banner
banner
banner
banner

Ученые проливают новый свет на то, как морские птицы путешествуют по воздуху и воде

2
Scientists shed new light on how seabirds cruise through air and water

Сегодня в журнале открытого доступа было опубликовано новое понимание того, как четыре вида морских птиц развили способность путешествовать как по воздуху, так и по воде. eLife .

Исследование показывает, что эти птицы из семейства Alcidae, которые включает в себя тупиков, убийц и их родственников, производящих эффективные толчки во время полета и плавания. Это означает, что животные, вероятно, тратят относительно низкое количество метаболической энергии, создавая силу, которая им необходима для движения как в воздухе, так и в воде. Результаты показывают, что алкидные кислоты были оптимизированы для движения в самых разных средах в ходе их эволюции.

«Птицы, которые используют свои крылья для« полета »в воздухе и воде, как ожидается, будут летать плохо в обеих средах по сравнению с птицами, которые придерживаются только воздуха или воды», объясняет первый автор Энтони Лапсански, доктор философии. кандидат на полевой исследовательской станции в форте Миссула, Отдел биологических наук, Университет Монтаны, США. «Другими словами, эти мастера на все руки должны быть мастерами ни для кого. Интересно, однако, что алкидные кислоты, кажется, противоречат этому понятию компромисса между воздушными и водными летными характеристиками, и мы хотели исследовать это дальше». "

Чтобы лучше понять потенциальные эволюционные компромиссы между этими двумя типами полета Лапсанский и его команда проверили, проявляют ли алкидные кислоты «эффективные числа Струхаля» при полете в воде и воздухе. Животные перемещаются в этих условиях с помощью колеблющихся придатков. Число Струхаля описывает частоту, с которой животное производит импульсы силы с этими придатками, чтобы привести его в движение. Эффективен только узкий диапазон чисел Струхаля - если птица машет крыльями слишком быстро или слишком медленно, для данной амплитуды и скорости полета, то она тратит энергию впустую. Но большинство птиц сошлись в этом узком диапазоне чисел Струхаля, а это означает, что отбор настроил их так, чтобы они демонстрировали эффективные колебательные и плавательные движения.

Кроме того, Лапсански и его команде было интересно узнать, используют ли птицы, летающие в воздухе и воде, одинаковые мышцы в обеих средах. «Мышцы, как правило, состоят из волокон, которые настроены для определенных видов деятельности, но это вряд ли возможно, когда одни и те же мышцы используются для движения в двух совершенно разных средах», - говорит Лапсанский. «Мы выдвинули гипотезу, что алкидные кислоты поддерживают эффективные числа Струхаля и постоянные скорости хода по воздуху и воде, что позволило бы им снизить затраты на возможность путешествовать в обеих средах».

Команда использовала видеографию для измерения движений крыльев четырех видов кислот, которые существенно различаются по массе тела (450 от 1 до 1 кг) и представляют собой далекие ветви семейного алкидного дерева. Их измерения показали, что алкидные кислоты курсируют по числам Струхаля между 0 10 и 0. 40 в воздухе и воде, подобно животным, которые держатся только за воздух или воду, но хлопают их крылья примерно 50% медленнее в воде. Это говорит о том, что птицы либо сокращают свои мышцы на неэффективных скоростях, либо поддерживают двухзвенную мышечную систему, что подчеркивает очевидную стоимость использования их крыльев для движения в воздухе и воде.

«Наша работа дает подробное новое представление о том, как эволюция сформировала полет с кислотой в ответ на конкурирующие требования окружающей среды в воздухе и воде», - заключает старший автор, профессор Брет Тобальске, профессор и директор полевой исследовательской станции в форте Миссула, Отдел биологических наук, Университет Монтаны. «В настоящее время необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять необходимые изменения, которые происходят в мышцах полета этих птиц, чтобы они могли переходить между воздухом и водой и обратно».


0
Article Tags:

Оставьте комментарий