为什么黑天鹅要一只脚站着睡觉？它为什么要用这么高难度的姿势？ 第1页

大家如果去动物园玩，会发现一个非常有趣的现象，很多鸟儿都是单腿站立理羽或者休息，特别是一些大型的鸟类更为明显，比如鹤类，鹳类，鹭类，鸭类。

火烈鸟为啥单腿站立，绘图：小叶叔叔

目前科学们没有非常明确的答案，但是有以下几个观点：

最主流的观点是：有利于保暖

鸟类的平均体温为40到43度（Prinzinger，1990），基础代谢率非常高，就是一个代谢的机器，为了能够飞行，需要消耗大量的能量。

鸟类的腿部是鸟儿与环境之间热交换的重要部位（Dawson and Whittow，2000)，在温暖的环境，腿部可以散热，在寒冷的条件下，腿部也最容易损失热量（Steen and Steen，1965)。鸟儿全身覆盖羽毛，但是腿部是裸露的。鸟儿把另外一条腿藏在羽毛底下是不是为了减少散热面积，而有利于保暖呢？

科学家用大红鹳（Phoenicopterus ruber，6种火烈鸟中的一种）进行研究。通过观察火烈鸟的行为，并记录环境的温度，发现随着温度降低，火烈鸟单腿站立的比例明显增加，并且在温度低的水里单腿站立的比例尤为明显。温度降低可以增加火烈鸟单腿站立的比例，支持了有利于保暖观点（Anderson and Williams，2009）。

大红鹳单脚站立，图片：http://reinhold-necker.de

后续又有研究发现一些鸟类，比如绿头鸭（Anas platyrhynchos），黑天鹅(Cygnus atratus), 白脸鹭（Egretta novaehollandiae）, 黑尾滕鹬 (Limosa limosa)，澳洲琵鹭（Platalea regia），黑翅长脚鹬 (Himantopus himantopus)等也有都有这种趋势，就是温度越低，单腿站立的比例越高，但是统计学差异性不明显（Harker and Harker，2010）。

绿头鸭单腿站立，图片：http://myextrainnings.com

黑翅长脚鹬单腿站立， 图片 http://commons.wikimedia.org

第二个观点是：保持平衡

双脚走路多见于人类和鸟类，对于人类而言，人的身体是笔直的，人的重心和双腿是同一条垂直线，双脚站立很稳定（图A）；单脚站立时候，身体要向站立的脚倾斜，才能保持重心和支撑脚在一条线上，保持平衡（图B）。

但是鸟类的重心在身体靠前，所以鸟类双脚站立的时候，膝盖是向前稍微弯曲的（图C，即趾间关节弯曲，鸟儿的趾间关节有点类似于我们的脚踝）。而鸟儿单脚站立的时候，腿部是伸直（即趾间关节伸直），但是腿部和水平地面需要保持一定角度才能保持平衡（图D）。

为了更明显看到单腿站立的鸟儿，腿和垂直地面的夹角，看下图。鸟儿单脚站立时候趾间关节伸直，也可以让身体非常稳定，保持平衡（Stolpe，1932)。

鸟儿单腿站立和重心和平衡，图片：http://reinhold-necker.de

鸟儿单腿站立的时候并不一定是保持静止的，它可以进行一些活动，比如整理自己的羽毛，火烈鸟还可以单脚站立时候进行觅食和战斗。

火烈鸟单腿站立觅食，图片：http://wisegeek.org

第三个观点是：缓解肌肉疲劳

人长时间的站立会使腿部肌肉劳累，腿部僵硬，行动迟缓。人可以通过轮流抬腿来进行休息，缓解肌肉疲劳。那么鸟儿单脚站立是不是可以防止腿部肌肉疲劳呢？

Clark (1973)通过观察一些鸟类发现埃及雁（Alopochen aegyptiacus）和白颈鹳（Ciconia episcopus）在站立时候，会经常交替使用两只脚"独立"。其他研究还发现，很多鸟类单腿站立休息时候，左右脚站立的频次并没有差异（Randler， 2007; Anderson and Williams，2009），这个这些动作可能和缓解肌肉疲劳有关系。

白颈鹳经常交替使用两只脚"独立"，图片：http://reinhold-necker.de

也有科学家用火烈鸟进行验证，对比双脚和单脚站立休息的火烈鸟，等到其休息结束之后，观察其运动行为。如果“缓解疲劳”这个观点成立的话，那么我们可以预测两只脚休息的鸟类休息结束之后比较疲劳，需要花费更多的时间来调整之后才开始运动（脚麻了之后通常需要缓一缓再动）。但是科学家们通过实验得出了完全相反的结论： 即单脚站立的鸟儿休息完之后反而需要更多的时间调整之后才开始运动，也就是鸟儿做这个单脚站立高难度动作也是挺辛苦的，也会感到疲劳，不支持单脚站立缓解肌肉疲劳观点（Anderson and Williams，2009）。

关于鸟儿为啥单脚站立，还有一些观点，但是缺少数据支持。

减少寄生虫： 一些寄生虫可能通过鸟的脚爬上去，只用一只脚站立相比两只腿可以降低生病的概率，以此保持自己的身体健康。

促进血液循环：有些鸟儿腿部较长，鸟类的血液从毛细血管输送到脚的时候，需要消耗能量，如果抬起一条腿，保持腿在一定的高度，可以让腿部更接近心脏，有利于血液输送，减少能量消耗，促进血液循环。

目前来说，本文第一个观点的认可度较高，但是通过观察也发现，很多鸟儿单腿站立时候，并没有把另外一条腿缩进羽毛里面，而且在天气非常暖和的时候，鸟儿也经常单脚站立，所以鸟儿单腿站立的原因可能不是单一的因素，保持平衡，减缓肌肉疲劳等或许也是其单脚站立的原因，这些未知的秘密期待着科学家们继续深入的研究。

2017年3月13日更新

大家都很关心一个问题，蹲着可以解决一切问题了吗？其实这个问题，科学家们也很好奇，于是进行了以下研究。

野外的鸟儿其实很危险，随时可能被天敌吃掉，于是鸟儿不得不随时保持高度警戒和快速逃跑状态，但是冬天这么冷，有一些鸟儿实在受不了冷，也会采取蹲的策略进行保暖。

2012年美国印第安纳州立大学的科学家做了这样的实验：冬天搭建一个平台，放了些食物，吸引鸟儿过来，同时放置一个声音播放的装置。当鸟儿觅食行为都正常之后，播放鸟儿遇见天敌的警报鸣叫声，然后测试站着和蹲着的小鸟面对天敌，逃跑的反应时间（Carr and Lima，2012）。

大家看这插图，结果很明显，站着觅食的小鸟反应时间很快，蹲着的小鸟反应时间整整慢了接近一倍，这个时间很可能让这个小鸟毙命，所以鸟儿在蹲着保暖和被捕食之间会做一个权衡。在可以忍受的范围内，能站着尽量站着，只有很安全的情况下，可以蹲着歇一会（Carr and Lima，2012）。

参考文献：

Anderson M J, Williams S A. Why do flamingos stand on one leg?. Zoo biology, 2010, 29(3): 365-374.

Brush A H. Energetics, temperature regulation and circulation in resting, active and defeathered California quail, Lophortyx californicus. Comparative Biochemistry and Physiology, 1965, 15(3): 399-421.

Carr, J. M., and S. L. Lima. Heat-conserving postures hinder escape: a thermoregulation–predation trade-off in wintering birds. Behavioral Ecology，2012，23:434-441.

Clark G A, Unipedal postures in birds. Bird Banding, 1973, 44: 22-26.

Dawson W R, Whittow G C. Regulation of body temperature. In: Whittow G C (Hrsg) Sturkies´s Avian Physiology: 2000, 343-390. Academic Press, San Diego.

Prinzinger R. Temperaturregulation bei Vögeln . Thermoregulatorische Verhaltensweisen. Luscinia, 1990, 46: 255-302.

Harker T D, Harker F R. Why do birds stand on one leg?–A pilot study of exotic and native New Zealand birds. Notornis, 2010, 57(4): 173-177.

Randler C. Foot preferences during resting in wildfowl and waders. Laterality, 2007,12: 191-197.

Steen I, Steen J B. The importance of the legs in the thermoregulation of birds. Acta physiol. Scand,1965,63: 285-291.

Stolpe M. Physiologisch-anatomische Untersuchungen über die hintere Extremität der Vögel. J Ornithol, 1932, 80: 161-247.