【科科雞年到】雞頭為什麼可以「防震」？

彈跳的鳥類

用雙腳移動時，只有鳥類會使用而人類不會用的動作，那就是彈跳。這種名為彈跳的運動既困難又麻煩，為什麼鳥要這樣子彈跳呢？其實到現在我們還無從得知。

如同前述，彈跳是兩腳幾乎同時一起跳的運動方式。我們常見的鳥，像是麻雀和日菲繡眼這種小鳥就是用彈跳的（圖一），而烏鴉在急的時候也會彈跳。

麻雀是兩腳並用一起跳，但也有兩腳稍微錯開來彈跳的物種。例如巨嘴鴉之類的鳥類身體會微微傾斜，左右腳些微錯開，用「噠噠、噠噠」這樣的節奏來彈跳。這兩種本質上的差異目前還不清楚，不如說彈跳跟跑步的差異也還不清楚，所以步行研究者目前也是束手無策。

歐亞喜鵲這種鳥同時會彈跳也會跑步，但比較兩者的研究顯示，在跑步與彈跳中，腳的運動方式跟肌肉動作幾乎一樣。彈跳跟跑步一樣，是高速移動的方式，活用肌腱像是彈簧的功能來轉換動能跟彈性位能。然後，兩種的差別只有「雙腳交互動作」或是「幾乎一起動作」而已。

※

彈跳和跑步除了腳動的時機以外沒有什麼不同，那為什麼只有一部分的鳥是用彈跳的呢？

這個問題，很遺憾現在的科學還沒有解開，現階段一致贊同的只有：一般認為會彈跳的鳥是相對小型的種類，以及常待樹上的種類。看了許多鳥以後，會發現確實小型的鳥很常彈跳。另外，喜歡待在樹上的鳥則是常用兩腳一起從一根樹枝跳到另一根樹枝上，所以在地上也同樣會用兩腳一起跳躍，這樣說來可能就會覺得可以理解。

但是在樹上彈跳，在地上也還是可以步行不是嗎？不這樣區分移動方式，應該是因為有什麼身體構造或生理學上的理由才對，但這問題至今仍然是謎。

另一方面，小型的鳥喜歡彈跳的理由，如果用「彈跳適合用來高速移動」，可以解釋一部分的疑問。比起小型鳥，大型鳥的步幅更大，一般步行速度也比較快。如果小型鳥想跟大型鳥用同樣速度移動的話，就需要走得很快。像是人類，也很常在路上看到小孩要小跑步拚命跟上大人的走路速度。跟那個狀況相同，小型鳥有使用相對身體尺寸的高速進行移動的必要性。

想像看看會啄食掉落在地面的種子的鴿子和麻雀，如果用同樣密度灑餌，鴿子只要數步就能抵達下一個餌也說不定，但小型的麻雀需要移動相對更遠的距離才能拿到餌（圖二）。這樣一來就需要比較急著移動，這麼解釋或許也很合理。

但是彈跳和跑步如果是同樣的運動，那為什麼不能用跑的呢？「小型鳥比較需要快速移動」這種說明，很遺憾地似乎不能完全解釋為什麼要選擇彈跳。

但這麼簡單的問題，21世紀的科學還無法解釋，真是令人驚訝。

——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭？》，2023 年 8 月，晨星出版，未經同意請勿轉載。

企鵝搖搖晃晃地走路

說到用兩隻腳走路的鳥類，就不得不提企鵝。企鵝用兩隻腳在冰上搖搖晃晃走路的樣子非常可愛。在水中卻可以自由自在地高速游泳、追捕魚，這兩種樣子帶給人的印象有非常大的不同。

話說，企鵝意外地可以走很長一段距離。牠們會在地上蒐集石頭來作巢，所以當然要可以走到築巢的地點。通常企鵝類的繁殖群會位在距離海岸線幾百公尺的地方，但有時會在距離海岸 3 公里以上的內陸，想像企鵝排成一列搖搖晃晃地走 3 公里，實在是可愛至極。

說是這樣說，但是走 3 公里，我們人類都覺得有點遠了，企鵝真的可以搖搖晃晃走過去嗎？

牠們的走路方式感覺效率很差，好像很累。企鵝走路時腳會使用的力量以及計算其所需能量的研究顯示，企鵝的走路方式一如外表印象，效率很差。大概所有人都會覺得「我想也是」吧，但我們不妨來仔細思考為什麼會效率很差。

鵝生好累！企鵝其實一直蹲著？

在討論企鵝的步行時，首先得要知道的是其獨特的體型。企鵝看起來是用兩隻腳站著，腳感覺極端的短。大概因為身上的毛色彷彿穿著燕尾服一樣，總覺得像是人類的喜劇演員一般。

但是牠嚴格說來並不是「站著」。看企鵝的骨骼圖（圖一）就很清楚。髖關節跟膝關節強烈彎曲的姿勢，以人類來說就是「蹲著」。換言之，企鵝時時刻刻都是蹲著的，連走路時也是蹲著的狀態。試著自己蹲著走路看看，就會像企鵝那樣搖搖晃晃地。牠們搖搖晃晃的姿態，背後的祕密就是體型與姿勢。

而由此延伸，企鵝的步行方式非常沒效率的理由，可能就是身體橫向搖擺和轉動幅度非常大。搖擺跟旋轉的動作，對前進而言怎麼看都是不必要的舉動，但是根據之前的研究，其實企鵝不搖晃反而效率會更差。之前也說過雙足步行的動能跟位能要有效率地轉換，才能有效率地運動，但企鵝似乎是用橫向搖擺的動作來進行這種能量轉換。

短腿優先？

也就是說，企鵝走路效率不佳的理由，跟牠們這種體型跟姿勢有關。

企鵝的腳確實很短，以現在還活著的企鵝種類來說，體型最大的皇帝企鵝的體重將近 20 公斤，和澳洲的平胸鳥類鶆䴈幾乎相同，然而比較這兩種鳥類的腿長的話，鶆䴈的髖關節大概在 80 公分高的位置，而皇帝企鵝大概在 30 公分高左右。明明體重差不多相同，企鵝的腳的長度卻只有鶆䴈的一半以下，步行效率差也是沒辦法的事。

本章已經反覆提過好幾次，腿愈長一般來說會步行速度愈快、效率也愈好，企鵝的短腳和蹲下的姿勢非常不適合走路，這點沒有人能否定。

企鵝的腳會這麼短，恐怕是為了在寒冷地帶保住體溫。雖然也有棲息在熱帶的企鵝，但多數企鵝都棲息在極地，在水中跟地面上不失去體溫就是牠們最重要的課題。四肢末梢要是比較長，就會因為體積的表面積變大，容易失去體溫。所以在寒冷地帶演化的物種，耳朵等突出部位通常都會比較小。

雖然意外地能走很長距離，但企鵝仍然主要屬於在寒冷地區游泳的鳥類，為此演化出的短腿跟蹲著的姿勢，必須讓身體左右搖晃走路來補足才更有效率。

——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭？》，2023 年 8 月，晨星出版，未經同意請勿轉載。

鳥類生存仰賴的感官

就在不久以前，如果有一本書裡專闢一個章節談鳥類嗅覺，根本不會有人想看，甚至還會淪為科學界的笑柄。大家都相信鳥類是天生嗅覺缺失的動物——也就是沒有嗅覺；大家普遍認為，鳥類生存仰賴的是視覺與聽覺能力。

各位如果有一大清早被鳥叫聲吵醒的經驗，應該都不會質疑鳥鳴聲對於鳥類生存及繁衍的重要性；最能提醒我們春日到來的，也大概就是那無處不在的鳥聲啁啾了。

而任何人只要目睹過（甚至是只在 YouTube 上看過）遊隼（Peregrine falcon）運用牠銳利的鷹眼精準定位，從高處高速俯衝捕捉獵物，應該都不會質疑視覺精準度對於鳥類的重要性。

鳥類身上色彩斑斕的明亮鳥羽，顯然就是鳥類擁有絕佳視覺的證明；複雜的鳥叫聲及特別的舞蹈，正是鳥類結合視覺與聽覺來保衛地盤、追求配偶的證據。

許多人都不相信嗅覺是鳥類提升存活機率的關鍵，但如果鳥類真的沒有嗅覺，似乎又不太符合牠們擁有豐富感官系統的特性。大家為什麼會認為鳥類沒有嗅覺呢？

人類試圖用「錯誤」實驗證明鳥類沒有嗅覺！

這種對鳥類的誤解來自一八五一年逝世的藝術家兼知名鳥類學家約翰．詹姆斯．奧杜邦（John James Audubon），他聲稱有確切證據可以證明，美洲最常見的禿鷹——紅頭美洲鷲（Turkey vultures，學名：Cathartes aura，美國俚語中的Buzzard）完全沒有嗅覺。

他在這些禿鷹最喜愛的進食地點藏匿豬屍，藉此實驗禿鷹是否有嗅覺。經觀察後發現，如果屍體被濃密的樹叢擋住，禿鷹就無法發現豬屍的存在，忽略藏在樹叢間的美味佳餚；而如果屍體直接擺在沒有視覺遮蔽物的地方，牠們就能順利瞄準食物俯衝而下。奧杜邦根據這些觀察結果認定禿鷹是單靠視覺覓食的動物，這似乎是合理的判斷，不然呢？

大家原本都認定禿鷹這種食腐動物是循著動物死屍的腐臭味覓食，因此奧杜邦發表的研究結果在當時引起許多爭議。許多科學家質疑奧杜邦的研究結果，並開始自己做實驗。

其中有個很有創意的實驗方法：研究人員在帆布畫上羊屍，並且用亮紅色塗抹當作血汙，讓禿鷹能夠直接看見這片帆布。滑稽的是，禿鷹竟然真的深深著迷於帆布上畫出來的羊屍，不斷啄食直到氣力用盡。即便周遭還藏了真正的動物內臟，禿鷹依然直接衝向帆布，似乎完全只受視覺引導。

這些實驗由美國查爾斯頓的路德教派（Lutheran）教士兼自然主義者約翰．巴赫曼（John Bachman）主導進行，研究結果似乎支持了奧杜邦的說法。有了這兩項證據，科學家們也就相信了鳥類的確沒有嗅覺、單靠視覺來覓食的結論，導致後來關於鳥類嗅覺的研究少得可憐。直到一個世紀後，才有其他鳥類學家認真質疑奧杜邦的說法，再次展開對鳥類嗅覺的研究。

——本文摘自《你聞到了嗎？：從人類、動植物到機器，看嗅覺與氣味如何影響生物的愛恨、生死與演化》，2023 年 1 月，臉譜出版，未經同意請勿轉載。