Deep Dive
Shownotes Transcript
嘿，教育工作者们！你们想帮助学生们更多地了解课堂外的世界吗？为什么树叶在秋天会变色？为什么动物会冬眠？鸟儿怎么知道什么时候迁徙？看看《But Why Adventures》吧。我们的系列节目《东北自然》每月都会探索景观中的科学知识。
在我们的面向教育工作者和学生的系列节目中，了解植物、动物和季节变化的更多知识。如果您想为您的课堂或家庭学习获得《But Why》，请注册《But Why Adventures Northeast Nature》。我们将每月向您发送学生视频和活动指南。它是免费的，您可以在butwhykids.org/nature上了解更多信息并注册。
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这里是《But Why》，一个来自佛蒙特公共广播电台的儿童好奇心播客。我是Jane Lindholm。在这个节目中，我们收集来自世界各地好奇孩子的提问，我们的工作就是去寻找答案。
我小时候经常做一些梦，梦里我几乎可以飞起来。我会在平地上奔跑，然后跃入空中。虽然我不能像秃鹰或老鹰那样完全起飞和翱翔，但我可以将我的跳跃距离远远超出我在现实生活中所能达到的距离，然后慢慢地滑回地面。我的衣服和头发会在我身后飘动，我可以飞得很快，感觉到风在我的脸上吹拂。
然后我会跑着落地，走几步，然后再次跳跃。我可以一遍遍地这样做。我喜欢这些梦。这周我一直在想这些梦，因为今天这一集的内容。我们正在回答关于鸟类飞行的所有问题。Melody和我轮流研究你们的答案，稍后在节目中，我们将去一个自然中心，了解更多关于翱翔的鸟类以及它们如何利用气流来节省能量的信息。
我一直在努力回答的问题之一是这样的。我的名字是Maisie。我七岁了，来自加拿大曼尼托巴省布兰登。我的问题是，为什么鸟类要飞而不是像人和其它动物一样走路？嗨，我的名字是Daisy，我来自加利福尼亚州。这是来自马萨诸塞州阿灵顿的Hazel。我四岁了。
我的名字是Violet，我住在北卡罗来纳州夏洛特。我是Makai。我来自佛蒙特州韦布里奇。为什么鸟会飞？鸟类将飞行用于各种事情。它帮助它们获得食物，例如树上高处的浆果或坚果。甚至是为了捕捉食物，例如昆虫。我在院子里养蜂箱，每年夏天我都会看到猫鸟俯冲下来捕捉空中的蜜蜂。
鸟类还会飞来躲避想要吃掉它们的动物，并到达生存机会最大的地方，例如许多目前正在从即将变冷的北半球地区迁徙到气候温暖、更容易度过冬季的地方的物种。
但也许一个更大的问题是鸟类是如何开始飞行的？这些动物是如何开始飞行的，而像我们人类这样的其它动物却不能，即使我们想飞，除了在梦里？
鸟类的祖先——恐龙——在一亿六千多万年前就开始飞行了。科学家们发现了被称为始祖鸟的恐龙化石，它有翅膀和羽毛，能够飞行，尽管可能飞得不是很好。那么像始祖鸟这样的恐龙是如何开始飞行的呢？事实证明，我过去常做的关于跳跃和滑翔的梦是其中一种理论。
这种观点认为，鸟类最初是通过在陆地上奔跑时跳跃和滑翔来飞行的，有点像今天的火鸡飞行一样。另一个地面起飞的假设是，这些恐龙鸟类利用翅膀和羽毛帮助它们爬上陡峭的山坡或树干，就像爬墙一样，然后进化成飞行。
但另一种理论是树上飞落理论。这种观点认为，鸟类利用羽毛和翅膀结构帮助它们在树与树之间或从树上滑翔到地面，就像今天的鼯鼠一样。最终，它们进化到能够飞行更长更远的距离。你可能以前听说过“适应”这个词，对吧？这指的是生物体发生的一种变化，使它能够更好地在其环境中生存。
嗯，鸟类用来飞行的并非所有身体部位都是适应性特征。我今天学到一个新词，“兼用性”。兼用性是指动物利用为一个原因而进化出的东西（一种适应性特征），并以新的或不同的方式使用它。
恐龙在能够飞行之前很久就有了羽毛。它们的羽毛可能被用来帮助它们保暖作为绝缘体。但它们在飞行的进化中变得至关重要，这是一种它们最初没有为之进化的新的用途。所以羽毛是一种兼用性特征。
现在鸟类拥有各种各样的特化羽毛，帮助它们以非常酷炫的方式飞行。所以羽毛再次成为适应性特征了。我的名字是Lily，我五岁了，我来自佐治亚州。鸟类是如何飞行的？我的名字是Paxton，我住在华盛顿州布莱恩，我六岁了。我是Phil，我五岁了。我住在明尼苏达州伊根。嗨，我的名字是Brianna。
我八岁了，我住在德克萨斯州麦卡伦。我的名字是Luca。我住在南非尼斯内斯，我八岁了。我是Joseph。我十一岁了。我来自爱尔兰都柏林。嗨，我是Jane。我五岁了，我住在犹他州鹰山。你好，我是Griff。我五岁。我住在英国切尔滕纳姆。我的名字是Natalia，我五岁半了
我住在马里兰州路易维尔。我的名字是Leah，我六岁了，我来自俄亥俄州加汉纳。我的名字是Chelsea，我七岁了。我住在堪萨斯州匹兹堡。我的名字是Louis。我七岁了。
我来自堪萨斯城，我的问题是，鸟类是如何飞行的？鸟类是如何飞行的？最后一个问题来自特拉华州纽瓦克的五岁孩子Ansel。来自加拿大温尼伯的Fiona也想了解鸟类是如何飞行的。鸟类的身体适合飞行。
我们刚才谈到了羽毛，但翅膀在飞行中也非常重要，翅膀的形状也很重要。鸟类的翅膀形状像翼型。翼型是一种旨在使飞行成为可能并提高效率的形状。我们称之为空气动力学。
翼型是一个弯曲的表面，顶部圆润，前面较厚，逐渐向后倾斜，变得非常窄。鸟类的翅膀具有这种形状，飞机的翅膀和鱼鳍也是如此。这些翼型翅膀上有坚固而灵活的羽毛。如果你曾经在地上发现过羽毛，你可能已经注意到羽毛的羽轴是空心的。羽轴是所有其它毛茸茸的部分附着在其上的长轴。
大多数鸟类也具有空心骨骼，这使得它们的身体轻盈而坚固。鸟类的其余重量集中在其身体中。好的，这就是鸟类的形状如何帮助它飞行的。但它们是如何做到的呢？嗯，鸟类必须拍打翅膀才能使周围的空气流动。它们不仅仅像你拍打手臂那样上下拍打。它们正在利用这些翅膀来移动翅膀周围的空气。这会产生推力。
飞机会使用螺旋桨或喷气发动机，但鸟类可以使用胸部的肌肉来做到这一点。如果你观察一只鸟，你会有时看到它们在起飞时会稍微跳一下，因为它们正在拍打翅膀。一旦空气开始流动，由于圆形形状的原因，流过翅膀上方的空气必须比翅膀下方的空气行进得更远更快。因此，翅膀上方的压力较小，鸟类就会产生升力，然后它们就开始飞行了。
鸟类会在飞行中拍打翅膀以产生向前推力，而涌入其翅膀下方的空气将保持升力。有些鸟类会暂停拍打翅膀来翱翔。过一会儿，我们将讨论它们如何利用特殊的身体适应性和气流来做到这一点。
我的名字是Blake，我七岁了。我来自佐治亚州亚特兰大，我的问题是，为什么蜂鸟飞得这么快？蜂鸟真是太神奇了，不是吗？它们可以以大约每小时50英里或80公里的速度俯冲。Blake，它们看起来如此之快的原因之一是它们的翅膀移动得非常快。有些蜂鸟每秒拍打翅膀90次。试着拍打你的手臂一秒钟。
你拍打了多少下？一次？两次？也许三次？想象一下，如果你能在1秒钟内拍打90次。准备好了吗？开始！是的，我做不到。
蜂鸟在鸟类世界中是独一无二的，因为它们可以向后飞行也可以向前飞行，而且它们可以长时间盘旋。它们实际上是以8字形拍打翅膀，这意味着它们向前和向后以及向下推动空气，从而使它们能够在其翅膀拍打的两个方向上产生称为升力的力。
即使它们如此之小，蜂鸟在迁徙期间也经常飞行数千英里，有时不休息就飞行500英里或更远。现在让我们从一些最小的鸟类转向一些更大的鸟类。还记得我说过有些鸟类会翱翔吗？
猛禽是翱翔的鸟类。猛禽是中等大小到大型的食肉鸟类。它们是捕食者。它们是食肉动物。一些猛禽包括猫头鹰、鹰、猎鹰和老鹰。在一年中的某些时候，猛禽会利用变化的气温在称为热气流的特殊阵风中翱翔。
我们参观了佛蒙特州奎奇的VINS（一个自然中心和鸟类救援中心），以了解更多关于猛禽以及它们如何进行这种特殊的飞行方式的信息。在那里，我们与一位名叫Anna Morris的教育工作者进行了交谈。嗯，她是人类教育工作者。她还有一位长着翅膀的教育工作者和她在一起。
- 嗨，Anna。- 嗨，Jane。- 向这位……打个招呼。这是谁？- 这是Northfield。Northfield是一只阔翅鹰。- 哦，阔翅鹰听起来好像它有宽阔的翅膀？- 你说得对。它有又大又宽又平的翅膀，这有助于它翱翔。
哦，翱翔。所以它是一种会翱翔的猛禽。绝对是的。好的，像Northfield这样的鸟是如何翱翔的呢？嗯，它会利用这些翅膀捕捉到它下面的很多风。这些鸟类正在寻找特定类型的空气，例如热气流或白天从陆地上升起的热空气柱，或者来自风吹过阿巴拉契亚山脉等山脉的山区上升气流。
所以它正在寻找这些特殊的“风之高速公路”，以将其带到空中，然后在冬季迁徙时向南飞行。为什么不拍打翅膀飞过去呢？嗯，这需要消耗很多能量。如果你站在那里拍打手臂很长时间，你会感到疲倦，这些鸟类也会如此。因此，节省能量有助于它们在旅行时不需要吃那么多食物。
而且令人惊奇的是，它们的翅膀形状和身体形状有助于它们拥有这种非常高效的飞行方式，以便它们能够进行迁徙。这需要花费大量的时间和精力。现在Northfield本身无法翱翔。为什么？那是真的。它实际上还是个婴儿时就从巢里掉了下来，找到它的人把它带到了我们的野生动物诊所，在那里我们能够看到它的肩膀骨折了。
不幸的是，这种伤势没有得到很好的治疗，所以它实际上根本无法飞行。它几乎只能飞20或25英尺，更不用说飞3000英里到南美洲了。所以它现在是一名教育大使，帮助我们教授关于翱翔的鸟类的知识。现在，Anna 之前告诉我们鸟类的翅膀是如何发育的，以帮助它们能够像那样飞行。但是
那里有什么样的风，什么样的气流正在穿过鸟类可以利用的景观，这也很重要。所以让我们谈谈其中的两个。一个是热气流翱翔。猛禽在热气流中飞行，那是指温暖的空气（靠近被太阳加热的土地的底部）上升。因为你可能听说过，
暖空气上升，这有助于将鸟类抬升到更高的空中。
像我们刚才看到的鹰这样的鸟类有时也依赖上升气流。现在，当空气和风沿着景观移动然后遇到障碍物（如悬崖或山丘）时，就会发生上升气流。空气必须向上转才能穿过并越过该障碍物。鸟类也可以利用上升的空气。
这些鸟类如何适应以利用景观来获得最有效的飞行方式，这真是太棒了。感谢Anna Morris和VINS的每一个人教给我们更多关于翱翔科学的知识。
我们参观Vins是作为我们新的教育视频系列《But Why Adventures？东北自然》的一部分。这是一个面向教育工作者的每月视频系列。在整个学年，我们将探索每个月发生在景观上的事情，尤其是在我们居住的美国东北部和加拿大地区。也许你的班级或家庭学校想使用这些视频。我们还提供与之配套的课程教学指南。
让你的成年人查看并在butwhykids.org/nature上注册。接下来，为什么鸟类会以V字形飞行？鸭子飞得多高？鸟类在飞行时会掉下来吗？这里是《But Why》。我是Jane Lindholm，今天我们正在学习关于鸟类如何飞行的所有知识。我们刚刚了解到猛禽拥有一些特殊的适应性特征，使它们能够在不拍打翅膀的情况下飞行，利用特殊类型的风来帮助它们向上和向前移动。
这是一种非常高效的飞行方式，因为鸟类不必消耗所有能量来拍打、拍打、拍打翅膀。但这并不是鸟类学会使飞行更容易的唯一方式。我的名字是Teddy。我八岁了，我住在明尼苏达州韦科。为什么鹅会以V字形飞行？我的名字是Marcelle，我七岁。为什么鹅会以V字形飞行？
在春季和秋季，你可能会抬头看到一群鹅在高空飞翔，嘎嘎叫着，所有鹅都以V字形或勾号形编队飞行。就像猛禽利用热气流来节省能量一样，鹅也通过V字形飞行来节省能量。但它们不是利用热气流，而是利用彼此。以下是我们的朋友Bridget Butler（更广为人知的名字是“鸟类歌后”）的解释。
当你迁徙时，你必须飞很长的距离，并且你想尽可能地节省能量。如果你现在站在那里拍打你的手臂，并且一直拍打、拍打、拍打，你会很快感到疲倦。但是，如果你作为一个团队一起工作，你可以减少你必须使用的能量。所以，当你以V字形飞行时，鹅所做的是它们正在互相跟随。所以它们有点像
为它们前面的鸟提供防风屏障。所以它们正好堆叠在一起，彼此略微高于和彼此相邻，以便利用打破风，然后利用从它们前面鹅背部吹来的风，我们称之为上升气流或上升气流。它们一起拍打翅膀，一起飞行，Jane，它们轮流飞行，这真是太棒了。所以，那只在前面带路并打破风的鹅
会掉到后面，其他人会代替它，以便让那只鹅稍微休息一下，并有机会利用上升气流。
如果你抬头看到那些鹅群，显然光线足够让你注意到它们飞行的形状。但鹅更喜欢在晚上进行长途飞行。这比较安全，因为它们的捕食者可能正在睡觉。而且比较凉爽，因为阳光没有照射在它们身上。飞行会使它们非常热，你知道的。但还有另一个原因。猛禽喜欢的那些热气流实际上可能会干扰鹅，并使它们更难飞行。
但在晚上，空气往往比较平静，热气流较少。这对鹅来说要好得多。我的名字是Marcus，我六岁了。我住在加拿大魁北克省。我的问题是，鸭子飞得多高？人们记录到的飞行最高的鸭子是几种飞越亚洲喜马拉雅山脉进行迁徙的鸭子。
这些鸭子已知在超过20,000英尺（6,000米）的高度飞行。在那个高度的空气中氧气较少，而且这些鸭子正在努力飞行，所以这太神奇了。
但是大多数鸭子飞得离地面要低得多，在空中从几百英尺到几千英尺不等。鸟类在飞行时通常不会掉下来。这是因为它们正在利用我们之前了解到的力——升力和推力——来保持在空中。
但偶尔，鸟类会出问题。通常，这与人类和我们创造的东西有关，例如建筑物或飞机，或者夜间的干扰灯光。有时，如果一大群鸟类紧密地飞在一起并受到捕食者的干扰，它们可能会掉下来。但这种情况很少见。我的名字是Naomi，我的问题是，为什么鸡不会飞？
我的名字是Sahara。我住在纽约市。我五岁了。为什么鸡有翅膀却不会飞？好问题，Naomi和Sahara，鸡会飞。
确实，它们不像我们刚才谈到的那些迁徙鸟类那样飞很长的距离。鸡主要飞到栖息地，基本上是去睡觉。鸡需要找到一个安全的地方过夜。它们在黑暗中几乎什么也看不见，而且它们喜欢离开地面，远离潜在的捕食者。它们通过飞行到达那里。在白天，如果它们愿意，它们还会因为其它原因飞短距离，例如躲避追赶它们的孩子，或者如果另一边有更好的食物就跳过栅栏。
除非你花了很多时间和鸡在一起，否则你可能从未见过鸡飞。住在鸡舍里的鸡可能不需要在晚上栖息在高处。它们可能只需要跳起来。鸡是家养动物，这意味着人类数千年来一直在照顾它们并培育它们以获得某些特性。有些品种的鸡能飞得很好，而另一些鸡则失去了长途飞行的能力，因为人类优先考虑了沉重的身体或丝滑的羽毛，这些都不利于飞行。
但它们的野生祖先肯定能飞。Nicholas。我来自哪里？密歇根州。密歇根州。企鹅会飞吗？我的名字是Penny，我五岁。我来自俄勒冈州。为什么企鹅不会飞？我的名字是Charlie，我来自阿肯色州布莱恩特。我六岁了。我的名字是Sammy。我五岁了。
在弗吉尼亚州斯普林菲尔德。嗨，我的名字是Esperanza，我六岁了，我住在加利福尼亚州联合城。我的名字是Grayson，我住在康涅狄格州格兰德，我八岁了。我是Lila。我八岁了，我住在爱达荷州南帕。
嗨，我的名字是Everly，我四岁了，我来自康涅狄格州斯特拉特福德。企鹅有翅膀却不会飞是怎么回事？企鹅会飞。它们只是在水下飞。好吧，这是一个有点技巧性的答案。企鹅不会飞。
它们已经进化成如此优秀的游泳者，以至于它们的翅膀根本不用于飞行。事实上，它们是唯一不能弯曲翅膀的鸟类。它们的翅膀很僵硬，与其它鸟类的翅膀相比发生了很大的变化，以至于许多人现在认为它们是鳍状肢。企鹅大约四分之三的生命都在水中度过，因为那里有它们喜欢吃的食物。它们可以以每小时22英里的速度游泳。这很快。
它们也是少数几种没有空心骨骼的鸟类之一。由于它们不需要将身体抬升到空中，而是需要潜入水中，因此它们致密的骨骼非常有用。你好，我的名字是Declan，我住在哈利法克斯。我九岁了，我的问题是，为什么有些鸟不会飞？你好，我的名字是Gafford。我六岁了。我住在加利福尼亚州洛杉矶。我想知道，
一些鸟类，如鸵鸟和鸸鹋，有羽毛和翅膀，但它们不会飞。除了企鹅外，鸵鸟、鸸鹋、几维鸟和食火鸡都是不会飞的鸟类。这些都是体型高大的鸟类，翅膀无法承载它们沉重的身体。而且它们的腿比许多会飞的鸟类要长。
不会飞的鸟类缺少一块连接到飞行肌肉的骨头。它们的身体往往比会飞的鸟类更大，腿更长，脚也适应了奔跑。事实上，鸵鸟可以以每小时43英里的速度奔跑，几乎是70公里。这几乎和汽车在路上行驶的速度一样快。科学家们认为这些鸟类有体型较小的祖先，它们能够飞行，但在某个时候，所有这些物种都适应了更大的体型，并放弃了飞行的能力。
目前还不清楚原因。一种理论是，它们不需要飞行就能逃脱其环境中的捕食者。还有一些体型较小的鸟类不会飞，包括weka和几维鸟，以及其它一些鸟类。我的名字是Ruby。我八岁了。我住在加利福尼亚州伯克利。我的问题是，鸟类飞行时会感到快乐吗，还是它们只是在寻找食物？
Ruby，我喜欢这个问题。事实是，没有人真正知道，因为我们无法询问鸟类它们的感觉。人们很容易认为鸟类和我们一样有感情。但是，如果没有能够体验生活在鸟类大脑和身体内部的感觉，我们就无法确定。
飞行需要消耗大量的能量，所以鸟类在飞行的大部分时间里，都是因为某种原因才飞行的。但我可以告诉你，我会喜欢飞行的。我小时候做梦时确实很喜欢。你如何想象飞行？你会梦想着自己跳跃和滑翔吗？从树上飞下来？像猛禽一样翱翔？或者像蜂鸟一样以每分钟一英里的速度飞行？哦，你会飞到哪里去呢？
你会每年进行长途迁徙以便看到世界各地不同的景象吗？我们很想看到你关于飞行的照片或任何故事。将它们发送到[email protected]。当然，你也可以在那里发送你的问题。让成年人帮助你录制你的声音。如果你的成年人有智能手机，他们可以使用备忘录功能或其它免费的录音功能。一定要告诉我们你的名字、居住地和年龄。并尽量在安静的地方进行录音，不要在车里。
我们无法回答你们所有的问题，但我们确实会倾听所有问题，并且我们喜欢听到你们的声音。但是，如果你不方便或无法录制你的声音，你可以让你的成年人写下你的问题。再次，将它们发送到[email protected]。
我们的节目在佛蒙特公共广播电台制作，并由PRX发行。我们的团队包括Melody Beaudet、Kiana Haskin和我，Jane Lindholm。Luke Reynolds创作了我们的主题音乐。我们两周后将推出全新的一集。在那之前，保持好奇心。来自PRX。