文/Gordon A Chalmers（加拿大） 译/凌云
众所周知，鸟类飞翔时主要依靠脂肪和肝糖提供能量，而长时间连续飞行所消耗的主要是脂肪。每单位重量的脂肪与碳水化合物或蛋白质相比，可以产生更多的能量。例如，一克脂肪大约产生9200卡路里能量，相同重量的碳水化合物生成4200卡路里，而蛋白质只产生4100卡路里。可见，脂肪和碳水化合物在飞翔中的作用是毋庸质疑的，那么蛋白质扮演什么角色呢？如果深入挖掘一下，也许会发现它的作用也不容轻视。
让我们从鸽子的胸肌结构开始探讨。首先，我们能够用手指触摸到的胸大肌是鸟类肌肉结构中最强有力的一部分，它占身体总重量的20-32%，鸟类飞翔都依靠胸大肌。
其次，位于胸大肌下面，在由胸骨和突出的龙骨形成的三角形骨架中有一块较小的肌肉叫做深胸肌，其重量占身体总重的3-4%。单凭借这两块肌肉，鸟类就可以在每秒钟振翅5.5次，每分钟330次，比赛时每小时振翅达19800次之多。理论上说，在一场持续12-14小时的500英里的比赛中，一羽鸽子需要振翅2376000-2772000次。鸽子在向下拍打翅膀的时候呼气，向上的时候吸气，这样给运动着的肌肉提供大量的氧气。
如果我们用显微镜来观察胸大肌的结构，从生物化学的角度来说，它是由一些线状的纤维细胞构成的，而且有两种半径的纤维细胞：一种是为数较少的大半径纤维细胞，另一种是大量的小半径纤维细胞。每100束纤维细胞，就有86-94束红纤维细胞，也就是说只有6-14束白纤维细胞。纤细的红纤维细胞中含有许多脂肪微粒和少量的碳水化合物。粗壮一点儿的白纤维细胞中沉积着碳水化合物。
纤维细胞的运动按照传统说法叫做“扭动”。在包括人在内的所有哺乳动物中，白纤维细胞因为扭动得较快而叫做“快扭动”纤维细胞；出于相反的原因，红纤维细胞被称为“慢扭动”纤维细胞。
然而，在像鸽子这样的禽类中，红白两类纤维细胞都是“快扭动”纤维细胞，因而特别适合长时间飞行。白纤维细胞也扭动得非常快，速度在31-37毫秒/次（一毫秒=1/1000秒），这意味着白纤维细胞收缩或扭动一次只用31-37/1000秒！正因为扭动速度之快，所以白纤维细胞经常被用于速度极快的飞翔中，例如像离弦的箭那样地冲飞或骤然降落等过程中。当白纤维细胞中的能量（碳水化合物）耗尽时，它就变得疲劳乏力了，可想而知这个过程是很短暂的。鸽子在紧张时或处在寒冷的天气中，翅膀尖儿的抖动速度基本上反映出这种扭动速度。
尽管红纤维细胞的扭动速度也很快，可一般是47-62毫秒 /次，也就是说它们可以在47-62/1000秒中完成一次扭动。显然，这个速度不及白纤维细胞的快，因此它们也不易在短时间内疲劳，并能在长时间飞翔中持续地提供能量。
鸽子在冲上蓝天的那一瞬，胸大肌中的白纤维细胞把积累的碳水化合物迅速地转化为葡萄糖，产生出巨大的能量才足以达到翱翔时需要的速度。
鸽子飞上天后，白纤维细胞中的能量消耗得所剩无几。在随后的几小时中，肝脏分泌出肝糖给白纤维细胞能量补给。肝糖先被转化为葡萄糖，并通过血管传递给白纤维细胞，接着又以肝糖的形式储藏起来。这些预备能量可以供不时之需，例如紧急情况下的提速，躲开天线，或是逃脱猛禽类的追杀……
鸽子凭借白纤维细胞释放的爆发力飞上天，接着使用红纤维细胞中贮存的脂肪为能量，维持长时间的飞翔。由于红纤维细胞中的脂肪不足以为鸽子提供整场比赛所需要的能量，所以体腔肠内的脂肪也提供能量补给。必要的时候，肠内的脂肪会以脂肪酸的形式流到血液中，并附着在转运蛋白上，并且变得溶解于水。这些脂肪酸被运输到每一束红纤维细胞上，并被转化为无数的“生物能工厂”--线粒体。红纤维细胞中的线粒体阶进式地转变成能够产生高能量的化合物--三磷酸腺苷。它能源源不断地提供能量。
在飞翔的时候，红纤维细胞的疲劳从最外层开始，并逐层渗透。当外面一层能量耗尽时，接着由下一层提供能量。这样依次类推，以提供持续飞翔所需要的能量。
综上可见，飞翔的主要能源一部分是由肝糖提供爆炸式的能量，而大一部分由脂肪长期提供能量。
蛋白质在鸽子飞翔尤其是长距离飞翔中，是否也起到很重要的作用呢？
对于这个问题，我们最好先讨论一下蛋白质以及它在肌体中的作用。蛋白质是由氨基酸组成的，氨基酸中含有氮。一共有22种氨基酸，每种所占比例各不相同。在体细胞中，这22种氨基酸以各种形式结合在一起生成各类蛋白质，有如许多不同颜色的砖共同垒起一堵墙。注意：并不是每一种蛋白质中都含有这22种氨基酸。正是这个原因，蛋白质的质量就有高有低。我想深入阐述一下这点，因为这不仅是一个学术课题，也有现实意义。
氨基酸被分为重要和非重要两类，其中特别重要的有10种。这意味着要么是肌体不能生产出它们，要么就是生产量不能满足自身需求。必须提醒注意的是，这些重要氨基酸只能从食物中摄取：相反，非重要氨基酸是由体细胞制造出来的。请看下面的分类：
重要氨基酸 非重要氨基酸
精氨酸 丙胺酸
组氨基酸 氨羰丙氨酸
异白氨酸 天冬氨酸
赖氨酸 双硫丙氨酸
蛋氨酸 谷氨酸
苯基丙氨酸 谷氨酸盐
苏氨酸 氨基乙酸
色氨酸 羟脯氨酸
缬氨酸 脯氨酸
丝氨酸 酪氨酸
当肌体制造某种特殊蛋白质的时候，就把从食物消化中获得的氨基酸按照细胞规定的模板链接起来。即使摄取的食物中缺少一种氨基酸，生成某种蛋白质的进程也会停顿下来。可见从食物中摄取多种氨基酸非常重要。所谓含有高质量蛋白质的食物或谷物是说它的重要氨基酸的含量较多；相反，低质量蛋白质的食物是指缺乏某一种或几种重要氨基酸的食物。某些谷物被认为缺少某种特殊氨基酸，例如，玉米中就缺乏赖氨酸。这就需要从其他的谷物中获取。因此，在喂养鸽子时就要注意扩大谷物的种类，或者补充一定量的药物，或者喂含有各类植物和动物蛋白质的饲料。这样才保证鸽子获得制造各种蛋白质的重要氨基酸。
无论是历史上还是当今，马拉松赛（700-800英里或更长的比赛）的倡导者（如澳大利亚和英国人）一直推崇给参赛鸽食用豌豆或是菜豆的做法，因为它们含有高蛋白质。这个传统由来已久。以前成功的赛鸽家根据实践传授给新一代的赛鸽家，并且代代相传，加上他们取得的骄人赛绩，这一做法似乎成了颠扑不破的真理。
据我所知，出版物上没有刊登任何关于蛋白质在长距离飞翔中作用的科研成果。然而，以前在苏格兰的格拉斯哥（Glasgow）大学工作的比尔·马林根（Bill Muligan）教授从事过赛鸽的研究，他提供以下资料，相信这能帮助我们理解蛋白质在飞翔中的角色。
如前文所述，鸽子在起飞时由碳水化合物提供能量，而在长时间飞行中必须依靠脂肪为运动着的肌肉提供足够的能量。然而，大脑只能用葡萄糖（又叫做右旋糖）作为能量的来源。鸽子很可能在飞翔时，用一部分贮存的蛋白质补充葡萄糖。这是通过两个过程实现的。
首先，肝脏分泌出许多葡萄糖并输向血管，以此向大脑提供能量。毫无疑问，分解肠中的碳水化合物也可以产生一部分葡萄糖，但因为大脑、肌肉和其他组织不断地从血液中提取葡萄糖，所以鸽子吃一顿饲料所产生的葡萄糖很快就会被消耗尽。这种危机被肝脏解除了：葡萄糖在这里以肝糖的形式存在，并且在急需的时候向血管中输出。肝糖的重要来源是氨基酸，如丙氨酸就能够很快地转化成葡萄糖。
葡萄糖的另一重要来源是肌肉本身。当肌肉中的葡萄糖需要被当做能量时会分解出丙酮酸。一部分丙酮酸会转化成为丙氨酸，并通过血液运输到肝脏。在肝脏中丙氨酸又重新转化成为丙酮酸，接着又转化成为葡萄糖，最后变成肝糖。看起来这似乎是一种从肌肉向肝脏运送肝糖的好办法。因为是肝脏而不是肌肉持续地向大脑提供葡萄糖，所以从肌肉到肝脏间的肝糖的运输是必要的。因此，在飞翔中蛋白质的一个重要作用是提供那些可以迅速转化成为葡萄糖的重要氨基酸。
为了进一步理解蛋白质在比赛尤其是远程比赛中的作用，透过各类候鸟（尤其是海鸟）的飞行，我们能得到一些启示。因为有些候鸟必须在2-3个月的时间内飞到地球的另一端，这就意味着它们必须每天飞行数百英里。即使在不吃任何东西的情况下也要一连飞行几天。
举例来说，一种叫做红腹滨鹬的海鸟从西伯利亚飞往非洲西部，距离是6200英里。途中只有一次短暂的休息以补充能量，并于四天后到达目的地。这时它们的体重只减轻几盎司。这些鸟在风孔中飞行的实验中，实际上它们要比在自然环境中消耗更多的能量。实验发现仅在一个小时之内，它们就由使用肝糖提供能量转换到由高能量的脂肪来补充能量。
此外，有一种叫黑尾豫的海鸟可以在50-100小时内一刻不停地飞翔数千英里。它们从新西兰飞到东西伯利亚和阿拉斯加，距离是6800英里。在它们飞向北极的路线上，其中从澳大利亚到中国这一段距离要飞跃海洋，距离至少有5000英里。排除受风向影响的因素，一般来说大约连续飞行100多小时。它们的耐力是多么强啊！这难道不是一个壮举吗？
瑞典、瑞士和荷兰的学者组成了一个研究小组对红腹滨鹬进行风孔实验。研究证明，它们从西伯利亚飞往非洲时要消耗许多脂肪和蛋白质。
脂肪的能量密度比肝糖和蛋白质的高出七倍以上。从高能量化合物角度来说，三磷酸腺苷贮存的脂肪可以产生比肝糖高出8-10倍的化学能量，而比湿蛋白质高出8倍。这主要是因为沉积的脂肪只含有5%的水分，而肌肉或肝糖要含70%甚至更多的水分。
鸟类起飞时还用不上沉积脂肪；在它们翱翔时脂肪才以脂肪酸的形式流到血管里，并输送给红纤维细胞。顺便提一句，红腹滨鹬需要比鸽子提早使用脂肪（红腹滨鹬在一小时之内，而鸽子要飞1-2小时才使用脂肪提供能量）。也许是因为这些海鸟类在数千年的迁徙生活中更适合耐力极强的飞翔。相比之下，鸽子能够坚持这种耐力型飞翔的时间较短。
在红纤维细胞中，脂肪酸通过柠檬酸循环在有氧分解下产生三磷酸腺苷。飞翔的鸟类面临的一个严峻问题是使这个循环不断地更新。利用碳水化合物或由蛋白质提供的某种氨基酸可以促进这一更新。
几项对红腹滨鹬等海鸟的飞翔研究表明，维持马拉松式的飞翔需要消耗大量的碳水化合物、脂肪和蛋白质。虽然肝脏和肌肉中贮藏着碳水化合物，体腔和一小部分红纤维细胞中贮藏着脂肪，但是没有专门贮藏蛋白质的地方。蛋白质的来源是身体的任何组织，如胸大肌、其他肌肉和消化器官。
问题是，如果脂肪是长距离飞翔，尤其是耐力极强的飞翔中的主要能量提供者，为什么也需要蛋白质呢？
部分原因是，蛋白质被用来保护和修复所有组织的结构。蛋白质在飞翔中的重要作用表现在以下几方面：
给大脑提供营养，如丙氨酸能够迅速转化成葡萄糖，同时给肝脏和胸大肌补充肝糖。
补充并维持柠檬酸循环需要的生物化学成分，不断地把脂肪分解成能量。例如，生物化学成分之一草·乙二酸一酰基-乙酸酯的产生就离不开氨羰丙氨酸和天冬氨酸。琥珀酰辅酶A是由异白氨酸、缬氨酸和苯基丙氨酸等产生的。事实证明高质量蛋白质在比赛前和长距离比赛中有着极其重要的作用。
是否有确凿的证据可以证明鸽子在飞翔中使用蛋白质呢？所有鸟类分解蛋白质后会产生尿酸，即常见的鸟粪上的白尖。瑞士的研究证明，鸽子飞行4-5小时后血管中的尿酸就会持续地增长。这表明鸽子比赛时消耗的蛋白质呈增长趋势。
这些事实说明，不论鸽子飞行的距离有多远，蛋白质是它们不可或缺的营养成分。在柠檬酸循环的过程中，脂肪和蛋白质之间也有一定的联系。因此，氨基酸的作用可概括为源源不断地供应葡萄糖，补给柠檬酸循环，保护和修复组织。
对海鸟的飞行研究表明，脂肪和蛋白质间的最佳关系出现在迁徙前和飞行中。长距离飞行所消耗的总能量中脂肪所占的比重相对大一些，而鸽子飞翔时脂肪提供90%的能量。飞翔中也消耗大量的水分。如果相应增加蛋白质的消耗量，缺水的压力可以得到缓解。
马林根教授提到，蛋白质可以提供氨基酸，氨基酸可以转换成为葡萄糖、肝糖和脂肪，因此身体中储存一定量的蛋白质非常重要。他补充说，在装笼参加比赛的前一周，最好给鸽子喂一些动物蛋白药片。对用豌豆等豆类给鸽子补充蛋白质的传统做法他持保留意见。他觉得一般来讲，与植物所提供的蛋白质相比，动物蛋白可以提供更多种类的氨基酸，尤其是那些重要氨基酸类。
现今，随着赛鸽饮食的发展出现这样一种趋势：豌豆和菜豆类使用量的减少和含多种重要氨基酸的蛋白质、高质量脂肪和碳水化合物产品使用量的增加。
我们可以从马林根教授的研究和对海鸟类的实验中得到一些启示：通过给鸽子增加含有多种氨基酸的饮食，不但可以修复并保护所有的肌体组织结构，还可以增加体内蛋白质的贮存量。
尽管不提倡使用豌豆，但也不排斥它，不过最好是给鸽子食用未经药物加工的动物蛋白颗粒，要求其成分有重要氨基酸；豌豆、大麻籽、油菜籽、亚麻籽、去壳的葵花籽也可以补充各类氨基酸。它们不仅含有多种氨基酸，也含有丰富的脂肪。
因为鸽子体内没有专门贮藏蛋白质的位置，所以要要一直给鸽子食用高蛋白类饲料。装笼参赛前一周中喂食1-5%的高蛋白药片或作物种子，这样到比赛时各类重要氨基酸也就到位了。
有些经常打长距离比赛的鸽友也许会坚持传统的做法，但他们过分依赖以豌豆和菜豆形式存在的蛋白质，只能使脂肪和碳水化合物的含量缺失。即便如此，我们也可以从他们的经验中看出对蛋白质作用的重视，只是忽略了蛋白质中要含有多种重要的氨基酸。
最后说明的是，赛鸽是由岩鸽进化来的，而不属于候鸟，所以它们之间的耐力型飞行有着根本的不同。鸽子一连飞翔许多小时不是它的本性，只不过继承岩鸽的归巢性（岩鸽也只是在巢附近飞），并在人们的选择和训练过程中才越飞越远。
正因为鸽子的祖先不是候鸟类，所以无论是训练还是比赛，要培养它的耐力就应该保证一定量蛋白质的摄取。
