蜂鳥的獨特性體現在它們出類拔萃的飛行本領（懸停能力尤為突出)）、絢麗多彩的體羽和普遍偏小的體形上。與花的特殊關系使蜂鳥在生态環境中擁有其他鳥所無法取代的“生态位”。它們幾乎僅以高熱量的花蜜為食，同時在這一過程中為它們所專食的植物授粉。

蜂鳥的體形非常小。大部分種類隻有 6 ～ 12厘米長，2.5 ～ 6.5 克重。圭亞那和巴西的紅隐蜂鳥及古巴的吸蜜蜂鳥體重均不足 2克，不僅是最小的鳥，而且也是世界上最小的溫血動物。而鐮嘴蜂鳥、劍嘴蜂鳥和藍翅大蜂鳥等種類則重于平均水平，為 12 ～ 14 克。一如其名，巨蜂鳥為所有蜂鳥種類中的最大者，重19一21克，與一隻小型雨燕相當。

特殊的生理構造

蜂鳥高度進化為食蜜類，幾乎完全依賴于鳥媒花植物底含碳水化合物的精類分格物（花蜜）。它們的食物構成約為90%的花蜜、10%的節枝動物和花粉。蜂鳥用細長的喙（保護着裡面特化的、長而敏感的舌）來獲得花素這種流質食物。它們的特殊距食行為必然要求有一種特定的運動模式——懸停式飛行，以使它們在采取盛開的花朵時能夠在空中保持位置不動。而正是在患停時，據膀發出的嗡嗡聲使它們獲得了“蜂鳥”這一名字。不過，這種獨特的是食方式也導緻它們的腳無法行走或攀緣，隻能用于栖木。懸停時，蜂鳥尖而平的細膀主要做橫向運動。

湖實的動作類似于直升機上的收斂式能翼所做的一種平面八字運動。隻要翅膀的角度略做調整，蜂鳥就可以利用這種技術進行各種可控制的空中前進、後退和側飛行為，甚至包括倒置飛行。小型種類如紫輝林星蜂鳥，是停時的報據速度平均為每秒 70 ～ 80 次，相比之下，巨蜂鳥僅為10～ 15 次。而振翹速度最快的是某些北美種類，如紅喉北蜂鳥，在求偶炫耀飛行時，振翅速度每秒鐘超過200次。

蜂鳥的這種懸停飛行模式選就了其特殊的骨骼和飛行肌結構。與其他飛鳥相比，它們的胸骨相對大而長，龍骨明顯。具8對肋骨，比大多數鳥類多2對幫助飛行時保持穩定。胸部帶的喙骨不僅強健，而且在結構上也很特别：隻有蜂鳥和雨燕在喙骨與胸骨相連的地方有一個淺的杯——球狀關節。飛行機通過機腱與肱骨相連。蜂鳥的肱骨進化為可繞着肩關節自由活動，從而使翅膀得以理想地會方位運動，包括近 180°的軸向旋轉。事實上，隻有肱骨在圍繞關節運動，慢鏡頭照片顯示，前臂骨骼幾乎不彎曲。

蜂鳥飛行用到的兩大肌肉組織為富含線粒體的胸大肌（附幹胸骨、鎖骨、肱骨）和胸深肌（位于胸肌下面，也着生于胸骨)。它們均完全由深紅色的肌纖維組成，為強有力的飛行提供能量。這兩大飛行肌肉組織總重占到了蜂鳥體重的30%以上，這一比例遠高于其他出色的飛鳥如各種候鳥等，候鳥的飛行肌占體重的比例不超過 20%。

由于懸停飛行耗能巨大，蜂鳥對氧的需求量為所有脊椎動物之最。它們的呼吸系統非常适于處理大量氣體——兩個緊湊而對稱的肺用以氣體交換，9 個薄壁氣囊相當于換氣的風箱。蜂鳥栖息時的呼吸頻率為每分鐘 300 次，在高溫下或飛行時會上升至每分鐘 500次以上，相比之下，椋鳥和鴿子的呼吸頻率約為 30 次／分鐘，而人隻有 14 ～ 18次／分鐘。蜂鳥每次吸的潮氣量（每次吸入或呼出的氣量，一般縮寫為TV)為0.14 ～ 0.19TV。

一隻4 ～ 5 克的蜂鳥日需能量約為 30 ～ 35 千焦，為其基礎代謝水平的5倍。為了滿足這種巨大的能量需求，蜂鳥每天必須消耗約1000 ～ 1200 朵花的花蜜，而每日随着這些花蜜攝入的水分為它們體重的 1.6 倍。這些大量的多餘水分必須通過持續的多尿排除，從而維持體内鹽分的平衡問題。蜂鳥借助其特定的生理構造解決了這一問題——它們的腎含有發育不完全的腎小管，由少量環形腎元及排洩廢物的單元物質組成集合管。這使得蜂鳥對尿液的濃縮方式與其他鳥和哺乳動物不一樣，它們将血漿的滲透濃度降至 15%～ 24%，從而回收寶貴的鹽分。不過，盡管有 76%～ 85%的溶質得以保存下來，但每天仍會有10%的鈉和鉀流失體外。這些鹽分通常在花蜜中得到相應的彌補。研究表明，食花蜜的習性促使蜂鳥進化成小體形。而相對小的腎處理相對大的水流量，這種制約隻能通過前面提到的腎元産生濃縮尿液來解決。

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