对于所有的小生物来说,落水可能是一个很大的危险。当水滴占身体大小的很大一部分时,即使是常见的现象,您也需要巧妙的适应才能生存比如下雨。因此,即使是更大的落水量,例如瀑布,也可能成为脆弱飞行者的一堵墙。
但对于一些昆虫和小鸟来说,这个看似无法逾越的障碍是可以克服的。至少有几种鸟类利用这些自然屏障安全地隐藏它们的巢穴在闪闪发光的墙壁后面。众所周知,有些可以直接飞过这种骤降的液体。
为了更好地了解其工作原理,研究人员拍摄了蜂鸟穿过落水的过程。他们解决这个障碍的聪明而优雅的方式让我们感到惊讶。
正如我们在下面看到的,大多数安娜蜂鸟(安娜卡利普特)在实验中推过水侧 - 使用前翼刺穿湿面纱。
肯尼索州立大学的首席研究员、生物学家 Victor Ortega-Jimenez 表示:“文献中没有任何内容可以预测这一点。”科学。
(维克托·奥尔特加-希门尼斯等人,R.Soc。打开科学。,2020)
蜂鸟在狂风大雨中飞行,人们还观察到它们在瀑布底部的水池中沐浴,因此这些体型较小的鸟类(重量仅为 4.5 克)自然会遇到瀑布。
它们也与雨燕有亲缘关系,雨燕是在湍急的河流后面筑巢的鸟类。
研究人员希望看到它们首先进入水中,翅膀收起,以尽可能减少表面积,就像鸟类潜水时所做的那样。
但是,虽然四只蜂鸟中的一只确实用喙领先,但这些娇小而漂亮的飞行员中的大多数都将自己摆在了位置上,只有一只翅膀刺入水中,打开一扇窗户,而另一只翅膀仍然可以自由地产生推力。
这使得他们能够在不到 100 毫秒的时间内冲破水幕。
为了捕捉这段视频,奥尔特加-希门尼斯和同事设置了一个人造水幕,并训练蜂鸟使用喂食器,然后将喂食器放置在水的另一边。
他们还测试了一些飞虫,用光引诱它们穿过水幕。许多昆虫的处境并不好。
(维克托·奥尔特加·希门尼斯等人,R.Soc。打开科学。,2020)
虽然有些苍蝇能够刺穿表面张力,克服向下的压力惯性受到流动的水的作用并抵抗水滴的影响使其穿过另一边,水果(黑腹果蝇)和起重机(蒂普拉 sp。)苍蝇都屈服于流动的、服从重力的液体的力量。
房子飞了(家蝇)成功了,必须以至少 1.6 m/s (5.2 fps) 的速度飞行才能突破。其中一些飞机未能恢复飞行并在遭遇水面后继续下降,但也有一些飞机相对毫发无伤地恢复了航线。
研究人员还通过以不同速度将不同大小的球扔过水墙来测试克服瀑布所需的特性。
当然,天然瀑布更复杂,但基本原理仍然是相同的。
他们得出的结论是,比蜂鸟更大的动物能够利用它们的动量来实现这一目标,而那些较小的动物则需要更多地依赖更快的速度。
“因此,对于小型和缓慢的动物飞行者来说,瀑布可以成为不可逾越的物理屏障”,研究人员写道,推测一些鸟类可能会利用瀑布来保护自己免受掠食者(通过隐藏)和无法通过水墙的寄生虫的侵害。
他们建议比较雏鸟之间的寄生负载来证实这一点,并且该团队计划使用无人机研究瀑布筑巢雨燕。
这项研究发表于英国皇家学会开放科学。