batrachospermum (batrachospermum) wrote,
batrachospermum
batrachospermum

Category:

Отчего пингвины не летают, как кайры

Пингвины – известные путешественники. Колонии, где они гнездятся, отделены от мест, где они ищут пропитание, огромными расстояниями. И тяжкие походы, которые предпринимают пингвины, долгое время заставляли ученых чесать затылок, размышляя над вопросом, почему они делают это пешком, а не прибегают к полету, сэкономившему бы им кучу времени.


Пингвины много ходят. Фото: Michael Heffernan

В поиске ответов ученые обратились к другим морским птицам: беринговым бакланам (Phalacrocorax pelagicus) и толстоклювым кайрам (Uria lomvia). Первые плавают под водой при помощи перепончатых лап, вторые используют еще и крылья. Обе птицы летают, хотя кайры делают это с трудом. «Они ужасные летуны, – возмущается Кайл Эллиот, аспирант Университета Манитобы в Виннипеге (Канада), один из авторов исследования. – Они бьют крыльями очень-очень быстро и совершенно не умеют приземляться».


Толстоклювые кайры сидят на скале на Медвежьем острове (Норвегия). Фото: Michael Haferkamp

Чтобы изучить толстоклювых кайр, гнездящихся на севере Канады, исследователи вооружились ружьями – но вовсе не для того, чтобы стрелять по кайрам, а при проверке рассказывать сказки, что, мол, «это для науки», в то время как из избы отчетливо доносится аромат маринованной кайрятины. В ружьях были резиновые пули для отпугивания белых медведей, шныряющих вокруг домиков биологов и, кроме электрических загородей, ничем не сдерживаемых от того, чтобы надрать себе на ужин ученого мясца.

Когда же хищников поблизости не оказывалось, исследователи заарканивали кайр и впрыскивали в них специальные изотопы, чтобы определить, сколько углекислого газа и водяного пара из них выйдет, и таким образом посчитать энергозатраты на ныряние и полет. Также они снабжали птиц сенсорными устройствами, с помощью которых можно узнать их температуру тела, как глубоко они ныряют и сколько времени проводят под водой, в воздухе и на земле.


Горный гусь. Фото: Diliff

Выяснилось, что быть кайрой не так-то просто. Птицы тратят за минуту полета больше энергии, чем другие птицы, включая считавшегося чемпионом по энергозатратам горного гуся (Anser indicus), который летает над самими Гималаями. В полете кайры сжигают энергию в 31 раз быстрее, чем во время отдыха (для сравнения: при самой адовой работе остальные позвоночные животные способны тратить энергию лишь в 25 раз быстрее, чем при релаксации).

Если пересчитать на массу, то на каждый телесный килограмм кайра тратит 146 Вт – почти в 3 раза больше, чем горный гусь. Предыдущий рекорд принадлежал 2,6-килограммовому горному гусю, потратившему 135 Вт, а тут среднестатистическое 1-килограммовое тело толстоклювой кайры дало большую цифру – 141±18 Вт. Для 1,8-килограммового берингова баклана траты составили 158 Вт (87 Вт/кг), что тоже немало.

А вот под водой кайры оказываются эффективнее многих птиц – например, они явно уступают бакланам первенство по энергозатратам. Хотя в сравнении с пингвином того же размера кайра все равно тратит на 30% больше энергии.


Толстоклювая кайра чванится своими рекордами. Фото: Petr Čunderlík

Ученые полагают, что это результат того, что крылья кайр все же созданы для полета – под водой они создают торможение. Кроме того, их маленькие тела, достаточно легкие, чтобы оторваться от земли, охлаждаются быстрее, чем более громоздкие тушки пингвинов. «Вообще, чтобы лучше нырять, им нужно уменьшить крылья или самим вырасти, но оба варианта сделают полет невозможным», – злорадствует орнитолог Роберт Риклефс из Университета Миссури в Сент-Луисе (США), соавтор исследования. По словам ученого, кайры действительно функционируют на грани возможностей для птиц. «Главный посыл нашего исследования – это компромисс, – говорит он. – Нельзя иметь крыло, которое одинаково хорошо для движений в воде и в воздухе».

Около 70 млн лет назад великий предок пингвинов отказался от полета в пользу эффективной подводной охоты. Его единомышленники стали крупнее – это позволило им глубже нырять, быстрее плыть, дольше оставаться под водой, а значит, ловить более крупную добычу и в больших количествах.


Иногда все же лучше не нырять. Фото: Amos Nachoum

Когда-нибудь, возможно, и кайры подойдут к той эволюционной точке, в которой использование крыльев исключительно как плавников будет иметь преимущества. Пока же есть факторы, которые удерживают их в воздухе. «В отличие от пингвинов, кайры живут в Северном полушарии, где присутствие хищников – лис и волков – является фактором, сдерживающим эволюцию в направлении утраты полета», – говорит Брайан Макнэб, специалист по эволюции птиц из Флоридского университета в Гейнсвилле (США). По его словам, утки и пастушковые птицы также утратили способность летать, попав на острова, где не было хищников, и необходимость тратить энергию на то, чтобы спастись от опасности в воздухе, отпала. Правда, большинство нелетающих птиц вымерли с приходом на острова людей и их хищных и злобных друзей – кошек и крыс.


Берингов баклан. Фото: Don Baccus

Впрочем, подобные эволюционные ходы могут быть обусловлены не только выбором образа жизни. Необходимо прояснить, как энергозатраты у птиц соотносятся с их полетной и нырятельной активностью и как – с терморегуляцией. «Проблема здесь в том, что кайры и бакланы по-разному теряют тепло, – отмечает орнитолог Рори Уилсон из Университета Суонси (Великобритания). – У кайр много воздуха в перьях, и они выходят из воды сухими, в то время как перья бакланов намокают». Возможно, как раз из-за этого бакланы могут выглядеть неэффективными летунами, ведь им приходится тратить уйму энергии на то, чтобы противостоять холодному ветру, хлестающему по их влажным сексуальным телам.

Так что, конечно, можно очаровываться тем, как полет приносится в жертву способности эффективно нырять, но теперь нужно провести эксперимент, который принимал бы во внимание расходы на терморегуляцию.

По материалам: Nature, ScienceNOW, New Scientist
Научная статья: PNAS (Elliott et al., 2013)
Tags: птицы, разбор полетов
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments