Дослідники зі Стенфордського університету детально вивчили механіку руху папужок, що стрибають з гілки на гілку, трохи допомагаючи собі крилами. На підставі зібраних даних була побудована математична модель, що дозволяє оцінити внесок помаху крила у дальність стрибка. Виявилося, що птахи пересуваються дуже економно, не витрачаючи даремно сили на хлопання крилами. Стаття опублікована в журналі Science Advances, пише N+1.
Читайте такожБіологи пояснили унікальні здібності папуг
Під час пошуку їжі птахи, що живуть і годуються на деревах, зазвичай стрибають із гілки на гілку, підключаючи крила тільки в тому випадку, якщо гілки знаходяться досить далеко. Саме так, за всіма ознаками, пересувалися прабатьки птахів — пернаті динозаври. Для того, щоб вивчити механіку пересування по типу «стрибок-політ», інженери із Стенфорда взяли чотирьох горобиних папужок (Forpus coelestis) і змусили їх стрибати по спеціальних жердинках, забезпечених динамометром. Таким чином вчені кількісно фіксували імпульс, що виникає при відштовхуванні птаха від поверхні. Якщо жердинки знаходилися досить далеко, птаху доводилося підключати крила, сила помаху якими також була врахована за допомогою аеродинамічної платформи.
В експерименті жердинки були розташовані один від одного на відстані 20, 40 та 75 сантиметрів. Стрибок міг здійснюватися як строго горизонтально, так і під кутом у 20 градусів. При стрибку на маленьку відстань папужки майже не використовували крила, покладаючись на ноги. Проте навіть при великому стрибку, коли птаху доводилося плескати крилами, горизонтальний імпульс, створюваний ногами, забезпечував 80-100 відсотків швидкості. Так як відштовхування ногами від поверхні це більш ефективний спосіб з енергетичної точки зору, ніж відштовхування крилами від повітря, пересування папужок було визнано дуже економічним.
Читайте такожУ Рівненському зоопарку оселилися 29 папуг-ченців
У короткому стрибку крила забезпечували папужкам до 30 відсотків підтримки в повітрі. Ймовірно, на таку ж вантажопідйомність своїх прото-крил могли розраховувати маленькі пернаті динозаври, такі як Archaeopteryx і Microraptor. За розрахунками вчених, які на підставі зібраних даних побудували модель пересування «стрибок-політ», додаючи в свій стрибок один помах прото-крилом, пращури птахів могли б збільшити дальність пересування на 20 відсотків. Така надбавка істотно розширює територію, на якій можна годуватися, що компенсує енергетичні витрати на махання. Однак у становленні польоту зіграли роль не тільки прото-крила, але і зменшення маси тіла динозаврів. Більш великі істоти, такі як Caudipteryx, могли домогтися куди меншої підтримки від своїх прото-крил.
Отримана в результаті експериментів математична модель пересування типу «стрибок-політ» допоможе дослідникам не тільки розібратися в еволюції літаючих динозаврів. Справа в тому, що автори — співробітники факультету механічної інженерії, і вони зацікавлені у створенні роботів, які могли б ефективно пересуватися у складних тривимірних середовищах. Можливо, папужки, що стрибають по гілках дерев, слугуватимуть прототипом таких роботів.
