在哈利波特的魔法世界裡，霍格沃茲的神秘錄取通知書都是由貓頭鷹來派送的，貓頭鷹這種生物的身上充滿了各種神秘的傳說，今天就來聊一聊他有那些特别之處。

一、基本特征：鸮形目(Strigiformes)中的鳥被叫做貓頭鷹，總數超過130餘種。在除南極洲以外所有的大洲都有分布。大部分的種為夜行性肉食性動物。該目鳥類頭寬大，嘴短而粗壯前端成鈎狀，頭部正面的羽毛排列成面盤，部分種類具有耳狀羽毛。雙目的分布，面盤和耳羽使本目鳥類的頭部與貓極其相似，故俗稱貓頭鷹。别名神貓鷹。

二、貓頭鷹的視覺與聽覺系統：

1、貓頭鷹的眼球呈管狀，有人把貓頭鷹的眼睛形容成一架微形的望遠鏡。在貓頭鷹眼睛的視網膜上有極其豐富的柱狀細胞。柱狀細胞能感受外界的光信号，因此貓頭鷹的眼睛應該能夠察覺極微弱的光亮。如果把鳥眼比做照相機的話，那麼大多數适于白天活動的鳥的眼睛是小口徑的标準鏡頭，貓頭鷹的眼睛就是大口徑、長焦距的望遠鏡頭。因此在很長一段時間裡，人們一直認為貓頭鷹是靠視覺在黑暗中飛行和捕食的。但是，如果用一般鳥類所具有的視覺感覺系統來衡量貓頭鷹的話，那麼要達到貓頭鷹這樣的視力，它的整個腦部就得都由視覺神經組成! 2、鳥類學家們從進一步研究發現，貓頭鷹的聽覺非常靈敏，在伸手不見五指的黑暗環境中，聽覺起主要的定位作用。貓頭鷹的左右耳是不對稱的，左耳道明顯比右耳道寬闊，而且左耳有很發達的耳鼓。大部分貓頭鷹還生有一簇耳羽，形成像人一樣的耳廓。貓頭鷹的聽覺神經很發達，一個體重隻有300 克的倉鸮約有9.5 萬個聽覺神經細胞，而體重600 克左右的烏鴉卻隻有2.7 萬個。另外，貓頭鷹臉部密集着生的硬羽組成面盤，而這個面盤是很好的聲波收集器。貓頭鷹碩大的頭使兩耳之間的距離較大，這可以增強對聲波的分辨率。當一隻貓頭鷹在黑暗的環境中搜索獵物時，它對聲音的第一個反應是轉頭，如同我們在聽微小響動時側耳傾聽一樣。但是貓頭鷹并不是真正地側耳傾聽，它轉頭的作用是使聲波傳到左右耳的時間産生差異。當這種時間差增加到30微秒以上時，貓頭鷹即可準确分辨聲源的方位。貓頭鷹一旦判斷出獵物的方位，便迅速出擊。貓頭鷹的羽毛非常柔軟，翅膀羽毛上有天鵝絨般密生的羽絨，因而貓頭鷹飛行時産生的聲波頻率小于1 千赫，而一般哺乳動物的耳朵是感覺不到那麼低的頻率的。這樣無聲的出擊使貓頭鷹的進攻更有“閃電戰”的效果。據研究，貓頭鷹在撲擊獵物時，它的聽覺仍起定位作用。它能根據獵物移動時産生的響動，不斷調整撲擊方向，最後出爪，一舉奏效。當然，貓頭鷹在捕食中視覺和聽覺的作用是相輔相成的，它正是在各方面适應夜行生活而成為一個高效的夜間捕獵能手。

三、貓頭鷹的骨骼系統：貓頭鷹的腦袋能夠270度地旋轉，無論它的腦袋怎樣擰，都不會出現腦供血不足導緻頭昏暈倒的情況。原因有2個，一個是它有一段結構強韌的頸椎，支持它在扭動脖子時，脖頸關節和血管不受傷。另一個原因是它的頸椎動脈有一處緩存血庫，當扭頭引起動脈血管扭曲，血流量減少時，緩存血庫能及時給腦部供血。看上去頭架在肩膀上，沒有脖子的貓頭鷹，實際上擁有14節頸椎。而擁有美麗脖頸，能戴鑽石項鍊的你，隻有7節頸椎。（圖二）

圖一

圖二

圖三

是斑雕鸮（常見的非洲貓頭鷹）骨骼，褪去羽毛看真相，貓頭鷹有根長脖子。14節頸椎的旋轉角度比7節要大得多。貓頭鷹的頸椎關節比你多，但它的枕髁比你少。你的顱骨和頸椎連接處有2個枕髁，而貓頭鷹隻有1個枕髁，它轉頭的幅度比你大。除了脖子長得長外，關節多，轉頭靈活外，貓頭鷹的頸椎管管腔還粗。同樣是頸椎血管，你的動脈血管貼近頸椎管的管腔，血管在管腔内的活動空間有限。而貓頭鷹的頸椎管管腔直徑是動脈血管的10倍，寬大的管腔給血管提供了緩沖氣墊，和活動的空間。當貓頭鷹270度扭頭時，血管壁不會被骨頭摩擦壓迫或是刮傷。（圖三）不僅頸椎結構跟你不一樣外，貓頭鷹的頸動脈還有你比不上的天賦，它自帶一個小血庫。美國約翰·霍普金斯大學團隊研究貓頭鷹的頸動脈血流情況，團隊給貓頭鷹的動脈裡注射顯影劑，用試劑模拟血液流動。實驗發現了貓頭鷹跟我們完全相反的地方：當貓頭鷹扭動脖子，旋轉腦袋時，它下巴底部的血管變得越來越粗，像個小血庫一樣在儲存血液。當你扭動腦袋時，頸動脈血管隻會越來越細，腦袋偏離原位越遠，頭部的供血量越少。長時間大幅度歪脖子的話，你缺血的腦袋會開始眩暈。但是，貓頭鷹不會。它下巴上的緩存血庫，給它儲備了大腦需要的血液。當旋轉脖頸造成動脈扭曲，暫時缺血時，緩存血庫能及時為腦袋供血。

三、貓頭鷹的飛行系統：貓頭鷹的靜音飛行與其飛行噪音的特性有關。貓頭鷹可以将絕大部分飛行噪聲能量控制在1600Hz以下的低頻範圍。而其獵物(田鼠等)的聽覺隻對頻率在2000Hz以上的聲音敏感，獵物聽不到貓頭鷹的飛行。羽毛也是貓頭鷹靜音飛行的重要因素。貓頭鷹翅膀初級飛羽外緣的梳齒結構可以起到渦流發生器的作用，将流過翅膀表面的大空氣渦流“過濾”成細碎的小渦流，抑制紊流邊界層噪聲的産生；氣流經過翅膀後緣時會發生渦旋脫落分離，初級飛羽後緣的穗狀須邊可以使脫離過程變得離散，抑制渦流脫離引起的氣動噪聲；覆蓋在貓頭鷹體表的大量松軟絨毛具有吸聲降噪功能，能夠吸收氣流與貓頭鷹身體作用時發出的聲音，減少聲音反射。貓頭鷹體表羽毛的多級分叉結構(包括絨毛末級分叉“竹節”結構)也在氣動噪聲能量耗散方面也發揮着重要作用。另外，貓頭鷹的羽毛還具有特别的力學特性。孔德義等人發現貓頭鷹翅膀和尾部羽毛的彈性模量較大，在3.13~3.66GPa之間，絨毛的彈性模量較小，在1.47~2.04GPa範圍。彈性模量較大的翅膀飛羽和尾部羽毛剛性較大，不易變形，主要用于調整和保持貓頭鷹的飛行姿态，并獲得最大升力，而身體其他部位的絨毛因彈性模量較小，較為柔軟，在飛行過程中受到氣流沖擊時，通過柔順變形來吸收噪聲能量。貓頭鷹翅膀的翼型特征讓貓頭鷹在飛行中具有更好的氣動和聲學特性。孔德義等人的研究顯示，在10m/s風速下，雕鸮翼型的升力約為0.896(牛)，大鵟翼型的升力約為0.809(牛)，雕鸮翼型的升力效果好于大狂翼型模型。此外，流場壓力分布顯示，在兩種翼型尾部，雕鸮翼型尾部的壓力脈動略小于大狂翼型模型，表示它具有更好的聲學特性。貓頭鷹的皮膚也具有吸聲特性。雕鸮皮膚表面非常粗糙，凹凸不平，密布着大量的氣泡狀突起，最小的突起甚至不到1微米。這樣的微觀結構特征十分類似于多孔吸聲材料，應具有一定的吸聲降噪效果研究還發現雕鸮腹部和大腿的皮膚及皮下組織有明顯的分層結構共分三層：表皮層、真皮層、皮下組織，且在真皮層與皮下組織層之間存在一個空腔結構，空腔高度30~80微米不等，而鴨子皮膚則無明顯的分層現象，更不存在皮下空腔結構。這樣的空腔結構應具有共振吸聲的效果。貓頭鷹的靜音飛行特性，是多個降噪因素綜合産生的總體效應。貓頭鷹的翅膀翼型和初級飛羽的形态結構發揮着消聲降噪的作用，而大量分布在貓頭鷹身體其他部位的絨毛的形态結構，以及貓頭鷹皮膚和皮下結構，起到了吸聲降噪的效果。貓頭鷹羽毛的力學特性，對于降噪的貢獻較為複雜，可能兼具消聲降噪和吸聲降噪的效果

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