Для людей, трансконтинентального полета без реактивных двигателей, герметичные каюты и десятки тысяч килограммов топлива почти невероятны. Но каждый год, гуси с головой бруска летят от Монголии до Индии и назад, пересекая самые высокие горы в мире только с их крыльями и небольшой дополнительной жировой прослойкой. Теперь исследователи знают, как эти 3-килограммовые птицы совершают эту поездку. Вместо того, чтобы лететь высоко для целой поездки, гуси следуют за ландшафтом, используя в своих интересах восходящие потоки для восстановления высоты по мере необходимости.
“Ответ прибывает в форму умных поведений для эффективности осуществления”, говорят Терри Уильямс, осуществление и экологический физиолог в Калифорнийском университете, Санта-Круз, кто не был вовлечен в работу. Эти поведения позволили птицам “завоевать высоты, которых человек никогда не будет достигать без самолета”.Из перелетных птиц гуси с головой бруска (Anser indicus) среди более замечательного. Они взвешивают больше чем 98% всех птиц, все же за каждым следили, мигрируя целых 7 290 метров, высота, где много людей потребуют, чтобы дополнительный кислород переместился.
Разреженный воздух означает, что птицы должны работать дополнительные трудно, чтобы остаться в воздухе и сделать успехи. “Мы хотели знать, как высоко они летели, что было их курсами полета и стратегией относительно климатических условий, как трудный сделал они находят эти поездки, и сколько сделала энергия это требует”, говорит Чарльз Бишоп, зоолог в Бангорском университете в Соединенном Королевстве.В 2011 и 2012, он и его коллеги, изученные посредством исследований прослеживания спутника, которыми эти птицы часто управляют очень рано утром или ночью, возможно для использования в своих интересах намного более холодного и поэтому более плотного воздуха, позволяющего им получать больше подъема и толчка для их усилий.
В лаборатории они подтолкнули гусей для управления на беговых дорожках в уменьшенном кислороде для моделирования больших высот, показавших, что птицы могли продолжить бежать на большой скорости в течение 15 минут. Люди не были бы в состоянии выдержать тот темп в таких условиях. “У них есть исключительная способность продолжить тренироваться в окружающих средах низкого кислорода”, говорит Епископ.
Чтобы узнать больше, как эта разновидность управляет фактической миграцией, бригада Епископа внедрила трубы, содержащие инструменты для измерения температуры тела, давления, ускорения и сердечной деятельности в семь гусей. Исследователи тогда выпустили птиц на волю в Монголии. Чтения, некоторые из которых брались каждые 30 секунд и другие которого брались каждые 2 минуты, были сохранены, пока исследователи не возвратили четырех из птиц год спустя. Они “обеспечили беспрецедентный учет мгновенной физиологии в области”, говорит Уильямс.
Датчики давления показали высоту, и исследователи перевели данные об ускорении на wingbeat частоту и амплитуду. Они оценили, на основе сердечной деятельности, суммы используемого кислорода и созданная энергия.
Несмотря на то, что много перелетных птиц, таких как те, которые летят между Северной Америкой и Южной Америкой или между Африкой и Европой, поднимаются до нескольких тысяч метров и остаются там, используя в своих интересах попутные ветры, муха гусей с головой бруска, как будто на американских горках, после взлетов и падений земли, сообщают Епископ и его коллеги онлайн сегодня в Науке. В среднем гуси летели в высоте приблизительно 4 500 метров, но часто они изменяли высоту. Например, одна из четырех птиц, данные которых были восстановлены, понизилась на 1 000 метров за 20 минут, затем поднялась больше чем на 2 000 метров за следующие 1,5 часа.Физиологические данные объясняют почему.
При полете высоко, птицы машут крыльями не только быстрее, но также и более глубоко вверх и вниз, для пребывания в воздухе. Увеличения wingbeat частоты по экспоненте увеличивают частоту сердцебиений — который иногда достигает приблизительно 450 ударов в минуту — и необходимая энергия. В более низких возвышениях, где кислород более многочислен, частота сердцебиений намного ниже — приблизительно 300 ударов в минуту — и необходимая энергия намного меньше, делая спуски стоящими.
Даже когда они поднимались, птицы иногда не должны были как упорно работать, как они делают для поддержания полета уровня, когда высокий. Они очевидно едут на ветру, отклоненном от земли для восстановления потерянного возвышения, говорит Епископ.
В результате по поездке средние числа частоты сердцебиений приблизительно 330 ударов в минуту, показывая, “что большую часть времени эти большие птицы летели хорошо в их максимальной физиологической способности, несмотря на чрезвычайно трудные условия”, отмечает Епископ.“Это исследование является реальным прорывом для сравнительной физиологии и показывает то, что может быть сделано с физиологическими датчиками у свободноживущих животных”, говорит Кристофер Гульельмо, физиолог, специализирующийся на миграции в университете Западного Онтарио в Лондоне, Канада, кто не был связан с работой. “Никакой самолет не управлял бы этим путем”, говорит он, но он работает на гусей.Не все продаются на результатах, как бы то ни было. “Это холодно в основных элементах исследования, но значительно перенапрягает то, что надежно может интерпретироваться от их данных”, говорят Эндрю Бивенер, biomechanist в Гарвардском университете, не связанном с работой. Он волнуется о том, как исследователи вычислили энергию полета и издержки электроэнергии, поскольку он не уверен другие исследования, которые они включают, действительно релевантны.
Все же результаты укрепляют тенденцию, которую исследователи видят в других разновидностях. “Это исследование, а также многие мы сделали на животных, живущих на земле и в воде, пришли к подобным заключениям: Животные удивительно владеют мастерством нахождения энергично самого эффективного способа переместиться через их соответствующие окружающие среды”, говорит Уильямс. На годовом собрании Общества Интегральной и Сравнительной Биологии в начале месяца в Уэст-Палм-Биче, Флорида, она описала, как печати Weddell сохраняют энергию путем скольжения, поскольку они ныряют для еды и как пумы часто сидят и ждут внезапных атак вместо того, чтобы постоянно искать добычу. «Итог», она завершает, “все животные обманывают”.
Для связанного подкаста щелкнуть здесь.