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翅膀,又稱翼,為鳥與昆蟲等動物用來飛行的器官。神話中,翅膀是飛騰的象徵。昆蟲的翅膀能夠動作協調一致,進行十分有效的飛行,是強大的飛行肌和后翅之間小巧的「連鎖器」在作用。不用時可以收折在身體背面,翅一般為三角形。鳥的翅膀上長有特殊排列的飛羽,當翅膀展開時,每根羽毛都略有旋轉能力。所以兩翅不斷上下扇動,就會產生巨大的下壓抵抗力,使鳥體快速向前飛行。蝙蝠獨特的飛行器官—翼手,是由指骨末端至肱骨、體側、後肢及尾巴之間的柔軟而堅韌的皮膜形成。在科技發達的今天,許多機械物件也使用翅膀來予以飛翔,例如太空梭、飛機等。

1 翅膀 -鳥類的翅膀

翅膀鳥類的翅膀(信天翁)

鳥類的翅膀是飛行的基本結構。翅膀外面覆蓋硬羽,其特性適于飛行。翅膀的形狀由羽毛決定,使鳥能夠飛行。隨著羽毛向下拍動,其翅膀下的空氣就形成一種推動力,稱為阻力。並且由於飛行羽毛羽片的大小不同,羽片兩邊的阻力也不同。

飛鳥的翅膀分為四種類型。起飛速度高的鳥類其翅膀為半月形,如雉類、啄木鳥和其他一些習慣於在較小飛行空間活動的鳥類。這些鳥的翅膀在羽毛之間還有一些小的空間,使它們能夠減輕重量,便於快速行動。但這種翅膀不適合長時間飛行。

褐雨燕、雨燕和猛禽類的翅膀較長、較窄、較尖,正羽之間沒有空隙。比較「厚實」的翅膀會向後倒轉,類似於飛機的兩翼,可以高速飛行。

其他兩種翅膀是「滑翔」翅和「升騰」翅,外形類似,但功能不同。滑翔翅以海鳥為代表,如海鷗等,翅膀較長、較窄、較平,羽毛間沒有空隙。在滑翔飛行期間,鳥不用扇動翅膀,而是隨著氣流滑翔,這樣可以使翅膀得到休息。滑翔時,鳥會向下落得越來越低,直到必須開始振動翅膀停留在空中為止。在其他時間,滑翔翅鳥類則在熱空氣流上高高飛翔幾個小時。

升騰翅結構以老鷹、鶴和禿鷲為代表。與滑翔翅不同的是,升騰翅羽毛間有較寬的空間,且較短,這樣可以產生空氣氣流的變化;羽毛較寬,使鳥能承運獵物。此外,這些羽毛還有助於增加翅膀上側空氣流動的速度。當鳥將其羽毛的頂尖向上捲起的時候,可以使飛行增加力量,而不需要拍打翅膀。這樣,鳥就可以利用其周圍的氣流來升騰,而毫不費力。升騰鳥類還有比較寬闊的飛行羽毛,這樣可以大大增加翅膀的面積,可以在熱空氣流上更輕鬆地翱翔。在升騰和滑翔的時候,鳥會充分利用上升熱氣流上升。這些氣流使鳥可以「停留」在向上升起的氣流柱上。許多鳥都發現了這種上升熱氣流,並加以利用來維持超常的向上運動。許多鳥在上午9~10時都停留在地面,等待這種上升熱氣流的出現。

2 翅膀 -昆蟲的翅膀

翅膀昆蟲的翅膀(鬼臉天蛾)
簡介

昆蟲是無脊椎動物中唯一有翅的動物。飛行使昆蟲在覓食、求偶、避敵和擴大分佈範圍等方面都比陸地動物要技高一籌,並成為昆蟲綱繁榮興旺的基礎。昆蟲翅膀的來源與鳥類不同,鳥類的翅膀是由前肢轉變來的,而昆蟲的翅膀則是由向兩側擴展成的側背葉發展而來的。昆蟲的翅膀十分靈活,不用時還可以收折在身體背面。 翅一般為三角形,為了研究方便,將每個邊和角都給以一定的名稱,並將翅面進行分區。

翅脈與脈相

昆蟲用來飛翔的翅為膜質,翅面上有縱橫交錯的翅脈,翅脈實際上是翅面在氣管部位加厚形成的,它就像骨架一樣對翅面起著支撐、加固的作用,還與飛行時翅的扭轉運動有關。有的昆蟲翅脈細密,如蜻蜓、蜉蝣、草蛉等。也有的翅脈稀少,如蠅類僅有幾根脈。每一類昆蟲都各有其獨特的翅脈分佈型式,叫脈相(或稱脈序)。

翅的類型

一般來講,昆蟲只有一對翅比較發達;主要用來擔負飛行的任務。如鞘翅目、直翅目的昆蟲是由后翅負責飛行的,它們的前翅發生了不同程度的骨化、加厚,可以對摺起的后翅起保護作用。甲蟲類的前翅骨化程度較高,看不到翅脈,形成了鞘翅;直翅目的蝗蟲、螽斯、蟋蟀等昆蟲前翅骨化程度較低,革質而半透明,翅脈仍明顯存在,稱為覆翅(復翅)。蝽類的前翅僅基半部骨化,端半部仍為膜質,稱為半鞘翅。在其它一些昆蟲中,前翅成為主要的飛行器官,后翅多變小或退化。雙翅目昆蟲(蠅、蚊等)和雄性蚧殼蟲的后翅退化成很小的棍棒狀構造,在飛行中其平衡作用,稱為平衡棒。不少昆蟲的翅仍然是膜質透明的,但翅面上有著不同的覆蓋物。例如,蝶與蛾的翅面上覆蓋有色彩斑斕的鱗片,故稱鱗翅;石蛾的翅上生有很多毛,稱為毛翅;薊馬的翅很狹小,而邊緣上有很多長毛,稱為纓翅。

翅膀一些昆蟲的翅膀標本
翅的連鎖

如果后翅變小但在飛行中仍然起作用,則后翅通常以各種形式的連鎖器與前翅掛在一起,行動起來成為一個整體,使飛行更為有效。這種連鎖器構造很巧妙,形式多種多樣,有的是彎折和小鉤列形成的連鎖(蜂,蚜蟲),有的是靠一至數根硬鬃與前翅相連(蛾), 還有的后翅基部前緣有1個葉狀突出物與前翅相連鎖(蝶),或者前、后翅都有卷褶相互連鎖(蟬)。

飛行速度

昆蟲大部分都能較遠距離地飛翔,如蝗蟲和粘蟲成蟲都是飛翔力極強的昆蟲。飛蝗可成群結隊飛行千里。據中國昆蟲學工作者們研究,每年春夏在廣東一帶越冬后羽化的粘蟲,可以成群飛越數千里,漂洋過海到北方去覓食。蜜蜂每小時可持續飛行10~20的公里。牛虻每小時可飛行40餘公里。蚊蟲為了尋找水源產卵,也可以飛行數公里。蜻蜓、螽斯和某些種天蛾也能夠持續飛行數百里乃至千里而不著陸。某些昆蟲除飛行距離遠外,飛翔速度也很了不起,蜻蜓每秒鐘飛10~20米;金龜子每秒鐘飛2.2~3米;天蛾每秒鐘飛5米;菜粉蝶每秒鐘飛1.8~2.3米;家緞每秒鐘飛2米;牛虻每秒鐘飛4-14米;蜜蜂每秒鐘可飛2.5~6米。因為昆蟲有這樣強的飛翔能力,再加上高空氣流和風的影響,便給昆蟲遠距離飛遷提供了良好的條件。

3 翅膀 -蝙蝠的翅膀

翅膀蝙蝠的翅膀

蝙蝠是唯一一類演化出真正有飛翔能力的哺乳動物,有900多種。它們中的多數還具有敏銳的聽覺定向(或回聲定位)系統。它們雖然沒有鳥類那樣的羽毛和翅膀,飛行本領也比鳥類差得多,但其前肢十分發達,上臂、前臂、掌骨、指骨都特別長,並由它們支撐起一層薄而多毛的,從指骨末端至肱骨、體側、後肢及尾巴之間的柔軟而堅韌的皮膜,形成蝙蝠獨特的飛行器官—翼手。

最大的狐蝠翼展達1.5米,而基蒂氏豬鼻蝙蝠的翼展僅有15厘米。蝙蝠的顏色、皮毛質地及臉相也千差萬別。蝙蝠的翼是進化過程中由前肢演化而來。除拇指外,前肢各指極度伸長,有一片飛膜從前臂、上臂向下與體側相連直至下肢的踝部。拇指末端有爪。多數蝙蝠於兩腿之間亦有一片兩層的膜,由深色裸露的皮膚構成。蝙蝠的吻部似嚙齒類或狐狸。外耳向前突出,通常非常大,且活動靈活。許多蝙蝠也有鼻葉,由皮膚和結締組織構成,圍繞著鼻孔或在鼻孔上方拍動。據認為鼻葉影響發聲及回聲定位。

蝙蝠有翅膀,看上去很像鳥類。但它們沒有羽毛,也不生蛋,它們是哺乳動物。雌性產下幼仔,用乳汁哺育。某些種類的蝙蝠是飛行高手,它們能夠在狹窄的地方非常敏捷地轉身,蝙蝠是唯一能振翅飛翔的哺乳動物。

4 翅膀 -民間文化

古亞洲以及歐洲,有人多次嘗試使用翅膀於高處墜下滑行,以便飛行。但大多數人因此而亡。有人嘗試使用火藥和翅膀以提供力量飛行,但因為火藥調配不適而爆炸致死。

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