候鳥知道怎樣找到遷徒的方向

1492年10月7日

船員們遠遠望見地平線上出現了陸地

而實際上水手又一次被海上幻景給欺騙了

這一天

船隊的上空出現了一大群鳥兒

紛紛朝著西南偏西方向飛行

這群鳥從北美東部向西印度做秋季遷徒

哥倫布在航海日記上寫下:

一整個晚上都能聽到海鳥飛過

哥倫布認為

船隊最好能跟蹤鳥群遷徒的路線

而不要完全依靠自己的海圖

哥倫布早早就知道在一張1439年繪製的航海地圖上記錄著這則故事 -

葡萄牙探險家Diogo de Silves

在1427年一次航行中

跟隨海鳥改變航向

因而發現了亞速爾群島Acores

在歷史的轉折點上

當晚他也同樣依着海鳥適當地改變了航向

1492年10月12日星期五

凌晨2點鐘

航行在船隊最前方的平塔號

在船舷上一位眼光銳利的水手胡安德特里安納

發現右前方西邊地平線

有一石灰色懸崖似的景物

若隱若現沐浴在灰色的月光中

他激動地大聲喊起來

陸地! 陸地!

接下來的故事大家都已經知曉

後來19世紀美國一本鳥類書籍記載

哥倫布聽見的鳴叫聲

應該是來自極北杓鷸(Eskimo curlew , Numenius borealis)及它的流浪伙伴金斑鴴

候鳥觀察日落日出的方位

懂得沿山脈的南北走向飛行

還能探查到無形的地球磁場

自幼待在巢穴中仰視夜空

搜尋始終不變位置的北極星

將有關星空的知識納入DNA

太陽星星月亮和地球在腦中成為指向星圖

確定南去的方向

甚至諾亞在滔滔洪水中為了尋找陸地

從方舟放飛一隻鴿子時

鳥類就已具有如此本領

傳說布農畫曆記載著一棵樹

布農族曾經擁有文字

傳說古早在一場大洪水中

有兄弟帶著先人留下的寶物避難

哥哥負責保管的文字竟在洪水中流失

從此便失去了文字

1937年一位族人在南投家中發現的一塊木雕畫曆

記載著農事、出獵等事

雖然失去文字布農族卻擁有了其他民族所沒有的畫曆

這就是布農畫曆的內容

Tama(爸爸)交待大家
這個月的第五天要開始收割小米了

Cina(媽媽)接下來說 :
要記得把芋頭拿出來放在竹籠上曬太陽

然後全家要一起拿鋤頭去墾地

族人慶祝豐收殺一隻肥豬

第23天可以進山打獵

出發前若是看見鳥由右向左飛表示好兆頭

這幾天也是釀酒的日子

等到一切就緒就是mabilau祭的到來

這時候男子們要搬qainunan樹放在自家屋項

才可稱為是布農族的真正男人 sininlian  tu  bunu

南庄的賽夏族在pasta’ay祭(矮靈祭)第三天上午送神時

要舉行mari’ ka Sibok的rinraw（祈福）儀式

Sibok就是布農族口中的qainunan樹

其實在台灣過著游耕焚墾生活的原住民部落中

這是非常重要的植物

賽德克族稱為sbeyug

泰雅族稱為I-bu

並用這棵樹來稱呼小朋友

期盼年輕的生命要像它一樣

在惡劣貧瘠的環境下可以成長、茁壯繁衍眾多

族人開墾一塊土地耕作三年

等地力衰退後立即種下qainunan

qainunan的根部發達與固氮菌共生形成根瘤

因此維繫了土地有足夠的氮來源

此種共生關係使得那些經自然作用或人類活動過的地方

qainunan作為先鋒植物並為其他植物進駐做準備

族人從經驗中了解將腐朽的qainunan及鬆土混合起來就是最好的有機肥

土壤就可以變得肥沃10～15年後得以再度耕作

在漢人的歷史中

一千多年前杜甫就為qainunan樹寫過詩

知道此樹溪邊常見

三年即大十畝陰涼

   {憑何十一少府邕覓榿木栽}

草堂塹西無樹林，非子誰復見幽心。
飽聞榿木三年大，與致溪邊十畝陰。

是的,榿（音漆）木就是泰雅族口中的I-bu

早期開墾宜蘭的移民稱為「柯仔」或「水柯仔」

現在壯圍鄉功勞村一帶舊稱「柯仔林」

為宜蘭河早年河道所經之地

「水柯仔」為崩塌地陽性先鋒樹種

用柯仔林為地名多少有提示警訊土石流之意

是的,布農畫曆中的qainunan就是我們熟知的「臺灣赤楊」 Alnus formosana (Burkill ex Forbes & Hemsl.) Makino 

主要生長於平地至海拔三千公尺以下山區之次生林地及崩塌地

我的鳥筆記之五

朱彼特Jupiter - 在羅馬神話中稱為宙斯Zeus - 掌管雷電風雨
朱彼特藉著鳥類的飛翔來為人類透露未來
因此鳥類後來被稱為朱彼特的信使

我們見慣了鳥兒精確而優雅的飛行已經不以為怪
當白頭翁在樹梢上撲騰時
我們本該驚訝
相反地
我們不經意地從樹下走過毫不出奇
甚至覺得平淡無趣

一般鳥類飛行時
羽毛向下鼓風推動翅膀向上彎曲
上表面的空氣比凹形的下表面處流動更快
快速流動的空氣施加的壓力更小
因此鳥類又得到了一重推力
在上舉時折疊
可以減少不必要的反力

翅膀除了拍動與折疊外
還伴隨著沿翼展方向扭轉
以獲得適當的衝角(Angle of attack翅膀截面與迎向空氣所夾的角度）產生較高的升力
但衝角大於某個角度Stalling angle拖力迅速增加會造起失速
當衝角很大或慢速飛行時
翅端間隙或小翼羽將協助氣流平順的通過翼面
例如黑鳶翱翔或轉彎時的翅膀角度變換
尤其是翼端的羽毛變化更是巧妙

當氣流通過翼面時產生和飛行有關的作用力包括
1.舉昇力 Lift：垂直向上的升力來自伯努利效應
2.拖曳力Drag：氣流通過翼面之後在翼面後方產生的亂流
3.推力Thrust：來自翼面拍擊空氣產生的衝力
4.重力Garavity
根據伯努利定律 - 簡單說就是"流體流速愈大壓力愈小"
因此舉昇力及拖曳力與速度成正比
鳥翼的切面就是一個標準的翼面(air foil)
飛行時相當於流線型的面在空氣中移動
鳥飛行時需要推力(克服阻力)及升力(克服重力)
為了平衡這兩種力
鳥必須產生上升力和推進力
當翅膀下拍時
在翅膀的每一個截面上所產生的空氣作用力
會同時在前進方向產生推力及在重力的反方向產生升力
鳥起飛時先是向前滑行
讓氣流通過翼面就產了升力
當升力大於重力時才能上升
而且只有在推力大於阻力時才能前進
因此鳥如果失去初級飛羽就不可能飛行
但失去55%的次級飛羽仍可飛行

當鳥要停止飛行降落時
須先減速並伸出雙腿以足落在一根枝條上或著地涉水
此時需要將翅膀收成銳角
阻斷平滑的氣流
後方擾亂的氣流起到剎車的作用
將翅膀朝後拽
這時雙翅加大衝角造成飛行失速
升力消失曳力加大成佇飛狀

最後猛然剎住雙足穩穩地著地降落

翼形與飛行特色

1.狹長翅 : 長、尖而且窄的翼減少亂流,沒有slotting,適合長期滑翔,例如信天翁

2.圓短翅 : 圓短曲度大飛行慢但活動靈活,適合在樹林中活動,例如鴿、鶇、麻雀

3.纖細無指叉翅 : 翅尖曲度小向後傾斜,沒有slotting,飛得快適合俯衝,例如隼

4.指叉翅 : 翅長彎且寬,翅尖整個為弧形,指叉發達適合長期禦風之鳥,例如猛禽

鳥的飛行方式主要可分為

1.振翼(Flapping flight)

2.滑翔(Gliding flight)

3.定點盤旋(hovering flight)

4.翱翔(soaring)：利用上升及下降氣流又可分為

               靜態：利用地面、熱氣流、地形產生的上昇氣流

               動態：利用不同大氣層的風速差異

註:

墨丘利Mercurius在羅馬神話中是Jupiter與女神Maia所生的兒子

他是朱庇特最忠實的信使

為Jupiter傳送消息並完成交給他的各種任務

他的形象就是頭戴插有雙翅的帽子

腳穿飛行鞋手握魔杖

Mercurius是醫藥、旅行者、商人和小偷的保護神

藥局用他纏繞兩條蛇的手杖作為標誌

由於水星在天上運行的速度很快

所以用他的名字命名

而Jupiter則是木星的名字

我的鳥筆記之四

所有的鳥類都有羽毛,所有有羽毛的現存動物都是鳥類

沒有例外

否則這個問題的答案是

 --  沒有這種鳥!

大多數的羽毛都會損壞所以要定期換羽

大多數鳥類飛羽和尾羽的更換按照一定的規律、順序進行

鳥才不會失去飛行能力

一隻鳥身上的羽毛大約有2000枚以上

羽毛的功用：

1、羽毛構成翅膀使鳥能夠在空中飛行

2、廓羽構成鳥的流線外型減少飛行時的阻力

3、羽毛具有防風防水的功能可以保護鳥薄而乾燥的皮膚

4、羽毛也具有調節體溫的功能

      寒冷時豎立羽毛能保留較多的空氣加厚保溫層
      其保溫能力是同樣厚度保利龍的10倍
      冬天時鳥羽數量會增加50%更加強了保溫效果

      而夏天炎熱時鳥則將羽毛放平利於體熱散出

5、羽毛的顏色和斑紋具保護色的作用

      鮮豔的羽色幫助雄鳥求偶

      與棲息環境相似的羽色則有利於避敵

每根鳥羽都是一把扇子
羽軸、羽片、羽枝創造出變化多樣的鳥羽

羽軸通過簇肌牢牢固定在皮膚上

鳥利用這些肌肉來調整每根羽毛的位置

鳥翼由眾多更小的翅膀整齊一致地組合

這使鳥具有高超控制力

鳥羽大概可歸為兩大類

正羽：

在羽毛的中央羽軸先是伸出一系列纖細的羽枝

每一根羽枝又伸出若干更細的羽小枝

羽小枝上面排布著微小的鉤子

相鄰的羽小枝相互鉤連

形成輕如鴻毛卻具有相當強度的網狀結構

正羽覆蓋在鳥的身體為翅膀與尾部塑造出符合空氣動力學的身體表面

絨羽：

只有不完全的羽軸、一堆雜亂的羽枝

長而亂的羽小枝讓絨羽具有質輕、保暖、舒適的特性

單一支羽毛也能由上端為正羽、基部為絨羽組合而成

鳥類經常用喙梳理羽毛稱為理羽

鳥會花很多時間在理羽上

牠們用喙整理羽枝使羽小鉤相互銜接

保持羽毛的完整性以利於飛行

在理羽的同時以喙啄取尾脂腺的疏水性油脂在身體各處塗抹

使羽毛潤澤且能防水

通常水鳥的尾脂腺特別發達

平胸鳥類則不具尾脂腺

羽毛也需要清洗

不同鳥類洗澡的方式不盡相同

主要方式有：

水浴：鳥喜歡在淺及慢的水流中進行水浴

            通常是弄濕羽毛但並非浸透

砂浴：例如麻雀就常用砂浴的方式來清除羽毛上多餘的油脂和污物

蟻浴：有些鳥類會揀拾螞蟻放在身上藉由釋放蟻酸來殺滅寄生蟲例如椋鳥

           另一些鳥類則會站在蟻穴上讓螞蟻走往身中例如烏鴉及台灣藍鵲

日光浴：例如普通鸕鶿會在日光下伸展翅膀及尾部

                使羽毛乾爽及增加體溫便會經常進行日光浴

花浴：在雨後或清晨花朵和葉片都會形成大小的水珠

           有些小鳥例如繡眼畫眉便在花朵間張開雙翅讓全身沾滿水珠

           再甩動全身羽毛然後曬乾完成花浴

煙浴：在日本有些巨嘴鴉會飛到煙囪的鐵架進行煙燻浴

鷺類、鸚鵡類、鷹類具有一種特殊絨羽

稍觸動即碎成粉狀

它可以除去體外寄生蟲和污物也可視為是清潔方法

通常是缺乏尾脂腺的鳥類有這種特殊絨羽

精采的鳥浴照片連結:

http://nc.kl.edu.tw/bbs/showthread.php?t=7073

我的鳥筆記之三

鳥的前肢變成翅膀

讓牠能夠在空中飛行

但是鳥便無法使用翅膀做其他事情

假如鳥想要撿起東西

牠必須使用鳥嘴並將頭頸部當作額外的四肢來使用

不管人類或長頸鹿

甚至那看不出身上有脖子的鯨都有7塊頸骨

這是哺乳類頸椎的特徵

至於鳥的頸椎骨骼數量則隨著鳥種類不同而不一樣

大白鷺有18塊

巨嘴鴉有12塊

天鵝有23塊

鴨子有15塊

雞有14塊

鳥的頸椎可以自由活動

但背部的7塊胸椎卻是完全固定的

從第2到第5塊結合成一體

最後1塊則與腰椎、薦椎及部分尾椎癒成綜薦骨synacrum是鳥類特有的構造

這是為了在拍動羽翼時

讓飛行肌的力量可以完全傳到骨骼

最後綜薦骨又與寬大的骨盤癒合

成為鳥在地面行走時用來支持身體重量的堅實支架
鳥類骨骼的不同程度癒合都是有助於飛行

鳥的胸骨中央凸起

稱為龍骨突

突出部份增加了胸骨面積

讓更多振翅所需的胸肌附在胸骨上

已經放棄飛行的鴕鳥胸骨就沒有起突

鳥的胸部中有塊骨骼是在飛行中不可或缺的

我們如果試著把自己的雙肩上抬

脖子下會造成兩塊凹陷

鎖骨就會明顯浮出來

鎖骨與胸骨及肩胛骨連接

用來支持雙手的活動

這塊骨骼只有在哺乳類及鳥類身上才比較發達

鎖骨也稱為叉骨

鳥的鎖骨已經連結成一塊V字型骨骼

並且與胸骨分開

西方人稱之為許願骨

當鳥向下拍翅時

V型鎖骨就像彈簧一樣把翅膀彈回

這完全是配合飛行需要演化出來的骨骼形狀

哺乳類中的蝙蝠像鳥一樣可以飛翔,所以具有發達的鎖骨

人只因為繼承了生活在樹上祖先猿猴的"歷史"

也一樣具有鎖骨

至於已經不會飛的鴕鳥,鎖骨就退化了

一般來說,飛行能力越高的鳥

鎖骨的V字張開程度就會越大

此外鳥身上又有鳥喙骨與胸骨連接

用來支撐翅膀的頻繁活動

大多數哺乳類的鳥喙骨退化與肩胛骨融合併形成一個鳥喙突起

人類喙突從肩胛骨向上向內延伸然後向前向外彎曲

肉食性恐龍及鴕鳥一樣也是具有一體化的肩胛鳥喙骨

在人的手腕部份

掌骨與尺骨及橈骨之間有稱為腕骨的骨頭

數目會因人而異

一般人平均是8塊,有些人是9塊

偶而還有人是10塊

這是因為脊椎動物的基本型是具有12塊腕骨所致

人類有幾根腕骨退化或是融合了

鳥類腕骨退化或融合的程度比人類還要高

鳥的腕骨只有2塊

銜接在尺骨側的稱為尺腕骨

銜接在橈骨側的稱為橈腕骨

尺腕骨又稱半月狀骨

不只是讓手腕能上下運動

也讓鳥執行往橫向屈伸的動作比人容易多了

鳥的掌骨位置上覆有初級飛羽

由於可以橫向屈伸

才能讓飛羽沿著體側折合收好
鳥的尺腕骨雖僅僅6公厘左右大小卻是如此重要

電影侏儸紀公園中讓人聞之喪膽的迅猛龍

科學家發現牠的前肢和現代鳥類一樣可以折疊起來

也能夠旋轉並能迅速前伸捕捉獵物

這麼小塊的骨頭讓恐龍和鳥之間產生演化聯結

也證明了演化論中所說的

大自然不會無中生有

只是就原有的改變用途

這暗示腕骨不是為了飛行而是為捕獵發展出來的道具
後來則演變成鳥用來屈伸飛行的翅膀

我的鳥筆記之二

人類自古以來渴望飛行

希臘神話中有位Daedalus是有名的工匠

善於各種工藝技巧

Daedalus和兒子Icarus被囚禁於克里特島上

為了逃走Daedalus以鳥的羽毛和蠟做成了翅膀

準備和兒子一起飛上天空

Daedalus叮囑兒子

 “你要當心,如果飛得太低羽翼碰到海水,你就會被拽在大海裏;

要是飛得太高,翅膀上的羽毛會因靠近太陽而著火”

Icarus興高采烈飛行一時不由得驕傲起來

稍不留神飛太靠近太陽

強烈的陽光融化了蠟封翅膀

一頭栽下去掉在汪洋大海中

意大利畫家Carlo Saraceni(西元1579~1620)的油畫fall of icarus

其實何需勞駕太陽教訓

相對較重的骨骼及地球重力

就會讓Icarus懂得謙卑

人類終於逐漸認識到單靠羽毛是不能飛上天的

讓我們來看一下鳥類飛行的秘密在哪

鳥類高超的飛行技術

依賴的是重量與力量之間審慎的平衡

一隻禽鳥的體重可能僅有人的幾百分之一

但鳥的胸肌占體重的1/5以上

人的胸肌才占體重1/120

鳥比人厚實太多了

如果將麻雀換算成和人一樣的體重

則麻雀的胸肌可產生3馬力的功率

而人類僅l/8馬力而已

鳥的胸肌收縮一次就能衝上高空

人類如果試圖模仿

那麼胸肌要厚達6英呎

而且鳥的身體大部份地方充滿氣囊(9個)

鳥類還有一套獨特的單向呼吸方式

將身體其他部位的氣囊作為風箱

使空氣持續流過肺部溫潤的表面

保證血液中氧氣充足

鳥呼吸3次獲得的氧氣量

人要呼吸8次才能達到

氣囊的妙用還不僅僅在輔助呼吸

它還有很好的散熱作用

因為鳥在呼吸時有大量的冷空氣進入了氣囊

這就使飛翔中產生的過多熱量可以迅速散發出去

鳥的體溫偏高達攝氏40度以上

因此肌肉分子隨時能快速產生強大的反作用力

收縮的強度比哺乳類大上一倍

對身體比例而言

鳥的心臟比哺乳動物的心臟大一倍也更為高效

生活局限在地面的動物全年都攜帶著生殖器官

而鳥類在繁殖結束後睪丸及卵巢就會萎縮變成極小的粒狀組織

鳥類只有一個腎另一個腎自然萎縮

鳥類的膀恍消失直腸短

所以不貯尿糞一有糞尿就排掉

鳥糞更是飛行策略的一部份

排出白色的結晶狀尿酸

免除了腎及膀胱帶來的重量負擔

鳥拋棄牙齒換成單薄的鳥喙

骨骼大都中空裡面有斜行小骨樑能強化薄弱的骨片

一隻鳥的骨骼重量僅佔其體重的5%左右

而人類骨骼則占體重20%

鳥的胸骨上有龍骨突起

胸肌發達長時間扇動翅膀也不疲勞

這些條件配合在一起

最後加上雙翼羽毛的能耐

鳥才能離開地面飛上天空