Секрет ловкости колибри
Колибри напоминают крошечные электростанции. Откуда-то в них рождается невероятная энергия. При среднем весе от 2 до 20 грамм, птички умудряются махать крыльями со скоростью 40-80 раз в секунду, а отдельные особи - до 200 раз в секунду. В активную мускулатуру пернатых за единицу времени поступает больше кислорода, чем у ленивых млекопитающих и даже сидящих перед телевизором людей. А во время отдыха сердце колибри бьется с частотой 250 ударов в минуту и ритм увеличивается до 1200 ударов в минуту во время полета.
Столь впечатляющие цифры заставляют задуматься, не инопланетное создание или робот порхающая птичка? Откуда в слабеньком теле столько энергии? Питание обеспечивает активность любому существу, включая нас с вами, а для колибри нужно усиленное и высококалорийное меню. Чтобы с лихвой компенсировать энергозатраты маленькая птичка съедает каждый день цветочного нектара ровно столько, сколько весит ее тело. Попробуйте перевести эту цифру в человеческое измерение и удивитесь, ведь целый мешок еды будет непосильной задачей даже для человека с упитанным телосложением.
Громадные потребности в нектаре заставляют колибри летать от цветка в цветку в ясную и дождливую погоду, а еще есть хищники, от которых тоже надо успеть увернуться.
Многие исследователи уже давно находилось под впечатлением от высокой скорости и проворства птицы. Она зависает и парит рядом с цветком в течение нескольких минут, может сорваться и как пуля унестись в даль, либо порхает в воздухе, как будто плетет загадочный узор. Колибри умеет двигаться вперед и назад, а чтобы изменить направление движения, ей достаточно миллисекунды. Ну чем она хуже НЛО?
А когда ученым удалось детально изучить полет птички с помощью компьютерного моделирования, то все ахнули. Оказалось, что зигзагообразный рисунок полета не изменяется в любую погоду. Она также уверенно летит как в ураган, так и в солнечную погоду. Какое-то сложное и неведомое управление не дает колибри провалиться в "воздушную яму", как сказали бы летчики - устойчива к турбулентности.
За годы исследований полета колибри сложилось мнение, что аэродинамика птички напоминает движение насекомых. Шмель, к примеру, хоть и тихоходен, но очень устойчив к воздушным вихрям и невозмутимо прет туда, куда зовет его запах нектара. Дальнейшие съемки камеры с высокой частотой кадров показали, что колибри владеет рядом аэродинамических уловок и ее стиль полета нечто среднее между полетом птицы и насекомого. Движение крыльев вверх дает птичке до 25% подъемной силы, а остальные 75% - движение вниз. А если птица хочется зависнуть в воздухе рядом с цветком, то начинает крыльями описывать восьмерку, как и насекомые. На подобные чудеса биомеханики способна только эволюция.
В следующий раз ученые решили побольше узнать о маневренности птиц данного семейства. Очень сложно рассматривать полет колибри, сравнивая с другими семействами птиц, потому что у каждого вида свои поведенческие характеристики, выработанные годами. Взгляните для примера на полет сапсана или альбатроса, чья биомеханика совсем не похожа на быстрые воздушные прыжки колибри.
Исследователи решили рассмотреть воздушную акробатику на примере разных особей семейства колибри, как проворный полет соотносится с их массой тела, площадью и формой крыла. Они сняли на камеру с высокой частотой кадров полетный рисунок у 25 видов колибри, а потом провели компьютерный анализ.
Цифровая обработка показала, что колибри - виртуозы и профессионалы воздушной акробатики, чуть ли не каждый вид семейства имеет индивидуальные и уникальные, возможно выработанные годами, акробатические воздушные трюки, помогающие ловко облетать препятствия.
Крупные особи, вопреки логике, были более маневренными по сравнению с маленькими птичками. Скорее всего, решающую роль играют сильные, энергичные мышцы и превосходная площадь крыла.После детального изучения физических аспектов и механики полета выяснилось, что верхние мышцы крыла отвечают за ускорение, постоянную скорость и замедление во время полета. А благодаря правильным пропорциям крыла и размерам мышц колибри показывает воздушные чудеса: вращается, ныряет и взлетает как вертолет, выполняет дугообразные пируэты. Если сравнить два птички с одинаковой массой тела, то лучшим летуном будет тот вид, у которого шире крылья.
Различия в весе, пропорциях крыльев к размеру тела и другие физические параметры появились не случайно. Скорей всего, в процессе эволюционной гонки птички приспосабливались к окружающей среде и вырабатывали собственные воздушные трюки, которые прямым образом влияли на энергозатраты и строение тела колибри.