風洞不是洞,而是一條大型隧道或管道,里面能產(chǎn)生強勁的氣流。配合其他相關(guān)設(shè)施,風洞實驗室一般用來研究空氣動力學。
在本文的故事中,風洞實驗室用來模擬高空低氧環(huán)境。
加拿大哥倫比亞大學,風洞實驗室。
“準備好了嗎?開始!”
操控室的工作人員一聲令下,好幾只穿戴著特殊測量設(shè)備的斑頭雁飛進了風洞。一同進入的還有一位女士,看起來跟斑頭雁很熟的樣子。在她的指揮下,斑頭雁們賣力地扇著翅膀,在實驗室中飛行。
到底發(fā)生了什么事,斑頭雁竟然進了風洞實驗室?別著急,咱們這就去現(xiàn)場探究一番。
作客風洞實驗室
要說風洞實驗室這樣的大型實驗設(shè)施,怎么看都稱得上高精尖了。可是,跟客人斑頭雁比起來,風洞實驗室只能算是普普通通的人造設(shè)施。不信你去問問現(xiàn)場的科學家,在他們眼里,斑頭雁可是“科幻生物”般的存在呢!
對了,小編收到可靠消息,神秘女士是一位研究生理學的科學家,名叫杰西卡·梅爾,她同時還是這群斑頭雁的“媽媽”。
梅爾,可否給哥迷們解釋一下,你和斑頭雁為什么會出現(xiàn)在風洞實驗室?
要回答這個問題,得從斑頭雁的長途遷徙開始說起。每年4月,斑頭雁都會和黑頸鶴、鸕鶿等十多種候鳥一起,從印度等地出發(fā),長途遷徙至中國青藏高原等地。途中,它們最大的障礙就是海拔6000米以上的喜馬拉雅山脈。別的候鳥都選擇繞開,只有倔強的斑頭雁扶搖直上,飛越高山,它們最高抵達過將近9000米的海拔高度。
斑頭雁究竟有怎樣的“魔法”,可以戰(zhàn)勝高空低氧?為了研究這個問題,我和同事認養(yǎng)了12只斑頭雁,撫養(yǎng)它們長大,帶它們進風洞實驗室,進行模擬高空低氧環(huán)境的飛行實驗。
如今,時候到了。
梅爾媽媽真是了不起!她從我們出生起就照顧、喂養(yǎng)我們,還帶我們散步、嬉戲,教我們飛行。現(xiàn)在,帶我們做實驗也是為了研究、保護我們!我們?nèi)χС置窢枊寢專?/p>
哥倫比亞大學的風洞實驗室尺寸剛好適合斑頭雁們飛行。在風洞內(nèi),科學家人工產(chǎn)生并調(diào)控氣流。對斑頭雁來說,在這里飛行就像人類在跑步機上跑步。給它們戴上設(shè)備以后,科學家就可以在實驗中監(jiān)測并記錄斑頭雁的身體變化。
在海平面高度飛行時,斑頭雁的身體沒有什么變化。接下來,要模擬高海拔飛行了!
風洞實驗室模擬的空氣含氧量持續(xù)降低。接近于海拔5500米的空氣含氧量時,斑頭雁的身體開始有了一些變化。
驚人的發(fā)現(xiàn)
隨著氧氣濃度降低,斑頭雁沒有像科學家預料的那樣,加快身體的新陳代謝,而是減緩了身體的新陳代謝。
它們將血液里的氧氣含量維持在很低的水平,繼續(xù)飛行!
這太不可思議了!我和同事猜測,斑頭雁這么做是為了讓不太重要的身體器官“停工”,然后,把有限的資源用在飛行肌肉上。這樣的話,它們扇動翅膀的速度才會更快。
實驗繼續(xù)進行。
模擬接近于9000米高空的空氣條件時,斑頭雁的身體又有了一些變化——它們的靜脈血溫度降低了2攝氏度!
太了不起了!斑頭雁這么做,會大大增加血液中的攜氧量!
整場實驗下來,科學家獲得了許多珍貴的數(shù)據(jù)。雖然斑頭雁飛行的秘密還沒有完全破解,不過,研究還在繼續(xù),讓我們拭目以待吧!
斑頭雁為什么不繞開喜馬拉雅山脈?
這可能和它們祖先的遷徙行為有關(guān)。在上新世或更新世末期,斑頭雁的祖先們已經(jīng)開始從南亞向中亞遷徙,只不過當時的喜馬拉雅山脈還沒有這么高。隨著時間的推移,喜馬拉雅山脈的高度不斷增加,而斑頭雁的遷徙路線已定,不會輕易改變了。