Птицы побеждают гравитацию клювами

Исследователи из MIT попытались понять, каким образом вода (и содержащаяся в ней пища) поднимается по тонкому и длинному клюву птиц от кончика ко рту (фото Rainey Schuler).

Джон Буш (John Bush) и его коллеги из Массачусетского технологического института (MIT) объяснили необычную способность птиц, которая, казалось бы, противоречит законам физики.

Учёные построили модель, которая позволяет понять, какие именно явления происходят внутри клюва плавунчиков (Phalaropus) во время их кормёжки.

Биологи давно удивляются необычному поведению этих птиц. Чтобы добыть пищу, они очень быстро плавают кругами, тем самым создавая небольшие водовороты, которые поднимают к поверхности воды мелких ракообразных (смотрите видеоролик).

После этого плавунчики так же быстро «выхватывают» из воды мельчайшие капли с добычей и проглатывают их. При этом клюв птиц полностью в воду не погружается, и они не поднимают его вверх, как другие пернатые, чтобы вода стекла в рот.

Единственный ключ, имевшийся у учёных, — это «пощипывающие» движения клюва, которые плавунчики делают с большой скоростью.

Потратив некоторое время на раздумья, математики пришли к выводу, что немалую роль также играет поверхностное натяжение в каплях жидкости.

Затем они построили механическую модель, позволившую разглядеть процесс в замедленном темпе. Смотрите видео на этой странице. Съёмка проводилась со скоростью 2 тысячи кадров в секунду, а транслируется со скоростью 30 кадров в секунду.

Теперь стало ясно, что основой диковинного умения данных птах стало явление, которое в физике и химии называется гистерезис смачивания. Геометрия клюва птиц такова, что, когда они очень быстро открывают и закрывают его, капли «пошагово» поднимаются вверх ко рту. При этом скорость движения жидкости составляет примерно один метр в секунду.

В зависимости от угла раскрытия (разница — несколько градусов) скорость может меняться в десятки раз.

«Пожалуй, это первый на моей практике случай, когда я наблюдаю, что поверхностное натяжение способствует продвижению капли жидкости, а не её стабилизации», — говорит в пресс-релизе MIT Буш.

Учёные также отмечают, что в данном процессе очень важную роль играет способность к смачиванию внутренней поверхности клюва. Если окружающая птиц вода будет загрязнена, например, нефтью, то плавунчики не смогут питаться. Всё из-за того что нефть «затягивает» клюв своей плёнкой и не даёт смачивать его воде.

Статья авторов опубликована в журнале Science.

Почитайте также о необычных клювах лягушкоротов и туканов.



Обнаружены новые механизмы внутриклеточных процессов

15 мая 2008

Древние жуки съели кости динозавров

14 мая 2008

Ленивцы оказались не такими уж сонями

14 мая 2008

Экспериментаторы смоделировали чёрную дыру в бассейне с водой

13 мая 2008

Бактерии способны строить предположения

12 мая 2008