Ученые объяснили, как морские птицы путешествуют по воздуху и воде — Naked Science
01.07.2020
Мария Кривоченко

Ученые объяснили, как морские птицы путешествуют по воздуху и воде

Морские птицы развили способность и летать, и плавать. Обычно они проявляют себя хуже в обеих средах по сравнению с сородичами, которые передвигаются только по воздуху или воде. Но некоторые виды научились делать это одинаково хорошо.

семейства Alcidae. / © Daniel Zatz (CC BY-NC 2.0 - creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)
Тупики, член семейства Alcidae. / © Daniel Zatz (CC BY-NC 2.0 – creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/)

За миллионы лет развития птицы, адаптировавшиеся к жизни в морской среде, приобрели несколько особенностей строения: их лапы покрыты перепонками, а перья не промокают. Крылья морских видов отражают, как предпочитает охотиться птица: парить в воздухе и только иногда резко нырять за добычей (в таком случае крылья будут длинными) или проводить большую часть времени в воде (у таких видов крылья гораздо короче).

«Птицы, которые используют свои крылья для “полета” в разных средах, как ожидается, будут летать плохо в обеих средах — по сравнению с теми, которые держатся либо в воздухе, либо только в воде, — объясняет первый автор работы Энтони Лапсански, кандидат наук на полевой исследовательской станции в Форт-Миссуле Университета Монтаны, США. — Интересно, что чистиковые, по-видимому, нарушают этот компромисс между воздушными и водными летными характеристиками, и мы хотели бы изучать это далее».

Исследование, опубликованное в журнале eLife, показывает, что некоторые виды, например тупики и кайры, отлично летают, сохраняя при этом высокую эффективность во время погружения в воду. В процессе движения они совершают пропульсивные сокращения и из-за этого, вероятно, затрачивают меньше метаболической энергии на перемещение. Результаты исследования показывают, что чистиковые получили такие способности в ходе эволюции.

Чтобы лучше понять, как представители этого семейства сочетают способности эффективно передвигаться и по воздуху, и по воде, Лапсански и его команда проверили, соответствуют ли движения чистиковых эффективным числам Струхаля (они описывают частоту, с которой тело производит импульсы силы, чтобы передвигаться). Только узкий диапазон чисел подходит: если птица хлопает крыльями слишком быстро или слишком медленно для заданной амплитуды и скорости полета, то она тратит энергию впустую. Большинство чистиковых укладываются в этот диапазон — значит, отбор настроил их на совершение эффективных машущих и плавательных движений.

Ученые использовали видеосъемку, чтобы измерить движения крыльев четырех видов чистиковых. Результаты показали, что птицы передвигаются при числах Струхаля между 0,10 и 0,40 как в воздухе, так и в воде, но хлопают крыльями в воде примерно на 50% медленнее. Это говорит о том, что птицы либо сокращают свои мышцы на неэффективных скоростях, либо поддерживают двухцепочечную мышечную систему.

«Наша работа предоставляет детальное новое понимание того, какие особенности полета чистиковых эволюция сформировала в ответ на конкуренцию в воздухе и воде, — заключает старший автор исследования Брет Тобальске, профессор и директор полевой исследовательской станции в Форт-Миссуле. — Теперь необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, какие изменения произошли в полетных мышцах птиц».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Позавчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: