羽毛对人类有多重要?一件羽绒服顶11条秋裤。
听书笔记
《羽毛》一书的作者托尔•汉森是美国生物学家,也是一位科普作家。《羽毛》在2011年出版,获得《自然》《科学》《新科学家》《经济学人》等众多媒体的赞誉无数;2012年获得美国科学促进会颁发的最佳图书奖;2013年获得美国自然博物类写作的最高奖——约翰巴勒斯奖章。
一、羽毛的演化
150多年前,第一块始祖鸟化石被发掘出来,迅速引起学者的极大兴趣,因为它既长着爬行动物的骨架又有鸟类的翅膀,翅膀上还保存着完好的羽毛。之后的一个多世纪里,人们再没有找到类似的带羽毛的古生物。一代又一代的古生物学家、鸟类学家根据始祖鸟化石提出了很多猜想。
20世纪末,中国科学院古脊椎与古人类研究所的徐星教授带领他的团队,在辽西找到了奇迹,那就是长着羽毛的恐龙。徐星和同事们不仅新发现了多种恐龙,还找到了它们身上处于不同演化阶段的原始羽毛。例如他们命名的“意外北票龙”,名字中的“意外”两字寓意着这种恐龙的羽毛出人意料。这是一种体型巨大的恐龙,背部到尾部覆盖着宽大的丝状羽毛。它的羽毛是一根根简单的细丝,属于羽毛演化的初期阶段,是一种“原始羽毛”,从功能上说,这样的羽毛很可能还无法帮助动物飞行,被称为“恐龙绒毛”。
紧接着,他们发现了另一种标本“赵氏小盗龙”。这种兽脚类恐龙的化石上同样保存着精美的羽毛痕迹,羽毛的分布扩展到了翅膀、腿甚至是脚上,并且羽毛形状相比细丝要更复杂,中间有一根明显的羽轴,羽轴发出的细小羽枝构成了不对称的羽片。小盗龙的羽毛特点已经和现代鸟类的羽毛十分接近。
迄今为止,古生物学家已经发现了二十多种带羽毛的恐龙,多样的羽毛类型展示出羽毛演化的不同阶段,从最初的硬毛,变为绒毛般的细丝,又由简单的细丝发展为中间有羽轴的羽片,再到鸟类真正的羽毛。
二、羽毛贸易时代
鸟类进化出美丽的羽毛是为了俘获异性的芳心,却不曾想到会招致人类的迷恋,甚至引起杀身之祸。
1900年,弗兰克•查普曼在纽约城拥挤的商场区做过一个著名的“观鸟调查”,记录的不是树上停的鸟、天上飞的鸟,也不是路边啄食面包屑的鸟,他盯住的是来来往往的女士们头上的帽子。他记录了700多顶各式各样的帽子,它们大多都装饰着羽毛。查普曼仔细分辨这些羽毛中有哪些来自本土的鸟类,结果记录到了至少40种不同的鸟,从䴙䴘、鹟和啄木鸟到棕榈鬼鸮,但凡有点姿色的羽毛,都被人类“借”来装点自己,羽毛的美艳对于人类来说是种独特的诱惑。
“羽毛不仅仅是一种时尚的表现,它们就是时尚的化身。”除了帽子外,扇子、围巾、大衣和披肩的边缘装饰,都用到了大量羽毛。羽毛在时尚界享有举足轻重的地位,甚至引发了一场全球贸易热潮。
众所周知的“泰坦尼克号”末日之旅,并没有电影里的那颗“海洋之心”钻石。根据保险证明的记录,船上最珍贵的货物,其实是要运往纽约女帽商店的40多箱上等羽毛。在1912年的春天,羽毛是世界上最昂贵的商品之一。
当时,只要能被安放到帽子上的鸟类,都能成为捕猎对象。人类对羽毛的疯狂需求,或者说对财富的疯狂追求,将鸟类物种推向了灭绝的边缘。
野生鸟类被大批杀害的惨状,逐渐引起环保组织的反对,美国、加拿大、欧洲相继通过了鸟类保护法案,因为第一次世界大战的爆发和女性时尚审美的转变,羽毛贸易时代结束了。
三、羽毛的用途
首先,羽毛的保暖功能十分无敌。
南极的帝企鹅能在丝毫没有遮挡的露天环境下孵蛋,斑头雁迁徙时,能在寒风中飞越喜马拉雅山,还有300多种鸟类会到访北极圈以内的苔原和岩石岛屿,240多种鸟类生活在戈壁沙漠的极寒高原。在最冷的天气里,羽毛让这些鸟生存了下来。绒羽从根缘处就分叉,形成许多细长而蓬松的小枝,可以有效地捕捉空气,产生极佳的隔热效果。
鸟类的羽毛不仅为自己保温,给刚孵化的雏鸟保暖,还常常被其他动物“借”去,包括老鼠、熊蜂等小动物,它们会用羽毛温暖自己的巢穴。
几乎所有关于鸟类的讨论都会转向飞行这个最基本的特征。这个习性与羽毛紧密地交织在一起。 人类曾经对鸟类如何飞行有过一点误解:以为模拟出翅膀就可以飞上天空。几百年来,一次又一次,有着凌云壮志的飞行者重复着一个基本错误:他们在自己的胳膊上粘上各种别出心裁、稀奇古怪的翅膀,却没有从生物学的角度去了解鸟类的飞翔。
漫长的航空航天发展史中,莱特兄弟的成功飞行是一次真正的飞跃。他们不是靠拍打翅膀,而是借助固定的流线型机翼。莱特兄弟的发明可以追溯到达•芬奇对鸟类的研究。这位伟大的发明家曾经仔细观察黑鸢、百灵等鸟类,记录下《鸟类飞行手稿》。此后,德国的利林塔尔兄弟再次对鸟类和机翼做出详尽解读,他们模仿幼时经常观察的白鹳,制造出可以滑翔的飞行器。
受到利林塔尔兄弟的灵感启发,莱特兄弟制作出以操控系统为重心的滑翔机。事实上,他俩也是观鸟爱好者,会长时间地观察鸥、秃鹫和雕的飞行,并记录下它们每一次翅膀的转动或者羽毛的调整。
此后,直白的仿生学减少了,取而代之的是公式、风洞试验,直到计算机模拟。有趣的是,当飞行器的设计日趋完美,继续创新的要求使人们又回到根源找寻灵感。为了让飞机更高效、更灵活、更安静,追求极致的工程师又开始研究鸟类飞行的细微之处。计算机模拟发现,如果喷气式客机的机翼表面覆上一层毛,飞行效率将有明显提高。
此外,羽毛还被用来做羽毛笔,羽毛掸子,等等。随着人们对羽毛的了解越加深入,羽毛的功能也被开发得丰富多样。
解读 | 朱机,“科学松鼠会”成员,神经生物学博士,科普图书译者。
播音 | 娜娜
策划编辑 | 陈艳
音频编辑 | 秦亚希
好
谢谢。