Lintujen lento

Lento  on useimpien lintulajien tärkein kulkuväline , ja se auttaa niitä löytämään ruokaa, muuttamaan ja pakenemaan saalistajia. Lento on lintujen tarkin liikkumismuoto, joka määritti tämän luokan organisaation pääpiirteet. Lintujen lentokyky on synnyttänyt useita mukautuksia lentoon, nousuun ja laskuun, avaruudessa suuntautumiseen ja navigointiin.

Lintujen lento-ominaisuudet riippuvat pitkälti linnun koosta ja sen ekologisesta markkinaraosta . Tietyt biologiset mukautukset (kuten ruumiinpainon minimoiminen) ovat yhteisiä kaikille lentäville linnuille, kun taas toiset (kuten siipien muoto ) ovat erityisiä tietyille ryhmille.

Tutkimuksen historia

Lintujen lentämistä koskevan tutkimuksen aloitti Aristoteles teoksessaan " Eläinten osista ", neljännessä kirjassa. Hän uskoi, että nopeus on verrannollinen kehoon vaikuttavaan voimaan, joten liikkumiseen tarvitaan jatkuvasti "moottoria", joka liikuttaa kehoa pysyen samalla liikkumattomana. Selittääkseen lentävien esineiden liikettä Aristoteles joutui ottamaan käyttöön käsitteen "moottorin" toiminnan siirtämisestä ilman osiin. Hitauden, kiihtyvyyden ja aerodynaamisen vastuksen käsitteitä ei vielä tuolloin tunnettu, joten itse asiassa lennon fysiikka jäi selittämättömäksi.

Vain kaksi vuosituhatta myöhemmin Leonardo Da Vinci teki seuraavan merkittävän askeleen lintujen lennon tutkimuksessa teoksessaan " The Code on Bird Flight ". Hänen muistiinpanonsa kuvaili yksityiskohtaisesti, mitä tarvitaan paitsi tasaiseen lentoon, myös lentoonlähtöön ja laskuun, tuulenpuuskat ja muissa tilanteissa.

Hänen kuvat osoittivat yksityiskohtaisesti lintujen kehon eri osien liikkumisvaiheet. Hän esitteli myös käsitteen ilmanpaine ja sen muutokset siipien ympärillä. Lintujen havainnot saivat hänet käsittämään, että päätyöntö lennon aikana syntyy siiven päätyosista [1] . Siitä huolimatta Leonardo Da Vincin teokset lintujen lennosta jäivät vähän tunnetuiksi pitkään - ne julkaistiin vasta 1900- luvun puolivälissä [2] .

Giovanni Alfonso Borellin vuonna 1680 julkaistussa teoksessa "Eläinten liikkeestä" lintujen anatomiaa kuvataan yksityiskohtaisesti mekaniikan näkökulmasta ja esitetään malli hissin muodostumisen selittämiseksi. Borelli kiisti myös Aristoteleen ajatuksen lintujen hännän roolista lentosuunnan säätelyssä.

Lintujen lentämistä koskevan tiedon kehittämisen seuraavat vaiheet liittyvät hydrodynamiikan muodostumiseen. Joten Christian Huygens mittasi 1600- luvulla aerodynaamisen vastuksen riippuvuutta nopeudesta, ja hänen oppilaansa Gottfried Leibniz itse asiassa esitteli energian säilymisen lain käsitteen.

Vuonna 1738 Daniil Bernoulli julkaisi teoksessaan "Hydrodynamiikka" johdetun lain, joka yhdisti nesteen paineen sen nopeuteen (nykyisin Bernoullin laki ), jonka perusteella Leonhard Euler johti joukon differentiaaliyhtälöitä , jotka kuvasivat nesteen liikettä. Nämä yhtälöt antoivat ensimmäisen kvantitatiivisen kuvauksen lennosta, vaikka ne eivät antaneet uskottavia tuloksia viskositeetin puutteen vuoksi. Vain vuonna 1843 Jean-Claude Barré de Saint-Venantin teoksessa ja itsenäisesti Stokesin työssä vuonna 1845 Euler-yhtälöitä täydennettiin viskositeetilla ja ne saivat Navier-Stokes-yhtälöiden nimen .

Ensimmäiset yritykset soveltaa näitä periaatteita lintujen lentojen kopioimiseksi ja ilmaa raskaampien lentokoneiden luomiseksi suoritti George Cayley 1800 -luvun alussa . Kirjoituksissaan 1809-1810 hän julkaisi ensimmäiset kvantitatiiviset laskelmat koskien lintujen lentoa ja johti tietyn tilavuuden pienimmän vastuksen muodon. Hän teki myös ensimmäiset yritykset luoda keinotekoisia lentokoneita, jotka kuitenkin päättyivät epäonnistumiseen.

Näitä yrityksiä jatkoi Otto Lilienthal , joka myös tutki lintujen lentoa yksityiskohtaisesti ja teki sen pohjalta oman lentokoneen, mutta hänen kokeilunsa päättyivät lento-onnettomuudessa saatuihin vammoihin kuolemaan.

1880 - luvulla Étienne Jules Marais eteni vieläkin pidemmälle lintujen lennon tutkimuksessa tehden ensimmäiset elokuvat lintujen lennosta ja rakensi erittäin hienostuneita kokeellisia järjestelyjä voimien ja ilmanpaineen mittaamiseksi eri paikoissa linnun ympärillä - erityisesti hän sai. aerodynaamisen vastuksen empiirinen riippuvuus pinnasta.

1900-luvun alussa lentokoneiden luomisen myötä hydro- ja aerodynamiikan pääsuunta siirtyi lintujen tutkimuksesta kiinteäsiipisten ajoneuvojen tutkimukseen. Näille laitteille luotiin teorioita, ja vaikka uskottiin, että niitä voitaisiin soveltaa lintuihin, kokeellisia tutkimuksia ei käytännössä tehty.

Lintujen lentoa alettiin tutkia vasta 1960 -luvulla lintujen itsensä tutkimisen vuoksi [3] [4] .

Siihen mennessä näiden eläinten toiminnallinen anatomia oli jo tiedossa yksityiskohtaisesti, vaikka useita yksityiskohtia löydettiin paljon myöhemmin. Samaan aikaan tuli mahdolliseksi käyttää röntgenkuvausta luiden ja yksittäisten lihasten supistumisen visualisointiin lennon aikana [5] . Myös energiakustannukset lennon aikana mitattiin. Tutkimus ei rajoittunut laboratoriotutkimukseen, tutkan kehitys mahdollisti lentonopeuden mittaamisen luonnollisissa olosuhteissa ja lintujen käyttäytymisen strategian tutkimisen eri tilanteissa.

Evoluutio

Tällä hetkellä tiedeyhteisöä hallitsee hypoteesi, jonka mukaan linnut ovat kehittyneet teropodeista [6] , mutta mekanismi lentokyvyn syntymiselle on edelleen epäselvä [7] [8] .

On kolme päähypoteesia:

Vielä ei tiedetä, oliko ensimmäisellä tunnetulla linnulla, Archeopteryxillä , kyky lentää . Toisaalta Archaeopteryxillä oli sisäkorvan aivorakenteet ja aistirakenteet, joita linnut käyttävät ohjaamaan lentoaan [12] , ja sen höyhenet olivat järjestetty nykyaikaisten lintujen tapaan.

Toisaalta Archeopteryxillä ei ollut olkapäämekanismia, jolla nykyaikaiset linnut suorittaisivat nopeita räpyttelyliikkeitä; tämä saattaa viitata siihen, että varhaiset linnut eivät kyenneet lentämään, mutta pystyivät liukumaan [13] . Useimpien Archaeopteryxin fossiilien löydöt rannikkoalueilla, joilla ei ole tiheää kasvillisuutta, johtivat olettamukseen, että nämä linnut voisivat käyttää siipiään juoksemaan veden pinnalla, kuten basiliskit ( lat.  Basiliscus ) [14] .

Siten Archeopteryxin luurangon rakenne todistaa sen maanpäällisestä elämäntavasta, kun taas höyhenet ja siivet osoittavat kykyä lentää [15] .

Puuteoria, puista alas

Siitä tuli ensimmäinen hypoteesi, jonka Marsh esitti vuonna 1880 [9] [11] . Ehdotettu analogisesti leijuvien selkärankaisten , kuten liito - oravien ja coleopteranin , kanssa . Tämän hypoteesin mukaan protolinnut, kuten Archeopteryx, käyttivät kynsiä kiipeämään puihin, joista ne sitten nousivat siipien avulla [16] [17] .

Myöhemmät tutkimukset ovat kuitenkin kyseenalaistaneet tämän hypoteesin vedoten tietoihin, että ensimmäiset linnut eivät kyenneet kiipeämään puihin. Nykyaikaisilla linnuilla, joilla on tämä kyky, on paljon kaarevammat ja vahvemmat kynnet kuin maanpäällisillä; mesozoisen aikakauden lintujen kynnet , kuten niiden sukulaisten teropodidinosaurukset, olivat samanlaisia ​​kuin nykyaikaisten maalintujen kynnet [18] .

Äskettäinen nelisiipisen dinosauruksen fossiilien löytö puusta alaspäin lasketun hypoteesin mukaan on kuitenkin odotettu linkki lintujen kehitykseen ja uutta kiinnostusta tätä hypoteesia kohtaan [19] .

Perusteoria, pohja ylös

Höyhenet olivat melko yleisiä coelurosaurusissa , mukaan lukien varhainen tyrannosauroid Dilong [20] , ja paleontologit sijoittavat useimmiten nykyaikaiset linnut tähän ryhmään [21] , vaikka jotkut ornitologit lukevat ne sukulaisryhmiin [16] [17] [22] .

Näiden höyhenten tehtävänä voisi olla lämmöneristys tai seksuaalinen näyttö. Yleisin versio lennon alkuperästä "maasta ylös" väittää, että lintujen esi-isät olivat pieniä petoeläimiä (kuten nykyaikainen kalifornian juokseva käki ) ja käyttivät eturaajoitaan tasapainon ylläpitämiseen, ja myöhemmin näistä höyhenpeitteisistä raajoista kehittyivät siivet. joka voisi tukea lintua lennossa.

Toinen hypoteesin versio ehdottaa pakenemisen kehittymistä seksuaalisesta käyttäytymisestä : vastakkaisen sukupuolen huomion herättämiseksi kehitettiin pitkä höyhen ja vahvemmat raajat, joita käytettiin ensin aseina ja sitten osoittautuivat soveltuviksi räpyttelemiseen. Koska monet Archeopteryxin jäännökset löytyvät meren sedimenteistä, on myös ehdotettu, että siivet voisivat auttaa näitä lintuja liikkumaan veden pinnalla [14] .

Juokse siivet

"Siipiavusteinen juoksu" -hypoteesi perustuu nuorten keklikkien havaintoihin ja väittää, että siivet ovat saaneet aerodynaamiset funktionsa linnun tarpeesta juosta nopeasti jyrkkiä pintoja (kuten puunrunkoja ) yli tai paeta saalistajia. tai päinvastoin hyökätä odottamatta . Tämä vaati voimaa, joka puristaa linnun pintaan [23] [24] [25] .

Varhaisilla linnuilla, mukaan lukien Archeopteryx , ei kuitenkaan ollut olkapäämekanismia, jota nykyajan linnut käyttävät nostovoiman luomiseen; tästä syystä tämä hypoteesi on alttiina huomattavan kritiikin kohteeksi [13] .

Uusia vaihtoehtoisia teorioita

Vuonna 2007 venäläinen paleontologi E. N. Kurochkin , Venäjän tiedeakatemian paleontologisen instituutin työntekijä , ehdotti kompromissihypoteesia lennon alkuperästä, jossa yhdistettiin "maa"- ja "puu"hypoteesien yksittäiset elementit uusiin tutkimuksiin ja todisteisiin. "Maanpäällisestä" hypoteesista kirjoittaja jätti vain pitkien jalkojen kehittämisen keskeiseksi mukautukseksi, joka vapautti eturaajat tukitoiminnosta.

Myös, toisin kuin "puu" -hypoteesi, lintujen esi-isien siirtyminen puihin ei tapahtunut rungoille kiipeämisen vuoksi, vaan alaraajoille hyppäämisen vuoksi käyttämällä tukea niihin. Samaan aikaan eturaajat säilyttivät liikkumisvapauden ja pystyivät tuottamaan heiluttavia liikkeitä tasapainon säilyttämiseksi puista laskeutuessaan.

Anisodaktyylijalka, joka on yleisin linnuilla, jossa kolme varvasta osoittavat eteenpäin ja yksi taaksepäin ja joka tukee tukevasti neljää sormea ​​toisistaan, avasi mahdollisuuden pienentää pitkää häntää, jota varhaiset linnut käyttivät tasapainon ylläpitämiseen. Tämä evoluutiohypoteesi eliminoi liukuvaiheen tarpeen matkalla räpyttelevän lennon syntymiseen [26] .

Joidenkin lintulajien lentokyvyn menetys

Jotkut lintulajit, pääasiassa syrjäisillä saarilla elävät, joilla ei ole petoja maalla, ovat menettäneet lentokyvyn. Tämä on todiste[ täsmennä ] , että lennon suurista eduista huolimatta se vaatii paljon energiaa, ja siksi petoeläinten puuttuessa siitä voi tulla tarpeetonta [27][ sivua ei määritetty 806 päivää ] .

Lento ei vaadi liikaa ruumiinpainoa: nykyaikaisilla lentävillä linnuilla se ei yleensä ylitä 12-16 kg (joutsenet, korppikotkat, tautikat) [28] [29] . Ennätys voi kuulua afrikkalaiselle tautikolle (18,2 kg) [30] tai tautiolle ( 21 kg ; [31]) ; ei kuitenkaan tiedetä, voisiko tämä yksilö lentää) [30] . Fossiilisten lentävien lintujen joukossa oli luultavasti raskaampia [32] [33] . Lentokyvyttömät linnut saavuttavat usein paljon suuremman massan: joissakin pingviinilajeissa se saavuttaa 40 kg, kasuat ja afrikkalaiset strutsit  - 80-100 (jopa 156 [31] ) kg [28] . Jotkut sukupuuttoon kuolleet lentokyvyttömät lintulajit, kuten epiornis ja moas , saavuttivat ilmeisesti 300-400 [28] ja jopa noin 450 [31] kg.

Lennon mukautukset

Siipi

Siipirunko

Lentämiskyvyn antavat linnut lentämiseen  sopeutetut siivet - eturaajat . Jokaisella siivellä on pääpinta, jolla se leikkaa ilmaa ja jota tukee kolme luuta: olkaluu , kyynärluu ja säde .

Eturaajan käsi , jolla oli viisi sormea ​​lintujen kaukaisissa esivanhemmissa, on nyt huomattavasti yksinkertaistettu, sillä se säilyttää vain kolme sormea ​​(eri lähteiden mukaan nämä ovat sormet II, III ja IV tai I, II, III [34] ) ja kiinnittää ensimmäisen luokan lentohöyhenet , yksi kahdesta pääryhmästä lentohöyheniä , jotka määräävät siiven muodon.

Toinen lentohöyhensarja sijaitsee kyynärluun rannenivelen takana ja sitä kutsutaan toissijaisiksi lentohöyheniksi. Jäljelle jääviä höyheniä kutsutaan peitteiksi ja ne on jaettu kolmeen sarjaan. Joskus siivessä on jälkikynnet , vaikka useimmissa lajeissa ne häviävät linnun kypsyessä (esimerkiksi hoatsiinipoikasilla ). Mutta ne säilyvät sellaisissa linnuissa kuin sihteerilintu , palamede , strutsit ja eräät muut lintulajit yleisenä, mutta ei tyypillisenä ominaisuutena. Fossiilisen Archeopteryxin kynnet ovat rakenteeltaan samanlaisia ​​kuin hoatsiinien.

Jättiläisillä ja albatrosseilla on mekanismi, jolla siipien nivelet kiinnitetään yhteen asentoon, mikä vähentää lihasten kuormitusta kohoavan lennon aikana [ 14] .

Lennon aikana siipiä ohjaavat voimakkaat lentolihakset, joiden osuus on 15–20 % [35] , ja hyvin lentävien lintujen ruumiinpainosta yli 25 %. Siipeä nostaa subclavian lihas ja laskee pectoralis major ; molemmat lihakset ovat kiinnittyneet rintalastaan ​​[36] .

Siipihöyhenet

Päähöyhenet, joita käytetään lentämiseen ja jotka antavat lintujen siipien ja hännän ulkomuodon, ovat lentohöyhenet . Lentosiipi jaetaan yleensä kahteen tai kolmeen pääryhmään: 1. (ensisijainen), 2. (toissijainen) ja joskus 3. luokan lentohöyhenet.

Ensimmäisen asteen lentohöyhenet kiinnitetään jänteiden avulla käden luihin, 2. luokka - kyynärluuhun, 3. luokka - olkaluuhun. Useimmille lintulajeille ensimmäisen asteen lentohöyhenet ovat eniten vastuussa lentokyvystä: edes muiden höyhenten täydellinen poistaminen siipistä ei vaikuta lentoetäisyyteen ja -nopeuteen, mutta ensimmäisen asteen lentohöyhenet lyhenevät huomattavasti, erityisesti distaaliset , käytännössä riistää linnuilta kyvyn lentää [14] [37] . Suurin osa lentohöyhenen alueesta on peitetty niin sanotulla peitehöyhenpeitteellä, joka suojaa sitä ja sulkee raot tukien lähellä. Jos lintu menettää puolet lentohöyhenistä, räpyttelylento on mahdollista, mutta lentohöyhenten kärkien trimmaus tekee sen mahdottomaksi.

Siiven muoto

Siipien muoto on tärkeä tekijä määritettäessä lentotyyppiä ja -ominaisuuksia, joihin lintu pystyy. Erilaiset siipien muodot kohtaavat erilaisia ​​kompromisseja haluttujen ominaisuuksien, kuten ilmanopeuden, energiakustannusten ja ohjattavuuden, luomiseksi.

Siiven muoto 2D-suunnitelmassa voidaan karkeasti kuvata kahdella parametrilla: kuvasuhteella ja siipien kuormituksella.[ määritä ] . Siipien sivusuhde on siipien kärkivälin suhde keskimääräiseen siipien leveyteen (tai siipien kärkivälin neliö jaettuna siipien pinta-alalla). Siipien kuormitus on linnun massan suhde siipien kokonaispinta-alaan [38] .

Ilma virtaa siiven etureunan sekä kuperan yläpinnan ympäri. Tämä johtaa sen liikkeen kiihtymiseen ja luo matalapaineisen alueen, kun taas paine siiven alakoveralla pinnalla pysyy lähes vakiona. Tämä paine-ero siiven ylä- ja alapuolella luo nostovoiman.

Useimmat lintulajit voidaan ryhmitellä useisiin tyyppeihin niiden siipien muodon perusteella. Yleisesti erotetut ovat elliptiset siivet, nopeat lentosiivet, suhteellisen korkean kuvasuhteen omaavat siivet ja nousevat siivet, jotka kuvataan alla.

Elliptiset siivet

Elliptiset siivet ovat lyhyitä ja pyöreitä, ja niissä on pieni venymä, jonka ansiosta linnut voivat liikkua ahtaissa paikoissa, kuten tiheässä kasvillisessa. Tällaiset siivet ovat tyypillisiä metsän petolintuille (esim. haukka ) ja monille siivelle , erityisesti ei-vaeltaville lajeille (muuttolintulajilla on pitkät siivet pitkiä lentoja varten). Tämä siiven muoto on myös yleinen lajeissa, jotka välttävät saalistoja nousemalla nopeasti lentoon, kuten fasaaneissa ja peltopyyssä [34] .


Siivet nopeaan lentoon

Nopeiden lentojen siivet ovat lyhyitä ja teräviä, niillä on suuri siipikuormitus ja ne tarjoavat korkean lyöntitaajuuden suurimmalle mahdolliselle nopeudelle merkittävien energiakustannusten kustannuksella. Tämän tyyppiset siivet ovat tyypillisiä pienille linnuille ja ovat huomionarvoisia siipiharjan suhteellisen suuresta pituudesta.

Tämän tyyppiset siivet ovat ominaisia ​​suuriin lentonopeuksiin kykeneville linnuille, kuten muuttohaukalle , swiftsille ja useimmille ankoille . Auksilla on samanlainen siipien muoto , mutta eri syystä - he käyttävät siipiä sukeltamiseen ja "lentämiseen" veden alla. Tällaisilla siipillä varustetut linnut saavuttavat ennätysnopeuden - neulahäntäpiippu ( Hirundapus caudacutus ) saavuttaa jopa 170 km/h nopeuden [14] ja muuttohaukka  jopa 300 km/h. Muuttohaukka on nopein eläin maan päällä.

Siivet suhteellisen korkealla kuvasuhteella

Suhteellisen suuren venymän omaavat siivet ovat erittäin pitkiä ja ohuita. Yleensä niille on ominaista alhainen siipien kuormitus ja niitä käytetään hitaaseen lentoon, melkein leijuen. Tällaiset siivet ovat ominaisia ​​petreille , tiirille , vuohille ja linnuille, jotka pystyvät siirtymään dynaamiseen kohoamiseen aaltojen yli säästääkseen energiaa, mikä on yleistä merilintujen keskuudessa .

Tämän tyyppinen erikoistapaus ovat jättiläispentrelien ja albatrossien siivet , jotka ovat parhaiten sopeutuneet pitkittyneeseen nousuun . Näille siipeille on ominaista käden pienin suhteellinen pituus, noin 25% siiven pituudesta, ja suurin määrä toisen asteen toissijaisia ​​höyheniä - 40.

Näillä linnuilla on myös tyypillinen mekanismi siipien nivelten kiinnittämiseen ja käsien höyhenten rakenteen erot [14] [39] .

Siivet nousevaan lentoon

Koholennolle sopivat siivet ovat suhteellisen leveitä ja ne ovat ominaisia ​​suurille maalintuille, kuten kotkille , korppikotkalle , pelikaaneille ja haikaraille . Syvät urat siipien päissä lentohöyhenen välissä vähentävät ilmanvastusvoimaa ja suhteellisen lyhyt koko mahdollistaa nousemisen maasta ilman merkittävää kiihdytystä.

Suhteellisen samanlaisia ​​ovat haikaroiden ja ibisien siivet , jotka käyttävät niitä hitaaseen räpyttelyyn [14] .

Häntä

Lintujen häntä perustuu 5-7 nikaman luihin ja pygostyleen , johon hännän höyhenet ovat kiinnittyneet. Hännän höyhenten lukumäärä vaihtelee eri lintulajeilla niiden täydellisestä poissaolosta uireilla 22-24: ään pelikaaneilla , ankoilla ja joutsenilla .

Hännän hännän höyhenet voivat siirtyä erilleen, mikä lisää merkittävästi aluetta. Lisäksi häntä voi liikkua kahteen suuntaan kuuden lihasparin avulla. Vaikka useimpien lintujen hännän höyhenet ovat suunnilleen samanpituisia ja muodostavat tasaisen avoimen hännän, hännän muoto voi vaihdella.

Esimerkiksi harakoilla , fasaaneilla , tissillä , joillakin kyyhkyillä ja käkillä on pidemmät keskihöyhenet, jotka antavat hännän pyöreän muodon. Joillakin faetoneilla , mehiläissyöjillä , skuasilla , joillakin rievoilla ja sihteerilintuilla on paljon pidemmät keskihöyhenet.

Sitä vastoin pääskysillä , fregattilinnuilla ja joillakin tiirailla on paljon lyhyemmät keskihöyhenet, jotka muodostavat haarukan hännän.

Häntä osallistuu lennon vakautukseen ja ohjaukseen sekä nosto- että vetovoimien ansiosta.

Pitkät jäykät hännät, erityisesti ne, joissa on pitkät keskihöyhenet, sopivat parhaiten luomaan aerodynaamista vastusta, mikä edistää lennon vakautta.

Samaan aikaan haarukan muotoiset pyrstöt luovat nostovoiman lähes ilman vastusta, mikä tarjoaa ohjattavuuden nopean lennon aikana.

Merilinnuilla on usein hyvin lyhyt häntä, koska ne eivät vaadi ohjattavuutta hitaan lennon aikana.

Metsälintujen pyrstöjen tulee olla erittäin vakaita ja kestäviä törmäyksiä vastaan, jolloin pitkät, suorat hännät ovat kätevimpiä [14] .

Muut lennon mukautukset

Vaikka siivet ja höyhenet ovat ensisijaisia ​​mukautuksia lentämiseen, lennon vaatimukset ovat saaneet aikaan monia muita muutoksia linnuissa.

Lentävien lintujen höyhenet eroavat monien lentokyvyttömien lintujen ja sulkaisten dinosaurusten höyhenistä , sillä niissä on mikroskooppiset koukut, jotka pitävät höyhenen ehjänä ja antavat sille lentoon tarvittavan voiman.

Kaikista selkärankaisista pikkuaivot ovat kehittynein [34][ sivua ei ole määritelty 806 päivää ] linnuissa, mikä toimii tärkeänä mukautuksena monimutkaisten liikkeiden koordinoinnissa ja suuntautumisessa kolmiulotteisessa ympäristössä. Lentäminen liittyy näön roolin vahvistumiseen verrattuna muihin aistielimiin.

Lintujen luurangossa on useita onttoja luita, mikä vähentää merkittävästi sen massaa. Lisäksi linnuilta puuttuu joukko luita, jotka olivat vielä olemassa Archeopteryxissä , erityisesti pitkä häntä on kadonnut. Hampaineen leuat korvattiin vaalealla nokalla , yleensä kallon luut ohuet ja vaaleammat. Luurankoon tuotiin myös köli , suuri luu, johon siipilihakset on kiinnitetty. Useimpien nikamien yhteensulautumista, pygostylen läsnäoloa , johon hännän höyhenet on kiinnitetty, ja muita pidetään myös lentosopeutumisina.

Lento liittyy lihasjärjestelmän uudelleenjärjestelyyn, erityisesti suurten rintalihasten  - siipien painajaisten - koon kasvuun. Niiden paino on 10-25 % linnun ruumiinpainosta [34] .

Tärkeä mukautus, joka on suunniteltu varmistamaan korkeat energiakustannukset ja vastaavasti korkea aineenvaihduntanopeus , on yksisuuntaisen ilmavirran ilmaantuminen keuhkoihin - kaksinkertainen hengitys . Ilmapusseihin saapuva ilma kulkee lintujen keuhkojen läpi jokaisella sisään- ja uloshengityksellä samaan suuntaan, mikä mahdollistaa ( vastavirtausperiaatteen käytön ansiosta ) tehokkaan hapen poistamisen siitä (lintujen uloshengittämässä ilmassa noin 12 % happea, kun taas nisäkkäillä noin 16 %) [34] . Turvatyynyt jäähdyttävät kehoa tehokkaasti intensiivisen lihastyön aikana lennon aikana.

Lintujen hengityselinten toiminnan määrää muun muassa reisiluun asento. Lintujen reisiluut ovat passiivisia, joten maassa liikkuessaan ne eivät käytännössä liiku vaaka-asennosta. Juuri tämä luun kiinteä asento mahdollistaa vatsan ilmapussin tukemisen sisäänhengityksen aikana [40] .

Nelikammioinen sydän ja kaksoishengitys takaavat lintujen lämminverisyyden ja erittäin korkean aineenvaihdunnan intensiteetin . Hengitysliikkeiden taajuus pienillä linnuilla levossa on noin 100 minuutissa ja ilmeisesti voi lisääntyä lennon aikana. Pulssi levossa on jopa 400-600 ja lennossa jopa 1000 lyöntiä minuutissa [34] .

Lentofysiikka

Lintujen lentojen aerodynamiikka on monimutkaista ja tunnetaan tällä hetkellä vain yleisesti. Tämä johtuu siitä, että lennon aikana tapahtuu muutoksia lentohöyhenten asennossa ja muutoksia siipien alueella, siiven ranne- ja pääosat liikkuvat eri nopeuksilla ja eri kulmissa jne. [41]

Lentävän linnun siiven aerodynamiikka on hyvin erilainen kuin lentokoneen siiven. Siiven luomassa voimassa on pääkomponentti, joka on kohtisuorassa vapaan virtauksen nopeusvektoriin ( lift ) ja pieni komponentti, joka on suunnattu pitkin virtausnopeusvektoria ( aerodynaaminen vastus ). Siksi painovoiman kompensoimiseksi nopeusvektorilla on oltava suuri vaakasuuntainen komponentti. Pystylennossa siipi on täysin hyödytön, sukeltaessaan linnut yksinkertaisesti taittelevat siipensä. Tasalennossa aerodynaamisen voiman vaakakomponentin (vastusvoiman) kompensointi on tarpeen lentonopeuden ylläpitämiseksi, eli vapaavirran nopeusvektorin pystysuuntaisen komponentin luominen siipien koordinaattijärjestelmään. Heiluttava siipi voidaan jakaa ehdollisesti kolmeen osaan - keskimmäiseen, joka ei tee räpyttelyliikkeitä, ja kahteen pääteosaan, joilla on suuret pystysuuntaiset nopeuskomponentit ja sen seurauksena merkittävä aerodynaamisen voiman vaakasuora komponentti. Tässä tapauksessa, kun siipi liikkuu alaspäin, voima suunnataan eteenpäin, kun liikkuu ylöspäin, se suuntautuu taaksepäin. Muuttamalla näiden siiven osien iskukulmaa aerodynaamisen voimavektorin moduuli voidaan pienentää nollaan (ylöspäin liikkuessa). Heiluttavan siiven painekeskuksen liike johtaa momenttien ilmaantumiseen nousussa , joiden kompensoimiseksi tarvitaan vaakasuora häntä (häntä). Toisin kuin lentokoneilla, linnuilla ei ole pystysuoraa höyhenpukua, koska kahden siiven läsnäolo mahdollistaa voimamomenttien luomisen [ 42]

Leijuvan siiven aerodynamiikka leijumistilassa on paljon monimutkaisempaa johtuen siitä, että vastaantulevan virtausnopeusvektorin moduuli on yhtä suuri kuin nolla. Tässä tapauksessa aerodynaamisen voiman pystykomponentti syntyy siiven nopeuden vaakakomponentin vuoksi suhteessa linnun liikkumattomaan runkoon.

Lentovaiheet

Lintujen lentojen aerodynaaminen kuvio on monimutkainen, ja sen luonne yksittäisissä ryhmissä ja lajeissa on hyvin monimuotoinen. Siipien rakenteen ominaisuudet, lentohöyhenten pituus ja mittasuhteet, linnun painon suhde siipien pinta-alaan, lihasten kehitysaste ovat ratkaisevia tekijöitä, jotka määrittävät ominaisuudet ja ominaisuudet. lentämisestä linnuissa.

Nouse

Lentoonlähtöstrategia voi vaihdella merkittävästi, ensisijaisesti linnun koosta riippuen. Pienet linnut vaativat suhteellisen pienen tai jopa nollan alkunopeuden, joka syntyy hyppäämällä.

Tämä käyttäytyminen on osoitettu erityisesti kottaraisilla ja viiriäisillä , jotka pystyvät tuottamaan 80-90 % lentonopeudesta alkuhypyn ansiosta [43] saavuttaen jopa 48 m/s² kiihtyvyyden.

Samaan aikaan kottaraiset käyttävät usein sen oksan energiaa, jolla he istuvat, vaikka ne eivät pysty säätelemään hypyn voimaa sen paksuudesta riippuen [44] .

Muut pienet linnut, kuten kolibrit , joiden jalat ovat liian pienet ja ohuet hyppäämiseen, alkavat räpytellä siipiään ollessaan vielä maassa ja saavuttavat jopa 1,6 kertaa linnun painon nostossa [45] .

Suuret linnut eivät pysty nousemaan paikalta ja tarvitsevat alkunopeuden lentääkseen. Useimmiten tämä nopeus saavutetaan nousemalla tuulta vastaan. Lisäksi usein linnut pakotetaan juoksemaan maan tai veden pinnalla.

Jotkut suuret linnut, kuten kotkat, käyttävät kiviä, puiden latvoja tai muita korkeuksia nopeuttaakseen putoamista. Merilinnut pystyvät usein saavuttamaan tämän vaikutuksen nousemalla aallon harjalta [46] .

Laskeutuminen

Laskeutuessaan linnut vähentävät nopeuden pysty- ja vaakakomponentteja. Tätä varten riittää, kun lisäät siiven nostovoimaa (jopa suuret linnut nostavat saaliin ilmaan, jonka paino ylittää linnun painon). Tätä varten linnut lisäävät siipien iskukulmaa talliin asti , suuntaavat vartalon pystysuoraan ja levittävät siivet ja häntää leveästi vastaantulevan ilmanvastuksen lisäämiseksi. Samalla he venyttävät jalkojaan eteenpäin vaimentaakseen laskeutumista. Tässä tapauksessa linnun runko osallistuu kahteen liikkeeseen - ympyrää pitkin pystytasossa johtuen aerodynaamisesta voimasta, joka on suunnattu kohtisuorasti räpyttelevän siiven nopeusvektoriin ja kiihdytetystä putoamisesta painovoiman vaikutuksesta.

Tietyillä hetkillä näiden voimien vaikutuksesta nopeuden molemmat komponentit kulkevat nollan läpi. Valitsemalla aerodynaamisen voiman arvon näitä ajanhetkiä voidaan yhdistää, eli linnun kehon nopeus voidaan nollata. Tässä tapauksessa siiven on liikuttava ympyrässä pystytasossa vakionopeudella, eli se liikkuu ylöspäin suhteessa linnun runkoon, kuten kuvassa näkyy.

Jalkojen avulla voit imeä iskun laskeutuessasi. Jalka-avusteisen pehmusteen tehokkuus vaihtelee kuitenkin suuresti lintulajien välillä. Suurimman osan ajastaan ​​ilmassa viettävillä linnuilla, kuten kolibrilla , swiftsillä ja pääskysillä , on jalat, jotka ovat heikkoja eivätkä sovellu tähän tarkoitukseen. Päinvastoin, teerillä ja peltopyyllä on vahvat jalat, jotka pystyvät imemään täysin näiden lintujen hitaan lennon.

Myös jalkojen käyttömekanismi vaihtelee. Suuret linnut nostavat yleensä jalkansa eteenpäin, mikä lisää ilmanvastusta ja valmistautuu törmäykseen pinnan kanssa. Pienikokoiset linnut sisältävät yleensä oksia, joille lintu on laskeutumassa.

Jaloillaan vaimentamisen lisäksi useimmat linnut joutuvat käyttämään lisämekanismeja. Joten useimmat petolinnut laskeutuvat aina tuulta vasten. Samanaikaisesti niiden siivet ovat lähes aina hajallaan, ja lisäsiipi on täysin auki. Useimmat suuret linnut, kuten jay , liikkuvat laskeutumispaikan (oksien tai kivien) alapuolelle ennen laskeutumista, ja muutaman metrin ennen kohdetta ne nousevat ylös siipiään räpäyttämättä. Tämä lähestymistapa mahdollistaa lähes nollanopeuden saavuttamisen myös tuulen puuttuessa.

Nopeuden vähentäminen ei ole niin tärkeää vesilintuille ja joillekin merilintuille , jotka pystyvät vaimentamaan veden nopeutta leveillä jaloillaan. Jalkojen ei tarvitse olla nauhallisia jarrutusta varten - linnuilla, kuten haikarailla , haikaroilla ja nostureilla , on tähän tarkoitukseen ihanteelliset jalat. Vaikka nämä linnut pystyvät laskeutumaan vaakasuoralle maalle, ne tekevät sen usein melko kömpelösti [47] .

Lentotyypit

Lintujen lento jaetaan yleensä kahteen päätyyppiin [48] :

  • aktiivinen tai heiluttaa,
  • passiivinen tai leijuva.

Linnut eivät yleensä käytä yhtä lentotyyppiä, vaan yhdistävät ne. Siipien räpyttelyä seuraa vaiheet, jolloin siipi ei liiku: kyseessä on liukulento tai kohoaminen. Tällainen lento on tyypillistä pääasiassa keskikokoisille ja suurille linnuille, joilla on riittävä ruumiinpaino [48] .

Alikehittynyttä siipien lihaksistoa havaitaan linnuilla, joilla on suuri siipipinta ja jotka käyttävät pääasiassa nousevaa lentoa. Päinvastoin linnuilla, joilla on pieni siipipinta, on kehittyneet vahvat lihakset [48] .

Flapping flight

Räpytyslento koostuu kahdesta erillisestä liiketyypistä: voimatahdista ja käänteisliikkeestä. Tehoiskun aikana siipi liikkuu eteenpäin ja alas, ja paluuisku palauttaa siiven alkuperäiseen asentoonsa. Tässä tapauksessa siiven sisäosa tuottaa ensisijaisesti nostovoimaa, kun taas käsi työntövoiman, joka työntää lintua eteenpäin. Voimaiskun aikana ensimmäisen kertaluvun lentohöyhenet muodostavat yhdessä siiven tiheän virtaviivaisen pinnan. Päinvastoin, käänteisen iskun aikana monien, etenkin pienten, lintujen ensimmäisen asteen lentohöyhenet kääntyvät akselinsa ympäri varmistaen ilman liikkeen niiden välillä. Suuret linnut tai pitkäsiipiset pienet linnut taivuttavat siipensä kokonaan tai osittain tuoden ne lähemmäksi vartaloa [49] .

Lentäminen on vaihtelevaa ja riippuu useimmiten linnun koosta, sen biologisista ominaisuuksista ja ekologisista elinoloista. On tapana tehdä ero useiden lentotyyppien välillä:

Huippulento

Soaling on lento ilman lintujen aktiivista energiankulutusta, joka suoritetaan joko nopeuden tai korkeuden menettämisen tai ilman liikkeen käytön vuoksi energian saamiseksi [14] .

Nousevaa lentoa käyttäville linnuille on ominaista suuret kehon koot ja pienet sydämet lisääntyneen lihastyön puutteen vuoksi. Tällaisten lintujen siivet ovat yleensä pitkiä, niillä on sama pitkä olkapää ja käsivarsi ja lyhyt käsi. Toissijaisten primäärien tukipinnan kehittyminen tapahtuu, joiden lukumäärä korppikotkailla on 19-20 ja albatrossilla 37 [14] . Maalajeissa siivet ovat yleensä leveitä, kun taas merilajeissa ne ovat kapeita.

Erota dynaaminen ja staattinen kohoaminen.

Staattinen hiiri

Lintujen staattisen kohoamisen perusta on purojen tai ilmalämpövirtojen käyttö.

Käyttämällä ylävirtaa

Tuulen esteet, kuten kukkulat , kivet , metsävyöhykkeet ja muut, saavat ilman nousemaan. Monet lintulajit pystyvät käyttämään tällaisia ​​nousuja.

Esimerkiksi tuuman lentoa tarkkaillessa havaittiin , että tuulen nopeudella 8,7 m/s linnut pysyivät aina 6,5 ​​± 1,5 metrin korkeudella tuulen puoleisen puolen yläpuolella säilyttäen siipien iskukulman. 6° ja 7° välillä [50] .

Ilman lämpövirtojen käyttö

Toinen kohoamisen tyyppi liittyy lintujen termien käyttöön  - nouseviin ilmavirtoihin, jotka johtuvat ilman kuumenemisesta lähellä maan pintaa. Lämmöt esiintyvät useimmiten tasaisilla ja tasaisilla pinnoilla yhdessä pisteessä.

Monet suuret linnut käyttävät tätä menetelmää pitäen lämpöä keskiosassa kiertämällä paikallaan. Tämä käyttäytyminen on tyypillistä monille petolintuille , erityisesti korppikotkaille , leijoille , hiirihaukkaille . Tätä menetelmää käyttävät myös haikarat , pelikaanit ja muut ei-petolliset linnut. Ilmalämpövirtoja käyttävillä linnuilla on pieni siipien kuvasuhde (noin 15:1), mikä mahdollistaa nopean nousun, toisin kuin esimerkiksi albatrosseilla. Tämä siiven pidennys mahdollistaa ympyrän kiertämisen pienemmän säteen omaavana ja auttaa pysymään lämmön sisällä [14] .

Dynaaminen Hover

Tuulen nopeus kasvaa korkeuden myötä, mikä on erityisen havaittavissa valtameren yläpuolella. Voimakkaalla tuulella (7 pistettä Beaufortin asteikolla ) sen nopeus on 10 m korkeudella 15 m/s, mutta 1 m korkeudella vain 10 m/s. Monet merilinnut , erityisesti suuret valtameren linnut, kuten esim. albatrossit , käytä tätä eroa aktiivisesti. Samanaikaisesti lintu nousee ja laskee ajoittain ja saa vaakasuoraa nopeutta nopeammissa ylemmissä ilmakerroksissa ja pystynopeutta alemmissa kerroksissa ympäröivää ilmaa suuremman lentonopeuden vuoksi [14] .

Nousemassa aaltojen yläpuolelle

Merilinnut käyttävät myös kahta muuta kohoamismekanismia, jotka liittyvät aaltojen esiintymiseen. Ensimmäinen tyyppi on samanlainen kuin edellä kuvattu dynaaminen kohoaminen, ja se liittyy nousevien ilmavirtojen esiintymiseen aallon edessä.

Tyypillinen 1 m korkea ja 12 m leveä aalto pystyy siis muodostamaan ylöspäin suuntautuvan ilmavirran nopeudella 1,65 m/s. Monet linnut, kuten albatrossit , fulmarit , lokit ja pelikaanit , tasapainottavat jatkuvasti aallon tuulen puoleisella puolella lentäessään hyödyntäen näitä virtoja. Liike on yhdensuuntainen aallon harjan kanssa. Kun aalto loppuu, lintu liikkuu inertialla ja etsii uutta aaltoa. Harvemmin linnut voivat liikkua aallon mukana [14] .

Toinen tapa saada energiaa aalloista on se, että aallon takana on aina pala rauhallisempaa ilmaa. Linnut, kuten albatrossit ja petret , lentävät usein niiden yli, nousevat ja laskevat jatkuvasti ja käyttävät itse asiassa dynaamisen kohoamisen mekanismia [51] .

Tekniikat energian säästämiseksi lennon aikana

Lentäminen voi olla erittäin kallista ja ylittää linnun perusaineenvaihdunnan 2–20 kertaa [14] . Siksi linnut ovat kehittäneet useita mekanismeja vähentääkseen energiakustannuksia tämäntyyppisten lennon aikana.

Ajoittainen lento

Yksi keino säästää energiaa lennon aikana on katkonainen lento, jossa useat vedot vuorottelevat vapaan lennon kanssa. Tämä mekanismi voi teoriassa säästää energiaa useilla tavoilla. Suurilla ja keskikokoisilla linnuilla taukojen aikana siivet painetaan tiukasti vartaloon, mikä vähentää vetovoimaa. Kokonaisenergiansäästö peippo lennon aikana on arvioitu olevan jopa 35 % [14] . Jos lintu pitää siipensä levitettynä tauon aikana, lento koostuu kiihdytysvaiheesta räpyttelylennon aikana ja sitten liukuvaiheesta tauon aikana. Tällainen lento lisää nostovoimaa ja säästää jopa 11 % energiaa [14] . Linnut voivat käyttää molempia tekniikoita lentonopeudestaan ​​riippuen. Lisäksi optimaalinen siipien lyöntitiheys lihasten käyttöasteen kannalta voi olla suurempi kuin lennon vaatima, minkä vuoksi nykivä lento tarjoaa mahdollisuuden käyttää lihaksia optimaalisesti. Tämäntyyppinen lento on erityisen tyypillistä peippoille .

Jaksottainen lento on tyypillistä joillekin linturyhmille. Se on siis tikkojen lennon pääominaisuus , joka lajista riippuen räpyttelee siipiään 30 %:sta 93 %:iin lentoajasta, loput jäävät tauolle [14] . Harakka viettää myös jopa 60 % lennostaan ​​taukojen tilassa heiluttaen [14] . Jaksottaista lentoa voi joissain lajeissa esiintyä jopa liikkuessaan paikallaan tuulella ja ilman, ja lintu onnistuu säilyttämään asemansa suhteessa maahan.

Lento tilatussa ryhmässä

Lentäessä lintujen siipien päihin muodostuu nousevia ilmasuihkuja . Takalinnut käyttävät tätä suihkua ikään kuin työntäisivät niitä eteenpäin. Näin ollen parven johtajat ja vahvimmat kiilan kärjessä lentävät linnut ottavat osan aerodynaamisesta kuormituksesta [14] . V-muotoisessa ryhmässä lentäessä jokainen lintu on edellisen nousuvyöhykkeellä, mikä säästää energiaa. Suurin vaikutus saavutetaan suurilla linnuilla, ja vain niille hyödyt ylittävät tarkan etäisyyden ylläpidosta aiheutuvat kustannukset. Arvioiden mukaan kiilajärjestelmän avulla linnut voivat alentaa energiakustannuksia lennon aikana 25 % [14] .

Katkaise yhteys

Roikkuu paikallaan

Liikkuminen paikallaan suhteessa ympäröivään ilmaan ( eng.  hovering ) on ​​vaikea tehtävä. Useimmat linnut eivät joko kykene siihen ollenkaan tai pystyvät siihen vain hyvin lyhyen aikaa. Itse asiassa ainoa linturyhmä, joka on sopeutunut tähän, ovat kolibrit , joiden ruumiinpaino vaihtelee välillä 2-8 g.

Hieman suuremmat auringonkukat , joiden massa on 10–20 g, roikkuvat paikallaan vain, jos ei ole muuta kätevää tapaa päästä kukkaan. Näin leijuttaessa hummingbirdin siivet ovat ihmissilmälle lähes näkymättömät ja aurinkolintujen siivet, jotka liikkuvat paljon hitaammin, näkyvät läpinäkyvänä kiekkona linnun ympärillä. Nämä linnut pystyvät tarvittaessa liikkumaan hitaasti mihin tahansa suuntaan [14] .

Paikallaan leijuessaan linnun runko on lähes pystysuorassa asennossa, sen akseli muodostaa 40-50° kulman vaakatasoon nähden[ määritä ] . Samanaikaisesti siivet liikkuvat melkein vaakatasossa, mikä kuvaa kahdeksaa. Jokaisella eteenpäin ja taaksepäin liikkeellä siipi liikkuu hieman alaspäin ja nousee ylöspäin äärimmäisissä kohdissa.

Liikekulma on noin 130°, suunnilleen sama eteen- ja taaksepäin. Samanaikaisesti siipiharja kääntyy lähes 180 ° liikkumissuuntaa muutettaessa pitäen jatkuvasti positiivista hyökkäyskulmaa. Liiketaajuus on 36-39 Hz kolibrilla Chlorostilbon lucidus ja 27-30 Hz mustalla jakobiinilla ( Florisuga fusca ), maksiminopeus on 20 m/s [14] . Samaan aikaan kolibrit pystyvät nostamaan 80-200 % omasta painostaan ​​[52] .

Tuuleen leijuu

Erikoinen lentotyyppi on leijuminen pintaan nähden tuulen nopeudella lentämisen vuoksi ( eng.  windhovering ). Tämä on tyypillistä monille petolintuille ja kalaa syöville linnuille: kalasääski , kalasääski , tiira , skuas , jotkut kuningaskalastajat . Liikkumattomuus suhteessa maahan tai veteen auttaa lintua tarkkailemaan saalista. Tämä lentotila on kuitenkin optimaalinen vain tietyllä tuulen nopeudella; Muuten se vaatii linnulta paljon enemmän vaivaa.

Kun leijuu, pää pysyy paikallaan suhteessa maahan erittäin suurella tarkkuudella. Esimerkiksi tuulipuun vaihtelut eivät ylitä 6 mm, eivätkä korreloi siipien lyöntien kanssa. Tässä tapauksessa lintu onnistuu reagoimaan nopeasti tuulen nopeuden muutoksiin, jotka eivät pysty muuttamaan pään asentoa [14] .

Ohjaus ja lentonopeus

Ohjaus lennon aikana saavutetaan muuttamalla tuloksena olevia painovoimaa ja siiven aerodynaamista voimaa. Lintujen lentonopeuden kannalta suuri merkitys on myötätuuli, joka lisää sitä.

Lintujen nopeus kausimuuton aikana on yleensä suurempi kuin sesonkiajan ulkopuolella. Harmaat nosturit, silakkalokit, suuret merilokit lentävät nopeudella 50 km/h, peippot, siskinat - 55 km/h, miekkavalaat - 55-60 km/h, eri lajien villihanhet - 70-90 km/h , wigeons  - 75-85 km / h, eri lajien kahlaajia - keskimäärin noin 90 km / h. Suurin lentonopeus havaitaan mustassa swiftissä  - 110-150 km/h [48] . Suuret taivaamot ovat osoittaneet hämmästyttävää kestävyyttä: ne pystyvät lentää noin 100 km/h nopeudella yli 6500 km [53] . Suurin sukellusnopeus havaitaan muuttohaukalla  - jopa 320 km / h.

Lentokorkeus

Lintujen organismin energia ja aerodynamiikka mahdollistavat ilmeisesti räpyttelemisen 5-6 kilometrin korkeuteen , mikä muuten osuu ikuisten lumien rajaan monilla maantieteellisillä alueilla. Tällaisilla korkeuksilla pesii useita lintulajeja, vaikka ne turvautuvat heiluttavaan lentoon hyvin rajoitetusti - ne liikkuvat pääasiassa maassa tai nousevat nousevissa ilmavirroissa. Esimerkiksi tiibetiläinen väärä osteri , mustakaulakurkut , vuoristohanhet , Chalcostigma - suvun kolibrit . Hanhet nousevat suunnilleen samalle korkeudelle kausimuuton aikana; ne lentävät Himalajan yli korkeudessa jopa 5500-6000 m. Tällainen lento suoritetaan näiden lintujen fyysisten kykyjen rajoilla ja se suoritetaan ottaen huomioon lukuisat olosuhteet, jotka mahdollistavat energian säästämisen [54] . Monet korppikotkat (esim . kondorit ), vaikka ne harjoittavatkin pääasiassa huimaa lentoa, pesivät myös 5000 metrin syvyyteen eivätkä tule toimeen ilman heiluttavaa lentoa korkealla.

Korkean korkeuden ennätyksen haltija näyttää olevan alppinakka , jonka kiipeilijät näkevät 8200 metrin korkeudessa. Hänkään ei kuitenkaan saavuta tätä korkeutta heti merenpinnasta. Mutta suurin osa linnuista lentää useimmiten maan pintaa pitkin, jopa muuton aikana, joka ei nouse yli 1,5 kilometrin korkeuteen.

Nousevissa ilmavirroissa kohoaminen antaa linnuille mahdollisuuden nousta huomattavasti korkeammalle, erittäin harvinaisissa tapauksissa - korkeuksiin, joissa elämän ylläpitäminen on mahdotonta. Niinpä vuonna 1973 afrikkalainen korppikotka törmäsi lentokoneeseen Norsunluurannikon Afrikan tasavallan yläpuolella 11 277 metrin korkeudessa [55] ; on selvää, että ilmoitettu korkeus johtui nousuvirran parametreista, ei linnun fyysisistä ominaisuuksista; Paikallisesti lisääntyneen ilman tiheyden ulkopuolella, yli 10 km korkeudessa, lämminveriset eläimet eivät ole elinkelpoisia .

Mediassa väitetään, että vuonna 1967 Pohjois-Irlannin alueella nähtiin 30 laulujoutsenparvi yli 8,2 kilometrin korkeudessa ja tavallisia kurkkuja ylittämässä Himalajaa noin 10 kilometrin korkeudessa. Näitä tosiasioita ei kuitenkaan ole vahvistettu luotettavasta lähteestä.

Muistiinpanot

  1. Leonardo da Vinci. Valittuja luonnontieteellisiä teoksia. M, 1955. S. 605.
  2. Sobolev D. A. Ajatus lennosta Leonardo da Vincin teoksissa. Kysymyksiä historiasta, luonnontieteistä ja tekniikasta, nro 3 2005.
  3. Herzog, K. Anatomie und Flogbiologie der Vogel  (saksa) . - Stuttgart: Gustav Fischer Verlag, 1968.
  4. Sy, M. Functionell-anatomische Untersuchungen am Vogelflugel  (saksa)  // Journal für Ornithologie . - 1936. - Bd. 84 , nro. 2 . - S. 199-296 .
  5. Soita KP et al. Linnun lennon mekaaninen teho  (englanniksi)  // Luonto. - 1997. - Voi. 390 . - s. 67-70 . - doi : 10.1038/36330 . — .
  6. Prum, Richard O. Kuka on isäsi   // Tiede . - 2008. - Joulukuu ( nide 322 , nro 5909 ). - P. 1799-1800 . — ISSN 0036-8075 . - doi : 10.1126/tiede.1168808 . — PMID 19095929 .
  7. Brush, A. H. Taking Wing: Archeopteryx and the Evolution of Bird Flight  //  The Auk  : Journal. - 1998. - heinäkuu (osa 115). - doi : 10.2307/4089435 .
  8. Shipman, P. Taking Wing: Archeopteryx  and the Evolution of Bird Flight . — Simon & Schuster , 1999. — ISBN 0684849658 .
  9. 1 2 Marsh OC Odontornithes: Monografia Pohjois-Amerikan sukupuuttoon kuolleista hammaslintuista. Raportti neljänkymmenennen leveyden geologisesta tutkimuksesta, voi. 7 . - Washington: Government Printing Office, 1880. - P. 189. - doi : 10.5962/bhl.title.61298 . ( Toinen linkki arkistoitu 19. marraskuuta 2020 Wayback Machinessa ).
  10. Williston S. Ovatko linnut peräisin dinosauruksista? (englanniksi)  // Kansas City Review of Science and Industry. - 1879. - Voi. 3 . - s. 457-460 .
  11. 1 2 Ostrom JH Archeopteryx and the Origin of Flight  // The Quarterly Review of Biology. - 1974. - Voi. 49, nro 1 . - s. 27-47. - doi : 10.1086/407902 .
  12. Alonso PD, Milner AC, Ketcham RA, Cokson MJ ja Rowe TB Archeopteryxin aivojen ja sisäkorvan lintujen luonne   // Luonto . - 2004. - elokuu ( nide 430 , nro 7000 ). - s. 666-669 . - doi : 10.1038/luonto02706 . — PMID 15295597 .
  13. 1 2 Senter, P. Lapan suuntaus teropodeissa ja tyvilintuissa sekä räpyttelylennon alkuperä  // Acta Palaeontologica Polonica  . - 2006. - Voi. 51 , no. 2 . - s. 305-313 .
  14. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 John Videler. Avian  lento . - Oxford University Press , 2005. - ISBN 978-0-19856603-8 .
  15. Kurzanov S. M. Avimimidit ja lintujen alkuperäongelma. Neuvostoliiton ja Mongolian yhteisen paleontologisen tutkimusmatkan julkaisut, nro 31. M .: Nauka, 1987. 95 s.
  16. 1 2 Feduccia A. Lintujen alkuperä ja kehitys  . - Yale University Press , 1999. - ISBN 9780300078619 .
  17. 1 2 Feduccia, A. Explosive Evolution in tertiary Birds and Mammals   // Tiede . - 1995. - Helmikuu ( nide 267 , nro 5198 ). - s. 637-638 . - doi : 10.1126/tiede.267.5198.637 . — PMID 17745839 . Arkistoitu alkuperäisestä 20. maaliskuuta 2008.
  18. Glen, CL ja Bennett, MB Mesozoisten lintujen ja muiden kuin lintujen theropodien ravinnonhakutavat  //  Current Biology. - 2007. - marraskuu ( osa 17 ). - doi : 10.1016/j.cub.2007.09.026 . — PMID 17983564 . Arkistoitu alkuperäisestä 19. elokuuta 2020.
  19. Kurochkin E. N., Bogdanovich I. A. Lintujen alkuperäongelmasta: kompromissi ja systeemiset lähestymistavat. Proceedings of the Russian Sciences Academy, Biological Series, 2008 nro 1 s. 15-17, UDC 568.2(591.174)
  20. Prum, R. ja Brush, A. H. Höyhenten evolutionaarinen alkuperä ja monipuolistuminen  //  The Quarterly Review of Biology. - University of Chicago Press , 2002. - Voi. 77 . - s. 261-295 . - doi : 10.1086/341993 . — PMID 12365352 .
  21. Mayr, G., B. Pohl & D.S. Peters. Hyvin säilynyt Archeopteryx - näyte, jossa on theropod-ominaisuuksia // Tiede. - 2005. - Voi. 310, nro 5753 . - s. 1483-1486. - doi : 10.1126/tiede.1120331 . — PMID 16322455 .
  22. Feduccia, A. (1993).
  23. Dial, KP Wing-Assisted Incline Running and the Evolution of Flight  //  Science : Journal. - 2003. - Voi. 299 , no. 5605 . - s. 402-404 . - doi : 10.1126/tiede.1078237 . — PMID 12532020 .
  24. Morelle, Rebecca Lintujen lennon salaisuudet paljastettiin  . BBC News (24. tammikuuta 2008). Käyttöpäivä: 25. tammikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 27. tammikuuta 2008.
  25. Bundle, MW ja Dial, KP Mechanics of wing-avuste incline running (WAIR  )  // The Journal of Experimental Biology . — Biologien yritys, 2003. - Voi. 206 . - P. 4553-4564 . - doi : 10.1242/jeb.00673 . — PMID 14610039 .
  26. Kurochkin E. N., Bogdanovich I. A. Lintujen lentojen alkuperäongelmaan // Konferenssin "Biologisen evoluution nykyaikaiset ongelmat" julkaisut osavaltion Darwin-museon 100-vuotisjuhlaksi, 17.-20.9.2007, Moskova. s. 17-19
  27. Carroll R. Selkärankaisten paleontologia ja evoluutio 3 osassa. englannista. - M . : Mir, 1993. - T. 2. - 283 s. — ISBN 5-03-001819-0 .
  28. 1 2 3 Naumov N. P., Kartashev N. N. Selkärankaisten eläintiede. - M . : Higher School, 1979. - T. 2. - S. 103. - 272 s.
  29. Iljitšev V.D., Kartashev N.N., Shilov I.A. Yleinen ornitologia . - M . : Korkeakoulu, 1982. - S. 114-115. — 464 s.
  30. 1 2 Wood G. Guinnessin kirja faktoista ja  uroteoista . – 3. painos - 1982. - ISBN 0-85112-235-3 .
  31. 1 2 3 Bird DM Lintualmanakka: Opas tärkeisiin faktoihin ja lukuihin maailman linnuista . - Buffalo: Firefly Books, 2004. - S.  70 . — ISBN 9781552979259 .
  32. Ksepka DT Suurimman volantin linnun lentosuorituskyky  // Proceedings of the National Academy of Sciences  . - 2014. - Vol. 111, nro. 29 . - P. 10624-10629. — ISSN 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.1320297111 . — PMID 25002475 . ( Tukitiedot ).
  33. Chatterjee S. , Templin RJ, Campbell Jr. KE Argentaviksen aerodynamiikka , maailman suurin lentävä lintu Argentiinan mioseenista  (englanniksi)  // Proceedings of the National Academy of Sciences . - National Academy of Sciences , 2007. - Voi. 104 , no. 30 . - P. 12398-12403 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.0702040104 . — PMID 17609382 .
  34. 1 2 3 4 5 6 Lintujen anatomian käsikirja: Nomina Anatomica Avium / Baumel JJ et al. - Cambridge: Nuttall Ornithological Club, 1993. - P. 45-132. — (Nuttall Ornithological Clubin julkaisut, nro 23).
  35. Bird Kingdom // Tietojen puu: Keräilijän päiväkirja. - Marshall Cavendish, 2002. - S. 157-162, 197-202 .
  36. Iljitšev V.D., Kartashev N.N., Shilov I.A. Yleinen ornitologia . - M . : Higher School, 1982. - S. 25-26. — 464 s.
  37. Brown, RE ja Cogley, AC Propatagiumin panokset lintulennolle  //  Journal of Experimental Zoology. - 1996. - Voi. 276 . - s. 112-124 . - doi : 10.1002/(SICI)1097-010X(19961001)276:2<112::AID-JEZ4>3.0.CO;2-R .
  38. Savile, DBO Mukautuva kehitys linnunsiivessä   // Evoluutio . - Wiley-VCH , 1957. - Voi. 11 . - s. 212-224 . - doi : 10.2307/2406051 .
  39. Boel, M. Luonnollisen lennon tieteelliset tutkimukset  //  Transaction of the American Society of Mechanical Engineers. - 1929. - Voi. 51 . - s. 217-252 .
  40. Saatiin uutta tietoa, joka kumoaa hypoteesin lintujen alkuperästä dinosauruksista - Tiede ja tekniikka - Biologia - Ornitologia - Kompulentti (pääsemätön linkki) . Haettu 16. syyskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 22. maaliskuuta 2013. 
  41. Linnut: lento . Haettu 10. lokakuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 10. heinäkuuta 2014.
  42. Vinogradov I. N. Kohoavien lintujen aerodynamiikka. - M. , 1951. - 128 s.
  43. Earls KD Maalentokoneen kinematiikka ja mekaniikka kottaraisessa Sturnis vulgaris ja viiriäinen Coturnix coturnix  //  Journal of Experimental Biology. - 2000. - Voi. 203 , no. 4 . - s. 725-739 . — PMID 10648214 .
  44. Bonser RHC, Norman AP, Rayner JMV Vaikuttaako alustan laatu tavallisten kottaraisten lentoonlähtöpäätöksiin?  (englanniksi)  // Funktionaalinen ekologia. - 1999. - Voi. 13 . - s. 102-105 . - doi : 10.1046/j.1365-2435.1999.00290.x .
  45. Tobalske BW, Altshuler DL, Powers DL Lentoonlähtömekanismit hummingbirdissä  //  Journal of Experimental Biology. - 2004. - Voi. 207. - P. 1345-1352 . - doi : 10.1242/jeb.00889 .
  46. Lintulento . Paul ja Bernice Nollin lintuvalinnat . Haettu 27. elokuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 7. elokuuta 2008.
  47. Laskeutuva lintulento . Paul ja Bernice Nollin lintuvalinnat . Haettu 27. elokuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 4. heinäkuuta 2008.
  48. 1 2 3 4 Gladkova N. A., Mikheeva A. V., Eläinten elämä, v. 5 Birds, M .: Koulutus, 1970
  49. Lintujen hidas lennokkilento . Paul ja Bernice Nollin lintuvalinnat . Haettu 27. elokuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 16. tammikuuta 2019.
  50. Videler, J., Groenwold, A. Riippuvan lennon aerodynamiikan kenttämittaukset tuulikaareessa Falco tunnunculus  //  The Journal of Experimental Biology . — Biologien yritys, 1991. - Voi. 102 . - s. 1-12 .
  51. Pennycuick, CJ Gust kohoaa pohjana petrelien ja albatrossien lennon perustaksi  //  Avian Science: Journal. - 2002. - Voi. 2 , ei. 1 . - s. 1-12 .
  52. Chai P., Millard D. Lento- ja kokorajoitukset: suurten hummingbirdin leijuva suorituskyky maksimaalisella kuormituksella  //  Journal of Experimental Biology. - 1997. - Voi. 200 , ei. 21 . - P. 2757-2763 . — PMID 9418032 .
  53. Julia Rudy. Nopein muuttolintu löydetty . Membrana (28. toukokuuta 2011). Käyttöpäivä: 28. toukokuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 16. elokuuta 2011.
  54. Hawkes L. A. et ai. Himalajan ylittäviä hanhien lentoja ( Anser indicus )  // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2011. - Voi. 108, nro 23 . - P. 9516-9519. - doi : 10.1073/pnas.1017295108 . — PMID 21628594 .
  55. Mark Carwardine. Animal Records . - Sterling Publishing Company, Inc, 2008. - S. 124. - 256 s. ISBN 1402756232 .

Kirjallisuus

Linkit