一只有着粉红色羽毛的火烈鸟通常与悠闲的生活方式联系在一起，但这些长腿、个性十足的鸟类的进食方式却一点也不悠闲。当它们将弯曲的脖子伸入水中时，它们会用脚、头部和喙制造旋转的水龙卷，有效地将猎物聚集起来，然后将它们吸入口中。这些发现刊载于本周《美国国家科学院院刊》(PNAS) 上的一项研究中。
“火烈鸟实际上是捕食者，它们会积极寻找水中移动的动物，而它们面临的问题是如何将这些动物集中起来，将它们拉到一起然后进食，”该研究的合著者、专攻生物力学的加州大学伯克利分校生物学家Victor Ortega Jiménez在一份声明中说。“想想蜘蛛，它们会织网捕捉昆虫。火烈鸟则利用涡流捕捉动物，比如卤虫。”
在这项研究中，来自加州大学伯克利分校、佐治亚理工学院、肯尼索州立大学（位于佐治亚州马里埃塔）以及纳什维尔动物园的研究团队观察了一群生活在纳什维尔动物园的智利火烈鸟（Phoenicopterus chilensis），并制作了它们脚部和L形喙的3D打印模型。
“火烈鸟是高度特化的滤食动物，”Ortega Jiménez说。“不仅仅是头部，还有它们的脖子、腿、脚以及它们为有效捕捉这些微小而敏捷的生物所使用的所有行为。”
火烈鸟的脚有蹼，但像许多涉禽一样，它们的脚也非常柔软。进食时，它们会用脚搅动浅水底部的沉积物。然后，火烈鸟通过像马桶吸一样向上猛地一甩头部，产生小漩涡将沉积物向前推进，并将它们带到水面——这就制造了这些微型水龙卷。整个过程中，它们的头部都倒置在水涡中，倾斜的喙不断移动，形成更小的涡流，将沉积物和食物带入口中。在嘴里，沉积物会被过滤掉。
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在鸟类中，火烈鸟的喙是独一无二的。它们在倾斜的前端是扁平的，这样当头部倒置在水中时，扁平的部分仍然与水底平行。这有助于火烈鸟使用另一种称为“掠食”的技术。它们用长而S形的脖子将头部向前推，同时快速拍打喙。这个动作会产生片状涡流，捕获猎物。这些微型龙卷风足以捕获通常很敏捷的卤虫和一种名为桡足类的微型甲壳类动物。
“它们看起来只是在过滤被动的颗粒，但实际上并非如此，这些动物实际上是在捕食移动的动物，”Ortega Jiménez说。
当研究团队制作了L形喙的3D模型后，他们发现将头部笔直向上提起时会产生一个涡流。这个围绕垂直轴旋转的涡流能够以高达每秒1.3英尺的速度浓缩食物颗粒。
研究团队在火烈鸟身上发现的流体原理可能在未来具有工程应用价值。它可以帮助工程师开发更好的系统，用于从水中浓缩和吸取微小颗粒，潜在地可以处理数量极其庞大的微塑料。这些原理还可以应用于改进自清洁过滤器或能够像火烈鸟一样在泥泞中行走和奔跑的机器人。
