Hogyan rajzolnak a kolibri nektárba?

Hogyan rajzolnak a kolibri nektárba?Ez az apró vörös számlájú smaragd kolibri (Chlorostilbon gibsoni) napi több ezer virággal táplálkozik. Kristiina Hurme, CC BY-ND

A kolibriok érthetetlen sebességgel élik az életet. Repülési akrobatikájuk elképesztő, manőveres inkább rovarok, mint madarak miközben körbe-körbe repülnek, fejjel lefelé, sőt hátra is repülnek. Homályosak, ahogy a virágok között versenyeznek. Amikor szünetet tartanak egy virág meglátogatásához, másodpercenként 15-20 alkalommal nyalogatják, hogy kinyerjék a nedű üzemanyagot.

Ami számunkra annyira érdekes, számunkra ennek az egyszerű étrendi választásnak az eredménye: nektárt isznak. Minden virág nem kínál sok mindent, ezért az egész erdőben elterjedt nektár apró mennyiségének megéléséhez a kolibri apró, gyors és sovány.

A nektár táplálása a kolibri meghatározó jellemzője, de a tudósok mindeddig nem tudták a pontos mechanikát, hogyan csinálják. Új tanulmányunk során lelassíthattuk őket a videó megtekintésében hogyan isznak valójában nektárt. És amit találtunk, az egészen más volt, mint az 1800-as évek óta megszokott bölcsesség.

Csőtáplálás?

A kolibriok sovány nyelve körülbelül ugyanolyan hosszú, mint a számláik. Tökéletesen alkalmasak arra, hogy mélyen belenyúljanak egy virágba. Több mint 180 évig, a tudósok úgy vélték, hogy a nektár elfogyasztásához a kolibriok a kapilláris működésre támaszkodtak. Az ötlet az volt, hogy a nyelvük ugyanúgy megtöltse nektárt, ahogy egy kis üvegcső passzívan megtöltődik vízzel.

A kapilláris működés fizikája két erőre támaszkodik. A folyadékmolekulák tapadásával a csőfalakra a folyadék felmászik. A felületi feszültség összetartja a folyadékot, és az egész folyadékoszlopot felfelé húzza.

kolibri nyalás2A kolibri hosszú, sovány nyelvén két barázda fut végig a közepén, és egy villás csúcsban végződik, amely a nektár belsejében terjed. Alejandro Rico-Guevara, CC BY-NDA kapilláris akcióelméletnek értelme volt, mivel a kolibri nyelvének két csőszerű hornya van. A nektár egyszerű, passzív módja lenne a nyelv felfelé haladása.

A kolibri ennél gyorsabb

De attól, hogy kolibrit nézek aRico-GuevaraKolumbia őshonos, úgy éreztük, hogy a kapillaritás nem volt elég gyors ahhoz, hogy lépést tartsunk a kolibri táplálékával. Ezt megjósoltuk a kapillaritás túl lassú volt hogy figyelembe vegyék a szabadon élő kolibriban megfigyelt gyors nyalási arányokat. Ne feledje, hogy egy virág nektárját körülbelül 15 nyalogatással képesek egy másodperc alatt lefolyni!

Négy évvel ezelőtt egyikünk (Rico-Guevara) és kollégánk Margit Rubega vitatta a konvencionális hiedelmeket a kapilláris akcióról először. Megmutattuk, hogy a villás nyelvhegyek nem statikusak, hanem drámai módon elterjedtek a nektár belsejében, rojtos széleikkel, amelyek apró kezekként nyílnak. Amikor a kolibri visszahúzza nyelvét a nektártól, ezek a rojtok a felületi feszültség fizikai erői és Laplace nyomás, csapdába ejtve a nektárcseppeket. A nyelv alakjának ilyen átalakulása miatt a nyelvcsúcsok nem maradnak meg a kapilláris működéséhez szükséges csőalakban.

Tehát hogyan tölti meg a nyelv többi része nektárt?

Elkezdtük tanulmányozni a kolibri fajok egy részét, hogy lássuk, mit csinálnak ezek a madarak valójában a virágoknál. Szükségünk volt egy módszerre, amellyel megmérhetjük a nyelv vastagságát az ivási folyamat során - egyszerű, de nem könnyű feladat.


 Szerezd meg a legújabb e-mailben

Heti magazin Napi inspiráció

Átlátszó művirágokat terveztünk, amelyeket lassított kamerákkal filmeztünk. Ezekből a videókból követhetjük nyomon a nyelv alakját az egész nyalási ciklus alatt. A nehéz rész a vad kolibri meggyőzése volt arra, hogy parancsra igyak. Idővel úgy képeztük őket, hogy a hamis virágadagolókhoz és az egész forgatási beállításhoz szoktattuk őket.

Tudományos felfedezés lassított videó segítségével

Amikor a kolibri egy virágba helyezi a számláját, még mindig mélyebbre kell bedugnia hosszú nyelvét, hogy a benne lévő nedűhöz jusson. Miután a nyelv megtelik nektárral, a madár visszahúzza a nyelvet a számlán belülre. A kutatók már tudták hogy a nektár csőrben tartása érdekében a kolibri megszorítja a nyelvet a számlacsúcsokkal, amikor meghosszabbítják a következő nyaláshoz. Ez összenyomja és ellapítja a nyelvet a kiutazás során, így a nektár a számlán marad. A nektár mozgatása a számla csúcsáról oda, ahol lenyelhető ismeretlen marad.

A nyelvtöltési mechanizmus tanulmányozásához a nyelv lapított formájára összpontosítottunk, amellyel minden egyes nyalás kezdődik. Ha a kolibriok kapillaritást használnak, miután a nektár bejutott a madár szájába, a nyelvnek azonnal vissza kell állítania csőszerű alakját, mielőtt újra hozzáérne a nektárhoz.

Alaposan tanulmányozva az átlátszó virágoknál iszogató madarakról készített lassított felvételeinket, azt láttuk, hogy a nyelv a szorítás után lapos maradt, még akkor is, amikor a levegőben haladt, és újabb kortyig elérte a nedűt. Nem pattant vissza az ital előtti eredeti csőszerű alakjához.

18 kolibrifajt vizsgáltunk, és több száz nyalogatás során azt tapasztaltuk, hogy a nyelv lapított maradt, amíg hozzá nem ért a nektárhoz. Ez kulcsfontosságú megállapítás volt, mert megmutatta, hogy a nyelvnek nincs benne a kapilláris működéséhez szükséges üres hely. Végül magabiztosan kizárhatjuk a kapillaritást, amely fontos a kolibri ivás szempontjából.

Hogyan pumpálják valójában a nedűt

Amit találtunk, túlmutat a kapillaritás egyszerű lebontásán. A kolibri váratlan módon érte el a folyadék nagyon gyors mozgatását ebben a mikroléptékben: az övék a nyelvek rugalmas mikropumpák.

A kolibri nyelv barázdái nem érik el a torkot, ezért a madár nem tudja ezeket használni apró szívószálak. Ezért ahelyett, hogy vákuumot használna a szíváshoz - képzelje el, hogy szalmaszálból iszik limonádét - a rendszer egy apró szivattyúként működik, amelyet a nyelv ruganyossága hajt. A madár laposan összenyomja a nyelvet, és amikor kinyílik, ez a tágulás gyorsan behúzza a nektárt a nyelv barázdáiba. Kiderült, hogy ez a rugalmas energia - a nyelv ellapulása által tárolt potenciális mechanikus energia -, amely lehetővé teszi, hogy a kolibri madarak sokkal gyorsabban gyűjtsék össze a nektárt, mintha kapillaritásra hagyatkoznának.

Amíg a nyelv mozog a levegőben, a lapítás során a barázdák falába terhelt elasztikus energiát a ragasztóként működő barázdák belsejében megmaradt folyadékréteg konzerválja. Amikor a nyelv megérinti a nedűt, a folyadékellátás lehetővé teszi a rugalmas energia felszabadulását, amely kiterjeszti a barázdákat, és meghúzza a nektárt a nyelv megtöltéséhez.

0316817155Kolibri ital közben minden nyalogatás összegyűjti a nektárt, miközben gyorsan előkészíti a nyelvpumpát a következő nyaláshoz. Alejandro Rico-Guevara, CC BY-NDBiológusként izgatottan vártuk ezt az új felfedezést, de a folyadékdinamika szakértőjének segítségére volt szükségünk, Tai-Hsi rajongó, ennek a kolibri mikropumpa fizikájának pontos megmagyarázására és új jóslatokra.

Kutatásunk megmutatja, hogy a kolibri valójában hogyan iszik, és biztosítja az első matematikai eszközöket az energiafelvétel pontos modellezésére. Ezek a felfedezések befolyásolják a táplálékkal kapcsolatos döntéseik, az ökológia és az evolúció megértését az általuk beporzott növényekkel.

Folyamatban lévő kutatásaink összehasonlítják az új modellünket mennyi nektár kolibri iszik a vadvirágoknál, és megvizsgálja a közötti kompromisszumokat hatékony ivás és harc a területek feletti uralom vagy nőstények vonzása, táplálék vagy mindkettő érdekében.

A szerzőrőlA beszélgetés

Rico Gueva AlejandroAlejandro Rico-Guevara a Connecticuti Egyetem ökológiai és evolúciós biológiai munkatársa. Funkcionális morfológus, aki nektárt tápláló madarakat használ vizsgálati modellként, hogy áthidalja az ökológiai és koevolúciós mintázatokkal kapcsolatos ismereteink és azok mögöttes mechanizmusai közötti szakadékot. Bővebben az alejorico.com oldalon

Kristiina Hurme a Connecticuti Egyetem ökológiai és evolúciós biológiai munkatársa

Ezt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés. Olvassa el a eredeti cikk.

Kapcsolódó könyv:

at

kövesse az InnerSelf oldalt

facebook ikonratwitter ikonrayoutube ikonrainstagram ikonrapintrest ikonrarss ikonra

 Szerezd meg a legújabb e-mailben

Heti magazin Napi inspiráció

ELÉRHETŐ NYELVEK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

A legolvasottabb

mindfulness és tánc mentális egészség 4 27
Hogyan javíthatja az éberség és a tánc a mentális egészséget
by Adrianna Mendrek, a Bishop's University
Évtizedekig a szomatoszenzoros kéreg csak az érzékszervi feldolgozásért felelős…
a soha nem létező nyugat 4 28
A legfelsőbb bírósági ajtónállók a vadnyugaton, amelyek valójában soha nem léteztek
by Robert Jennings, az InnerSelf.com
A Legfelsőbb Bíróság a jelek szerint szándékosan fegyveres táborrá változtatta Amerikát.
hogyan hatnak a fájdalomcsillapítók 4 27
Hogyan szüntetik meg valójában a fájdalomcsillapítók a fájdalmat?
by Rebecca Seal és Benedict Alter, University of Pittsburgh
A fájdalomérzés képessége nélkül az élet veszélyesebb. A sérülések elkerülése érdekében a fájdalom azt súgja, hogy használjunk…
hogyan takarítson meg pénzt az élelmiszeren 0 6
Hogyan takarítson meg ételszámlát, és egyen finom, tápláló ételeket
by Clare Collins és Megan Whatnall, University of Newcastle
Az élelmiszerek árai számos okból emelkedtek felfelé, többek között a növekvő költségek miatt…
mi a helyzet a vegán sajttal 4 27
Amit a vegán sajtokról tudni érdemes
by Richard Hoffman, a Hertfordshire-i Egyetem
Szerencsére a veganizmus növekvő népszerűségének köszönhetően az élelmiszergyártók elkezdték…
az óceánok fenntarthatósága 4 27
Az óceán egészsége a közgazdaságtantól és az Infinity Fish gondolatától függ
by Rashid Sumaila, British Columbia Egyetem
A bennszülött vének a közelmúltban megdöbbenésüket osztották meg a lazac mennyiségének példátlan csökkenése miatt…
kapjon emlékeztető oltást 4 28
Most kapjon egy Covid-19 emlékeztető oltást, vagy várja meg az őszig?
by Prakash Nagarkatti és Mitzi Nagarkatti, Dél-Karolinai Egyetem
Míg a COVID-19 elleni oltások továbbra is rendkívül hatékonyak a kórházi kezelés és a halálozás megelőzésében,…
spóroljon a hűtési költségeken 4 27
Hogyan takaríthat meg hűtési költségeit
by Oregon Egyetem
A passzív hűtési stratégiák akár 80%-kal is csökkenthetik a légkondicionálás terhelését…

Új hozzáállás - új lehetőségek

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf piac
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf kiadványok. Minden jog fenntartva.