白露看雁：大雁迁徙的能量从哪来

白露一过，天就凉了。

古人将白露分为三候，每候5天，用以描述这一时期自然界的变化：一候鸿雁来，二候玄鸟归，三候群鸟养羞。‌

鸿雁南来，燕子南归，白露的三个物候全都跟鸟有关——古人早就注意到，这个时节鸟最忙。

白露之日鸿雁来，又五日玄鸟归，又五日群鸟养羞。

图片来源：中国气象局

每当秋冬季节，大雁就从老家西伯利亚一带，成群结队、浩浩荡荡地飞到中国的南方过冬，几千公里的漫长旅途得飞上一两个月。 它们为什么能撑得起这趟长途？

日照变短，身体先知道

大雁决定出发，主要因素是白天越来越短。

白露前后，北半球中纬度地区每天日照缩短大约两分钟。从夏至到秋分，三个月的日照变化累积下来，白天少了将近三个小时。这些变化大雁的身体读得懂。

眼睛捕捉到光线的变化后，信号传到下丘脑——大脑的"生物钟中枢"。下丘脑通过调控松果体使其分泌的褪黑素的量开始增加，褪黑素通过激活促性腺激素抑制激素神经元，间接抑制垂体分泌促性腺激素，生殖系统就此进入休眠状态。与此同时，另一个信号被激活：体内的胰岛素敏感性开始下降，肝脏开始加速合成脂肪，脂肪组织加速摄取血液中的脂质，重新合成甘油三酯储存。整个身体像被拨动了一个开关，从"繁殖模式"切换到"囤油模式"。

迁徙前大雁体重增加30%到50%，几乎全是脂肪。

图片来源：百度百科

这场生理转变是系统性的。迁徙前的大雁，体重能增加30%到50%，甚至更多。增加的几乎全是脂肪。一只普通大雁平时体重3公斤左右，临迁徙前能长到4公斤多，多出来的那一公斤多，大半是油。肝脏和肠道先增大以支持暴食，临飞前再缩小减负，肠道对脂类的吸收效率也大幅提高。有人解剖过迁徙前的候鸟，发现腹腔和皮下几乎被一层厚厚的脂肪填满，内脏都被挤到一边去了。

接下来的路，要靠这些油撑着。

脂肪就是飞行的汽油

人跑步靠糖原和脂肪混着烧，大雁飞行几乎全靠脂肪。

和其他动物的能量来源不同，在长距离迁徙飞行中，鸟类的持续高强度工作依靠脂肪氧化。

图片来源：Journal of Experimental Biology (2026) 229, jeb251497.

科学研究发现，候鸟在生理上特化出了超强的脂肪积累和燃烧能力。某些情况下，它们能把体重的50%到60%变成脂肪储备，然后在飞行中以极高的速率把脂肪酸从脂肪组织运到肌肉里烧掉。这就像出远门前给自己装了一个超大油箱，装的还全是高品质燃油。

脂肪作为飞行燃料有个天然优势——同样重量下，它提供的能量是糖或蛋白质的两倍多。对要飞几千公里的大雁来说，每一克重量都得精打细算。带脂肪比带糖划算太多。如果大雁靠糖供能，需要携带的重量几乎要翻几倍。

还有一处巧妙的设计。研究发现，迁徙鸟类脂肪中的不饱和脂肪酸比例会到70%左右。不饱和脂肪酸的熔点更低，在体温下保持液态，更容易从脂肪组织中被动员出来，也更容易在血液中运输。换句话说，大雁不光囤油，囤的还是"好烧的油"。这就像出远门前不光加满油，还专门挑了品质最好的那种。

膳食中的n-3和n-6脂肪酸可在肝脏中被转化为更长链、

更多不饱和的脂肪酸。

图片来源：Journal of Experirmenlal Biology(2018)221,jeb165753.

飞行一开始，脂肪组织就进入高速分解状态。甘油三酯被拆成游离脂肪酸和甘油，脂肪酸通过血液循环送到全身，源源不断送到飞行肌肉里。大雁的飞行肌肉细胞里负责吸收和氧化脂肪酸的蛋白和酶系统也被高度强化。整个身体就像一台专门为烧脂肪设计的发动机。

专门为烧脂肪设计的发动机

大雁的飞行肌肉和其他鸟类相比有一定的特殊性。

胸肌是它们身上最大的一块肌肉，占了体重的近五分之一。这块肌肉里的红肌纤维（快缩氧化纤维）比例极高。红肌纤维富含毛细血管和肌红蛋白，能持续不断地把氧气和脂肪酸送进细胞里烧。这跟短跑运动员白肌纤维更发达、马拉松运动员红肌纤维更发达是一个道理——大雁飞几千公里，靠的就是这种耐力型的肌肉构造。

慢肌就是红肌，耐力持久运动要靠它。

图片来源：网易号

进入连续飞行状态后，大雁肝脏里的脂肪合成活动基本停了，脂肪组织里的脂肪分解活动却大幅上升。脂肪组织把储存的甘油三酯拆成脂肪酸，持续释放到血液里。且连续飞行期间，血液中的脂肪酸浓度维持在较高水平，飞行肌肉随时都能拿到燃料。这就好比发动机一直连着油管，能量利用效率非常高。

等到落地休息的时候，这套系统也不会马上关机。短暂停留期间，大雁会大量进食，把消耗掉的脂肪尽快补回来。下一段飞行开始前，油箱又重新装满了。

北京处于全球候鸟迁徙路线的关键位置，

大雁会在密云水库等地歇脚补充能量。

图片来源：百度百科

排成人字，不只是好看

解决了能量的问题，还有一个问题：怎么飞得远？

大雁的迁徙路线少则一两千公里，多则五六千公里。以每小时60到90公里的速度计算，加上中途休息和觅食，一趟完整的迁徙要持续一两周。这么长的路，完全靠自己效率太低了。

雁群找到了一套办法：排成人字形飞行。

人字形编队能帮雁群节省大量体力。

图片来源：东南卫视

1914年，德国空气动力学家卡尔·维泽尔斯伯格提出了一个颇具启发性的假说：鸟儿展翅飞行时，翼尖会产生旋转的涡流，并在其侧后方形成一股向上的气流。后面的鸟只如果精准地“站在”这股上升气流中，就能借力获得升力，从而减少飞行所需的能量。1970年，Lissaman和Shollenberger进一步用空气动力学模型对这种“借力飞行”进行了定量计算。他们预测，在理想条件下，由25只鸟组成的V形编队，其飞行航程可比单只鸟增加约70%，即在相同能量条件下，鸟群能够飞得更远。

人字形的关键是轮流出力。最前面的头雁承受的空气阻力最大，跟在它斜后方的同伴则能借助上升气流，用更少的力气维持飞行。飞一段时间后，头雁会退到队伍侧面休息，另一只大雁补上领飞位置。这样轮换下来，整支队伍都能分担体力消耗，没有哪一只能一直轻松，也没有哪一只要一直硬撑。

雁群会频繁更换头雁，轮流领飞。

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不过大雁也并非全程排成人字。雷达跟踪研究发现，它们只有大约20%的飞行时间采用人字形编队，其余时间多排成一字或斜线。编队夹角也会在24度到122度之间不断变化，跟风速和风向有关。阵风较强时夹角减小，顺风飞行时队形更松散。

几千公里的南迁路，靠一整套精密设计撑下来。

图片来源：中国气象报

白露抬头看雁，雁群扇动翅膀的时候，身体里那套“燃料系统”，正在帮它们飞过每一段路。它们靠身体里精准的生物钟决定出发时机，靠囤积的脂肪提供持续能量，再靠同伴的编队节省体力。

几千公里的路，靠的正是这一整套精密的生理设计。

作者：蝌蚪君审核：刘颖 李培元 张超 杨柳审核专家：张云峰 中国科学院动物研究所 研究员

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