Секретное оружие птиц и хоккеистов-аутсайдеров, летающая формация V считается идеальной для энергии и аэродинамики. Исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature, не только подтверждает эту идею, но и заполняет пробелы о том, как и почему птицы ее используют.
Связанный контент
- Эта птица может оставаться в полете в течение шести месяцев прямо
- Доисторические птицы могли использовать четыре крыла, чтобы летать
- Экстремальные гуси раскрывают высотные секреты в аэродинамической трубе
Большая часть того, что мы знаем о физике полета, получена из изучения самолетов - птицы толкают воздух, чтобы оставаться в воздухе и скользить по воздуху аналогичным образом. Крылья также оставляют воздушный вихрь на своем пути: воздух, стекающий с верхней части кончиков крыльев (восходящий поток), создает подъем, а воздух, выходящий из нижнего (нижний поток), толкает вниз. «Простое правило заключается в том, что промывка - это хороший воздух, а промывка - это плохой воздух», - говорит Стив Португал, сравнительный экофизиолог из Королевского ветеринарного колледжа в Хэтфилде, Великобритания, и соавтор нового исследования.
Являетесь ли вы птицей или самолетом, вы теоретически хотите поехать на небольшом участке вихря с водой. Авторы считают, что летающая конфигурация V помогает птицам в этом.
Ранее ученые подозревали, что птицы образовывали V в полете, потому что форма позволяла некоторым из них сжигать меньше энергии. Исследование 2001 года показало, что у пеликанов в передней части V частота сердечных сокращений была выше - и, вероятно, потребляла больше энергии - чем у тех, кто находился дальше. Для получения дополнительной информации о других потенциальных преимуществах полета в V, вот короткое видео:
Гуси знали миллионы лет о том, что люди только недавно выяснили для себя. Хозяин Эрик Шульце.Но как птицы ведут себя в этой конфигурации? Исследования летающих птиц в дикой природе мало и далеко друг от друга, и теоретические модели птиц в полете только дошли до вас. Так, Португалия и его коллеги объединились с Waldrappteam, природоохранной группой, которая вновь представляет находящегося под угрозой исчезновения северного лысого ибиса ( Geronticus eremita ) в южной Европе.
Если северные лысые ибисы рождаются в неволе, они думают о людях как о своих родителях и растут, чтобы полагаться на людей во всем. Воссоздать их в дикой природе сложно, чтобы выжить, им нужно было изучить их естественный путь миграции. Waldrappteam обучает этим маршрутам.
Португалия и ее коллеги дистанционно наблюдали птиц, которые родились в зоопарке в Вене, Австрия, на одном из таких уроков навигации. Во-первых, ученые разработали регистраторы данных, немного меньше и легче, чем iPod, и привязали их к каждой птице. Затем, в течение нескольких недель, птицы следовали за своими «родителями» на парашютном самолете микролег, чтобы провести зиму в Италии.
Северное лысое стадо ибиса окружает своих приемных родителей - Стефани Хиз (слева) и Даниэла Троб (справа) и самолет с микролайтом, использованный в эксперименте. (Фото: Маркус Унсёльд / Waldrappteam) В течение двух часов в день регистраторы собирали данные GPS и ускорения, сообщая ученым, где находились птицы и что они делали. «Мы просто внедрили наши технологии и позволили им делать все, что угодно, - говорит Португалия.
То, что естественно для птиц, на самом деле требует большого умения и точности. Следующие птицы в V следуют по точному пути крыла птицы впереди, чтобы поймать их вверх. Но, находясь прямо за другой птицей, они делают обратное и отмахиваются от удара, избегая попадания воды вниз. По разным причинам птицы перетасовывают свои позиции в полете, меняя ритм взмахов в процессе.
«Каким-то образом они могут чувствовать то, что мы не можем», - говорит Португалия. «Как быстро птица [впереди] летит, как быстро она развевается, чтобы они могли взмахнуть в самое лучшее время». Гоночные велосипедисты также знают, что они должны находиться позади ведущего водителя, чтобы избежать сопротивления и сэкономить энергию.
Северные лысые ибисы в полете над Тосканой. (Фото: Маркус Унсёльд / Waldrappteam) Как птицы чувствуют, когда хлопают в такт? Брет Тобальске, биолог, изучающий биомеханику полета в Лётной лаборатории Университета Монтаны в штате Миссула, указывает, что механизм может сводиться к сочетанию видения, усикообразных рецепторов на кончиках крыльев птиц, называемых филоплюмами, и рефлексивных путей реакции в мозг. Ученые просто не знают.
Исследование находится в авангарде научного направления, касающегося движения животных в естественной среде. «Это демонстрирует существенный шаг вперед в измерении динамики передвижения животных в дикой природе», - говорит Тобальске. Проект ibis является частью серии исследований по передвижению животных. Другие проекты включают изучение стай диких африканских собак, голубей и стад овец.
