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？
首先，我们要纠正一个常见的误解：黑天鹅并不是“非要”单脚站立睡觉，它们也可以双脚站立或者蜷缩侧卧。但单脚站立，尤其是在我们观察到的水面漂浮时，确实是它们非常典型和常用的休息姿势。这并非是为了耍帅或者挑战什么“高难度”，而是出于一系列生存和生理上的考量。
想象一下，黑天鹅大部分时间是在水上度过的。它们是水禽，它们的家就在湖泊、河流或池塘里。在这个环境中，保持身体的平衡和温度就成了它们需要时刻关注的头等大事。
为什么是单脚站立？这涉及到几个关键的生物学机制：
热量交换与保温（最重要的原因之一）： 这是最常被提到的解释。鸟类的腿部和脚，特别是那些裸露在外的部分，血管非常密集，但同时也是它们身体最容易散失热量的地方。试想一下，如果两只脚都长时间浸泡在冷水中，身体的热量会以惊人的速度流失，这对于维持核心体温来说是巨大的挑战。
黑天鹅选择单脚站立，并将另一只脚收起来，藏在腹部的羽毛下方。这样一来，被收起的脚就得到了很好的保护，温度不会急剧下降。等它觉得累了或者想换个姿势，再交换另一只脚。这种交替站立的方式，就像我们冷了把手插进口袋里一样，是它们一种非常聪明的“节能模式”，能够最大程度地减少热量损失。
而且，它们的腿部和脚的血管系统也非常特别，叫做“逆流热交换器”。简单来说，流向下肢的动脉血和流向上肢的静脉血在靠近时，会将动脉血中的热量传递给静脉血，从而让流向下肢的血液在到达脚部时已经预冷，而从脚部回流的血液也因为提前获得了部分热量而升温。这是一种非常高效的保温机制。即使是单脚站立，也只是让另一只脚暂时“休息”，等到它需要加热时，再换成收起那只脚。
减轻肌肉疲劳与压力： 长时间单脚站立，对于很多动物来说，可能听起来更加费力。但对于黑天鹅来说，它们拥有一个非常独特的生理构造，叫做“锁足肌腱”（Tendon Locking Mechanism）。当它们站立时，脚趾的肌腱会自动收紧，像卡扣一样将脚固定在支撑面上，无论是水中的浮萍、岸边的草地，还是栖息的树枝。这意味着，它们在单脚站立时，肌肉并不需要持续地用力来维持姿势，而是由肌腱“代劳”，这样可以大大减轻肌肉的疲劳感，让它们能够更长时间地保持站立，甚至在睡眠中也能如此。
所以，单脚站立并非是它们在主动地“高难度表演”，而是肌腱的自然锁定让他们能够轻松地保持平衡，将更多的精力用于休息和恢复。这种机制让它们在站立时可以放松大部分腿部肌肉。
对水体环境的适应： 在水面上，虽然不至于像陆地那样需要“站稳”，但在漂浮时，身体总会有轻微的晃动。单脚站立，特别是将脚收起，能够帮助它们更好地利用重心，保持身体的稳定，就像我们单腿站立时会自然地调整身体来找到重心一样。而且，收起的脚也避免了在水中不必要的阻力或被水流轻易带动。
观察与警戒： 有些学者也提到，单脚站立可能也带有一点点警戒的作用。虽然在休息时，它们的警惕性会降低，但抬高一只脚，会让他们在需要快速反应时，能够更快地调整重心，或者用它来推水启动。不过，这通常不是它们选择单脚站立的主要原因，更多还是与保暖和减轻疲劳相关。
所以，我们看到黑天鹅一只脚站着睡觉，并不是它们在挑战什么高难度动作，而是经过漫长进化而来的生存智慧和生理结构的完美结合。
它们不是在炫耀，而是在“精打细算”地利用身体的每一部分，来更好地适应它们所处的湿润、凉爽甚至可能寒冷的水域环境。那轻盈的单脚站立，是它们与生俱来的，一种优雅而高效的生存策略。下次你再看到黑天鹅优美地单脚站立，不妨想象一下它们脚下肌腱的巧妙锁定，以及它们身体内部那精密的“热量管理系统”，你会发现，这背后藏着一个多么令人惊叹的自然奥秘。
网友意见
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.
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