企鹅为什么不会飞？

　　很久很久以前，可爱的企鹅祖先还能在空中翱翔。那么为什么它们放弃飞翔了呢?童话故事里没告诉我们答案，不过现在科学家已经大概有了答案：企鹅不会飞是因为它们更爱游泳!

　　科学家对一种与企鹅很相似的海鸟——海鸦进行了研究。海鸦还保有飞行能力，不过研究显示，既会飞又会游泳真的是成本高昂而效率不佳。这项研究支持了长久以来的一个假说——企鹅在7000万年前放弃天空是为了成为水中之王。

　　图中的厚嘴海鸦在吃力地飞行，而帝企鹅则选择悠闲地散步和游泳。图片来自Nature

　　“这项研究测量了空中运动和水中运动的能源成本，都是些实实在在的数字，贡献很大。” 北卡罗莱纳州立大学的丹尼尔·克塞普卡(Daniel Ksepka)如是说。丹尼尔研究企鹅进化，不过并未参与这项研究。

　　为了了解古代企鹅为何放弃天空，研究者转向了厚嘴海鸦。厚嘴海鸦在阿拉斯加、加拿大以及其他北部地区的悬崖上筑巢，它靠翅膀推动自己在水中前进，搅起磷虾和浮游生物;它也飞——不过飞得很费劲。

　　海鸦“飞得可烂了，”这篇论文的作者之一、加拿大温尼伯市曼尼托巴大学的研究生凯尔·艾略特(Kyle Elliott)说，“它们翅膀扇得飞快，着陆也很糟糕。”

　　为了研究把巢筑在加拿大北部的海鸦，研究者带着装有橡皮子弹的猎枪以抵挡当地的北极熊，他们住的小屋周围也环绕着带电的“熊栅栏”。在没有北极熊“意外来访”的空隙，研究者们套捕海鸦，往它们身上注射示踪分子以记录其能量使用情况。他们还给海鸦装上传感器，以了解它们下潜了多深，以及在空中、水里、陆上各花费了多少时间。

　　结果显示，海鸦可不好当。这种动物飞行时每分钟消耗的能量比其他任何一种鸟都多，甚至超过了前任冠军斑头雁，后者以飞越喜马拉雅山而闻名[1]。研究组本周在《美国国家科学院院刊》发表报告，称海鸦飞行时消耗的能量31倍于休息代谢率，这在鸟类中目前是最高数值。而其他脊椎动物就算再勤快，也仅仅是25倍于休息代谢率。

　　海鸦在水里混得要好些，比许多鸟都高效，不过依然有值得提高之处。研究发现，相比同样大小的企鹅，海鸦游泳消耗的能量也更多，这也显示企鹅放弃飞行提高了其游泳效率。

　　论文作者之一、圣路易斯市密苏里大学的海鸟生态学家罗伯特·里克莱夫斯(Robert Ricklefs)说，结果显示，海鸦“真的是鸟类中的边缘种类”。如果海鸦多功能的翅膀变得像企鹅的鳍翅那样短粗，游泳就方便多了，因为短翅膀在水中阻力更小。不过飞翔就几乎不可能了，因为短翅膀难以维持飞行。

　　艾略特说，结果与“所有鸟类的飞行成本都或多或少相同”的假设不符。对于海鸦而言，“我们证明了其飞行成本大大高于预期……(并且)展示了会飞的代价。”即便如此，飞行还是有助于海鸦逃避天敌、在住处和觅食地之间快速穿行;相反，对于古代企鹅来说，放弃飞行显然是个更好的选择，它们因此而长得更大、潜得更深、游得更快、在水里待的时间更长，而这意味着它们能捕到更多、更大的猎物。里克莱夫斯如是说。

　　英国塞特福德英国鸟类学信托基金会的海鸟生态学家克里斯·萨克斯特(Chris Thaxter)说，矫枉失衡学说认为，古代企鹅是用飞行能力换取了游泳技能，这项研究为这一假说提供了有价值的证明。“这是非常大的进展，增进了人们对矫枉失衡学说运作方式的理解。”

　　[1] 斑头雁被誉为世界飞得最高的鸟类，它仅用8小时就能飞越海拔近9000米的喜马拉雅山脉。大部分的斑头雁在印度等海拔较低的地方过冬，春季翻越喜马拉雅山脉到青藏高原繁殖。