这种鸟能飞数千公里，可它的翅膀却有个小秘密

欧洲夜鹰是一种夜间捕食者，会在欧洲和南部非洲之间完成一年一度、距离惊人的迁徙。不过，支撑它飞越广阔距离的翅膀还必须承担另一项非常不同的任务：帮助它在飞行中慢速移动、急转弯并捕捉昆虫。隆德大学的科学家发现，这两种相互冲突的需求带来了一个出人意料的结果：虽然欧洲夜鹰的身体适合长途迁徙，但它的翅膀并没有完全优化到适合高速飞行的高效率状态。为什么欧洲夜鹰的翅膀为了灵活牺牲效率？为了研究欧洲夜鹰如何飞行，研究人员在风洞中观察这些鸟，记录它们在不同速度下的运动，并测量翅膀后方留下的气流模式。实验显示，欧洲夜鹰宽阔的翅尖可能有助于它在慢速飞行时灵活转向，但当它飞得更快时，这些翅尖反而成为劣势。在较高速度下，它的翅膀产生升力的效率更低。升力是让鸟类保持在空中的空气动力。这一发现挑战了一种常见假设：长途飞行的鸟一定拥有主要优化用于高效率远距离飞行的翅膀。克里斯托弗·约翰松说，这违背了人们直觉里长途迁徙鸟是一架完美优化飞行机器的形象；相反，欧洲夜鹰的翅膀看起来是多种需求之间的妥协。它可以慢速飞行并在捕食时灵活转向，但代价是高速飞行时升力产生效率下降。科学家发现一个意外的翅膀拍动技巧。研究人员还发现欧洲夜鹰飞行中的另一个令人惊讶特征：即使它在翅膀上扬阶段抬起翅膀，仍然会继续产生推力，也就是推动它向前飞行的力。这很不寻常，因为这种主动的上扇动作此前主要与蝙蝠和昆虫的飞行机制联系在一起，而不是鸟类。这一发现表明，拥有不同进化历史的动物可能会发展出类似的空气动力学解决方案，以应对飞行的挑战。约翰松说，有趣之处在于，同一类空气动力学解决方案似乎出现在非常不同的动物身上。这说明上扇不必只是被动过程，也不只是产生升力；当翅膀不能大幅折叠时，它还可以被主动用来产生推力。鸟类飞行如何揭示进化与飞行机器人？这些结果还提供了一个更广泛的启示：进化如何塑造那些依赖同一身体结构完成不同活动的动物。进化并不会只产生完美适合单一用途的翅膀，而可能偏爱能在多种冲突需求之间取得平衡的设计。对欧洲夜鹰来说，这意味着它既要能跨越大洲迁徙，又要在低速飞行时具备捕捉昆虫所需的灵活性。理解这些妥协也可能改进航空技术，尤其是使用拍动翅膀的无人机和其他机器人飞行器。与鸟类相似，这些机器也可能面临每次翅膀拍动中折叠幅度受限的机械限制。了解欧洲夜鹰如何在上扇阶段产生推力，可能帮助工程师开发更有效的空中运动方式。研究人员现在希望确定这种不寻常的飞行机制是否广泛存在于其他鸟类和飞行动物中，或者它是否只是更特化的适应。约翰松总结说，他们接下来想调查这种产生力的方式在其他鸟类和飞行动物中有多常见。这可以帮助人们理解哪些空气动力学原理是欧洲夜鹰特有的，哪些更普遍，也可能启发新型拍动飞行器的研发。