Прыжки попугаев прояснили эволюцию полета — Naked Science
5 минут
Редакция

Прыжки попугаев прояснили эволюцию полета

Инженеры из Стэнфордского университета построили математическую модель, которая позволяет описать кинематику попугаев, прыгающих по веткам.

61ff92a37fd1aa926a0d682306c2a710
©Wikipedia

При поиске пропитания птицы, кормящиеся и обитающие на деревьях, как правило, передвигаются с помощью прыжков и используют крылья только для преодоления значительных расстояний. Схожим образом, как предполагается, могли перемещаться вымершие архозавры, однако эволюция движений изучена недостаточно. Помимо филогенетического значения, анализ механизмов, лежащих в их основе, может помочь в разработке микророботов, способных воспроизводить локомоцию живых организмов. Так, в одном из прошлых экспериментов, ученые изучили характер завихрений, создаваемых крыльями воробьиного попугая.

 

В новой работе американские исследователи использовали четырех воробьиных попугаев (Forpus coelestis) для анализа перемещения типа «прыжок-полет». Животные перепрыгивали между специальными жердочками, оснащенными динанометрами, что позволяло регистрировать импульс, который возникал в момент отталкивания от поверхности. Когда жердочки удаляли на расстояние более 20 сантиметров птицы были вынуждены подключать крылья — сила взмаха при этом оценивалась посредством аэродинамической платформы. В рамках испытаний авторы заставляли попугаев преодолевать дистанции в 20, 40 или 75 сантиметров.

 

Зависимость дальности прыжка от импульса, генерируемого крылом, с учетом массы тела / ©Diana D. Chin et al., Science Advances, 2017

 

В зависимости от расположения жердочек, птицы могли совершать прыжок под углом в 20 градусов или строго горизонтально. Начиная с 20 сантиметров, животные при прыжке помогали себе крыльями, однако на любой дистанции, в том числе при условии активных взмахов, горизонтальный импульс, который придавали ноги, обеспечивал 80–100 процентов скорости движения. По мнению ученых, с энергетической точки зрения, по сравнению с отталкиванием от воздуха, отталкивание ногами от поверхности представляется более оптимальным способом генерирования импульса, поэтому перемещение попугаев очень экономично.

 

На короткой дистанции крылья обеспечивали птицам до 30 процентов импульса. Вероятно, аналогичной грузоподъемностью обладали крылья небольших динозавров — археоптериксов (Archaeopteryx) и микрорапторов (Microraptor) величиной с ворону. Согласно моделированию передвижения типа «прыжок-полет», частичный взмах крыла при прыжке мог увеличивать дальность передвижения этих животных на 20 процентных пунктов. Это значительно расширило бы ареал обитания при сокращении расходов энергии на полноценные взмахи. Важную роль в эволюции полета могло сыграть и уменьшение тела динозавров, считают авторы.

 

Статья опубликована в журнале Science Advances.

Ранее британские исследователи показали, что комары обладают уникальной кинематикой полета. С помощью съемки и моделирования выяснилось, что в отличие от рукокрылых, птиц и других насекомых, они совершают крыльями непропорциональные взмахи таким образом, что в каждый момент времени часть крыла участвует в наборе высоты.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
11 часов назад
5 минут
Мария Кривоченко

Попав в пасть лягушки, жуки обычно погибают. Хотя земноводные не могут перемолоть их зубами, как это делают млекопитающие, желудочный сок разъедает большинство насекомых. Однако водолюбы смогли выжить и выбраться наружу через кишечник без повреждений.

Вчера, 18:50
5 минут
Мария Кривоченко

Группа археологов обнаружила шкатулку с артефактами на дне озера Титикака. В ней оказались фигурки из раковины моллюска и золота, которые инки считали очень ценными. Ученые полагают, что находка — часть жертвоприношения богам воды или плодородия.

Вчера, 11:44
6 минут
Денис Гордеев

Соседняя планета, скорее всего, была покрыта толстым слоем льда, что в корне противоречит принятым ныне концепциям.

Позавчера, 09:31
4 минуты
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
34 минуты
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: