这减轻了飞行时的负担，同时提供了足够的能量。鸟类在空中飞行时需要的氧气量很大，大约是静止时的20多倍。那么，鸟类的呼吸系统有什么特点来满足如此高的氧气需求呢？鸟类的身体里有发达的气囊，这些气囊与肺相通，分布在内脏器官之间，有的甚至延伸到骨骼的空腔中。双重呼吸是鸟类独有的特点，即呼吸一次，氧气两次经过肺部，进行两次气体交换。鸟类的心跳频率快，体温高且恒定。恒定的体温增强了动物对环境的适应能力，扩大了动物的分布范围。
三种常见的鸟类
麻雀、野鸽子和喜鹊，是我们常见的三种鸟。麻雀体型小巧，翅膀短而圆，适合快速灵活地飞行。它们在城市和乡村环境中都能生存，善于利用人造结构筑巢，如建筑物的缝隙和屋檐下。麻雀的飞行速度相对较慢，大约为每小时40公里左右，但它们能在空中灵活地避开障碍物，捕食昆虫，指挥群体飞行。麻雀通常喜欢集体飞行，这种现象被称为“小队飞行”，在小队飞行时，麻雀之间会通过高频率的叫声进行交流。麻雀的飞行能力已被科学家们证实，它们可以飞越较远的距离以及避开各种障碍物。此外，麻雀有时候会表现出类似于“自动驾驶”的行为，尤其是在顺风飞行时。
麻雀（学习强国）
野鸽子，是一种中等体型的鸟类，其羽毛呈石板灰色，具有金属光泽。雄性和雌性的羽色相似，但雌性通常羽色较暗。野鸽子体型丰满，翅膀长而有力，这使得它们能够进行快速而有力的飞行。它们主要以植物种子和农作物为食，具有强大的飞行肌肉，尤其是胸肌，这使得它们能够进行长距离的飞行。野鸽子的飞行姿态与家鸽相似，但速度更快。它们通常成群活动，飞行时快速而有力，飞行高度较低。野鸽子具有很强的适应性，能在多种环境中生存，包括城市环境。
野鸽子（学习强国）
喜鹊的飞行能力十分出色，它们能够在空中进行快速而持久的飞行。在飞行时，喜鹊的身体和尾部几乎保持一直线，尾巴稍微张开，两翅鼓动相对缓慢而有力。这种飞行方式使得喜鹊能够在空中进行灵活的机动，便于突然改变方向或进行急停。喜鹊的飞行速度虽然不是特别快，但它们的长翅膀和强壮的肌肉使它们能够进行长距离的飞行。此外，喜鹊在飞行中常常伴随着它们特有的叫声，这种叫声在群体中起到沟通的作用，表明喜鹊是一种社会性很强的鸟类。喜鹊的飞行习性使它们能够在开阔地带如农田、草地和林地中有效地觅食和巡视领地。
喜鹊（学习强国）
为什么有些鸟类不会飞？
鸟类因为会飞翔而区别于其他现生脊椎动物，不过见过鸵鸟的人都知道，并不是所有的鸟类都会飞。那么，为什么有些鸟类不会飞了呢？远古时期是不是也存在不会飞的鸟类呢？其实飞行虽然给鸟类生活带来了巨大的便利，但是同样也十分耗费体能，因此一旦鸟类的生存压力减小以后，它们很容易因“偷懒”而不想飞行。从已知的化石记录来看，早在白垩纪的晚期，就已经出现一些失去了飞行能力的鸟类。只是到了距今6500万年后的新生代，当传统意义的恐龙完全消失之后，地球上才出现了许多体形巨大、完全失去飞行能力的鸟类。
5000万～4000万年前，鸟类是当时陆地上最强大的食肉动物。这一时期，大型的哺乳动物多是吃植物的，吃肉的哺乳类与这些大型的鸟类相比，还显得太小。当时称霸陆地的鸟类一般翅膀极度退化，毫无飞行能力，但双腿发达，能快速追捕猎物，通常长着大头，还长有可怕的喙。
这些令人恐怖的鸟类化石多半发现于欧洲和美洲地区，如加斯顿鸟。不过从20世纪80年代开始，中国河南也出土了一种大型肉食性鸟类的化石骨骼。科学家根据产地把它命名为中原鸟，年代约为距今5000万年前。这意味着古老的中国大地上也曾经漫步着一些凶猛的大型鸟类。
不过，不会飞的鸟类也不都是凶猛的猎食者，有些巨型鸟类其实很温和。会飞和不会飞其实都是一种适应，但有一点似乎是肯定的，一旦鸟类的飞行器官退化了，想要再飞起来就几乎没有可能了。
现在，你是否理解了鸟类能够飞上蓝天的奥秘？早期人类模仿鸟类飞行的失败，主要是因为缺乏对空气动力学的基本认知。随着固定翼飞行技术的发展，人类逐步建立了空气动力学理论体系，在理论的指导下，人类研究鸟类飞行，获得了许多设计灵感，为飞行器性能的提升做出了重要贡献。生物的身体特征与其生活息息相关。希望同学们在今后的学习生活中，继续通过观察生活，认真思考，获得更多知识。
科普知识问答
“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”，诗中写的动物属于？
01
02
鸟最发达的肌肉是?
鸟飞行需要消耗大量的能量，哪些结构与提供能量有关系？
03
04
鸟类有哪些适应飞行生活的特点？
假如自然界中没有鸟，我们的生活将会是怎样的情形？
05
加强科学教育 提升科学素养
撰稿人：张皓
核稿人：沈建伟 关雪岩 律莉
排版制作：魏佳
领导审核：刘芃 刘和葵
