19.05.2017
Редакция Naked Science
197

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.
Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

Позавчера, 21:28
Мария Азарова

По словам ученых из США, это первое исследование, в котором физическая утомляемость у пожилых людей рассматривается как показатель более ранней смертности от всех причин.

Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: