大家知道吗？跳水是一项受伤风险的很高的运动，不是因为落到了泳池边，而是因为人体从低密度、低粘度的空气，高速进入高密度、高粘度的水里时，会产生巨大的冲击力。

很多跳水运动员身上都带着伤和护具丨央视网

跳水运动员经过成千上万次的训练，身上还常常带着伤。自然界那些从没进过一天体校的翠鸟，是怎么做到天天俯冲到水里抓鱼吃的？

翠鸟很得意：因为我头型好呀！

比雷公嘴再尖一点

吃鱼的翠鸟是高速俯冲捕鱼的高手，它们在俯冲捕鱼时的速度可达每秒11米，比博尔特冲刺还快。

说起来，冲这么快也是迫不得已。

一来，鸟类为了飞翔，身体轻盈、体内有气囊系统，羽毛之间还有很多空气，为了克服浮力不得不扎个大猛子，把重力势能变成动能窜进水里；

浮力太大且没有足够的动力，就会这样，潜不下去一点，还把鱼都吓跑

二来，鱼不会待在水面等鸟来吃，想吃到更多的鱼，翠鸟还得扎得更深一点，需要更快入水获得下潜动力。

正在高速俯冲准备捕鱼的翠鸟丨Andy Morffew/Flickr (CC BY 2.0 DEED)

面对这两个问题，吃鱼的翠鸟们选择把嘴长尖一点。

有的翠鸟吃鱼，有的翠鸟吃虫，总之研究人员测量了71种翠鸟标本的喙并3D打印出了模型，发现捕鱼的翠鸟有更长更尖的喙，喙末端也更细。

翠鸟喙部模型，左为吃鱼的斑翠鸟，右为吃蛇鼠蛙虫的笑翠鸟丨参考资料[1]

接着，研究人员用这些翠鸟喙部模型模拟了俯冲入水。计算结果表明，和陆地觅食的亲戚相比，吃鱼的斑翠鸟的模型在入水时，喙周围的水流速度、水受到的压力都更小，入水引起的水流扩散范围也小，能像刺客一样安静又迅速地抓到没来得及反应的鱼。

斑翠鸟和笑翠鸟模型俯冲入水时，喙周围水流速度和压力的对比丨参考资料[1]

雪地捕猎，也要尖嘴啊！

尖嘴翠鸟一个猛子扎进水里捕鱼，还有一个雪地版。让我们把镜头转向北极狐。

茫茫雪原上，一只阿拉斯加（划掉）北极狐听到了积雪之下猎物移动的沙沙声。在锁定了猎物位置后，它猝不及防地原地起跳半米，以每秒2到4米的速度把脸戳进积雪中，杀猎物一个措手不及。

这种脸着地的捕猎行为被称为mousing（有中文翻译为“鼠标跳”，暂时不得要领，所以本文使用英文来描述）。

一次完美的mousing丨BBC

之所以说北极狐mousing是雪地版翠鸟捕猎，是因为很多实验模型表面，当物体高速落到雪地这种颗粒介质上时，雪地表现出的特质和流体类似。

所以北极狐也有和翠鸟一样尖尖的嘴筒子。

北极地区的食肉动物中，和熊科的北极熊、猫科的猞猁相比，犬科的北极狐有更长更尖的嘴筒子，天生就被分配到了雪地钻头这个岗位上。

又长又尖的嘴不仅是和其他物种邻居竞争的优势，也是保命的特征。有科学家用3D打印做出了正常的北极狐头骨模型和嘴筒子缩短四分之一的模型，发现在高速撞击水面和雪面的实验中，正常嘴筒子受到的冲击力只有短嘴模型的一半。

爸妈生的捕猎造型是一回事，自己的修行又是另一回事，扎猛子捕猎还得好好估摸一下力道和深浅，这家伙高估了积雪厚度，扎下去受到了后坐力，脑子嗡嗡的丨BBC

而这家伙低估了积雪厚度，拔出自己都很费劲丨BBC

相信看到这里，大家已经深深明白“尖嘴适合扎猛子”的道理。那么课后测验来了，下面这张照片中的翠鸟，它适合扎猛子捕鱼吗？

图丨wikimedia commons/Benjamint444

参考文献

[1] K. E. Crandell, R. O. Howe, P. L. Falkingham, Repeated evolution of drag reduction at the air–water interface in diving kingfishers. Journal of The Royal Society Interface, 2019, 16(154), 20190125.

[2] https://peterfalkingham.com/2019/05/15/kingfishers-their-beaks-and-diving-physical-modeling-and-cfd/

[3] C. M. Eliason, L. Straker, S. Jung, S. J. Hackett, Morphological innovation and biomechanical diversity in plunge-diving birds, Evolution, 2020, 74(1): 1514–1524

[4] C.M. Eliason, L.E. Mellenthin, T. Hains, et al. Genomic signatures of convergent shifts to plunge-diving behavior in birds. Communications Biology, 2023, 6, 1011.

[5] https://www.snexplores.org/article/plunge-diving-kingfishers-avoid-concussions

[6] J. Yuk, A. Pandey, L. Park, W.E. Bemis, & S. Jung, Effect of skull morphology on fox snow diving, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2024, 121 (19): e2321179121

作者：悲催的铊宝宝

编辑：李小葵

题图来源：Andy Morffew/Flickr

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来源: 果壳自然