• Tuesday June 25,2019

WIDEO: Języki kolibrów działają jak małe pompy

Anonim

Ogólna strategia przetrwania Hummingbirdów opiera się na ruchu. Ponieważ nie mogą sobie pozwolić na zbyt długie przebywanie w jednym kwiecie, rozwinęli sposób, by w pośpiechu napić się nektaru.

Nowe badanie wykorzystujące wideo w super zwolnionym tempie wskazuje, że ich języki robią to w zupełnie inny sposób niż wcześniej sądzono. Zamiast wysysania nektaru za pomocą działania kapilarnego, języki kolibra faktycznie pompują płyn w bardzo nieoczekiwany sposób. Odkrycie to leci w obliczu tego, co biolodzy myśleli od ponad wieku.

Cuda w języku

Języki ptaków bardzo różnią się od języków ssaków; są mniej mięsiste i nie mają mięśni na froncie. Języki kolibra są jeszcze bardziej obce; Rozwidlają się na końcu, a każdy widelec ma kształt rowka, którego brzegi zwinięte są do środka, tworząc rurkę po każdej stronie.

Z powodu tej pary malutkich rurek wielu biologów założyło, że nektar właśnie przepłynął do probówek dzięki biernemu procesowi zwanemu kapilarnością. Jest to ten sam mechanizm, który pozwala papierowym ręcznikom i gąbkom wchłaniać wodę w pory.

Biolodzy lubili kapilarność jako model picia piwa kolibrów, ponieważ równania, które je opisywały, łatwo można było zastosować w większych modelach, które przewidywały, jak karmią się kolibry. I miało to sens. Kłopot polegał na tym, że ilość konsumpcji nektaru przewidziana przez model kapilarności nie zawsze pasowała do tego, co biolodzy widzieli na wolności w kolibry.

"Czułem, że coś jest nie tak", powiedział biolog Alejandro Rico-Guevara, dodając: "Ludzie nie patrzyli na to podstawowe założenie, ponieważ ustalono tak dawno temu, że trudno było uwierzyć, że to było złe."

Hummingbird w wysokiej prędkości

Rico-Guevara i jego współpracownicy połączyli siły z inżynierem mechanikiem, aby zbadać karmienie kolibra za pomocą szybkich kamer wideo. Zbudowali przezroczyste sztuczne kwiaty, aby kamery mogły zobaczyć, co dzieje się wewnątrz kwiatu, ustawić światła i kamery, i czekały. "To nie tylko wyzwanie, aby wszystko ustawić, ale także wyzwanie, aby przekonać dzikiego kolibra, by żywił się tam", powiedział Rico-Guevara.

Jednak 18 gatunków kolibrów w końcu żywiło się przezroczystymi kwiatami, a kamery widziały mechanizm bardzo odmienny od pracy kapilarnej.

"Odkryliśmy, że w rzeczywistości istnieje mikropompa, który przekształca cały kształt języka, i że transformacja kształtu języka jest tym, co faktycznie pociąga płyn w środku" - powiedział Rico-Guevara.

Działa to w ten sposób: podczas karmienia język kolibra wbija się i wychodzi z rachunku piętnaście lub dwadzieścia razy na sekundę. Kiedy koliber wciąga język z powrotem w swój rachunek na końcu każdego lizania, jego rachunek ściska język od góry i od dołu, wyciskając nektar z dwóch rur na końcu.

Kiedy ptak ponownie wysuwa język, rury mogą się rozszerzać. Ściskanie probówek magazynuje energię potencjalną w ich ścianach, więc kiedy rury zaczynają się ponownie rozszerzać, energia ta jest uwalniana i wciąga nektar do środka. Za każdym razem, gdy ptak naciska język, aby wypuścić nowy łyk nektaru, ponownie ustawia pompkę na kolejny łyk.

Naukowcy opublikowali swoje wyniki w Proceedings of the Royal Society B.

Podobne gatunki

I może to być, że kolibry nie są jedynymi, którzy rozwinęli ten mechanizm karmienia. "Są jeszcze inne gatunki ptaków, które również wyewoluowały, by żerować na nektarze, i mają one języki w podobnym kształcie" - powiedział Rico-Guevara. Na przykład, pszczoły miodne mają języki, które wyglądają na zjeżone na końcu, a kwiatostany mają języki, które wyglądają jak odwrócone wersje języków kolibrów. Rico-Guevara bada teraz, jak inne ptaki jedzące nektar działają podobnie lub inaczej niż kolibry.

Badania te, według Rico-Guevary, pomagają biologom zrozumieć, w jaki sposób ewoluowały kolibry i jak mogą one zostać dotknięte zmianami środowiskowymi. W celu opracowania modeli karmienia kolibry ważne jest, aby zrozumieć, jak faktycznie jedzą.

Zrozumienie dziwacznych, mądrych języków kolibrów może również pomóc inżynierom w opracowaniu elastycznych rur o elastycznych ściankach, które, podobnie jak języki ptaków, służą jako małe pompy. "To nieoczekiwany nowy sposób przenoszenia płynów w bardzo małych skalach" - powiedział Rico-Guevara. "Naszym zadaniem jest opisanie mechanizmu, a wtedy na pewno inżynierowie przyjdą i pomyślą, do czego może to służyć."

Najlepsze zdjęcie Dennisa W. Donohue / Shutterstock


Ciekawe Artykuły

Wideo poklatkowe z suchych dolin McMurdo na Antarktydzie

Wideo poklatkowe z suchych dolin McMurdo na Antarktydzie

Światowy samotny krajobraz ożywa w filmach poklatkowych Keitha Heywarda i Jennifer Berglund z Prehensile Productions. Przewodnik wideo w kolejności pojawiania się: 1. Jezioro Friedmanna: Gdy skały nagrzewają się w słońcu, czasami osiągają temperatury powyżej zera, powodując stopienie się małych kropel śniegu. Przez setki, j

Chiralność i Wąsy Pozytonów

Chiralność i Wąsy Pozytonów

Obudziłem się dziś rano z radosną wiadomością, że mój post "The Fine Structure Constant jest prawdopodobnie stały" odszedł z Charm Quark (tj. Związany na trzecie miejsce) w tegorocznych 3QuarksDaily blogach naukowych nagrody. Wielkie dzięki dla Lisy Randall za sędziowanie i Abbasa Razy oraz ekipę 3QD za hosting. I oczywiście

Mo  'Farms, Mo ' (Plague) Problemy

Mo 'Farms, Mo ' (Plague) Problemy

Zaraza powraca, a tym razem nie za sprawą dalekich statków lub karawan przemierzających odległe szlaki handlowe, ale kukurydzy. Ta choroba, spowodowana przez jednego z najstarszych wrogów bakterii, Yersinia pestis i rozprzestrzeniająca się u zarażonych przez pchły gryzoni, jest często pomijana w czasach współczesnych na korzyść epidemii takich jak Ebola, HIV i odpornych na antybiotyki chorób przenoszonych drogą płciową. . Ale plaga zaws

NCBI ROFL: Nieszczęśliwe zdjęcia z roczników zwiastują życie.

NCBI ROFL: Nieszczęśliwe zdjęcia z roczników zwiastują życie.

Wyrażenia pozytywnej emocji w obrazach z rocznika szkolnego kobiet i ich związek z osobowością i wynikami życiowymi w dorosłym życiu. "Aby przetestować hipotezy dotyczące pozytywnych emocji, autorzy zbadali związek pozytywnej ekspresji emocjonalnej w obrazach uczelni kobiecych z osobowością, ocenami obserwatorów i wynikami życiowymi. Zgodnie z po

Nepal może być gotowy na kolejne wielkie trzęsienie ziemi

Nepal może być gotowy na kolejne wielkie trzęsienie ziemi

Trzęsienie ziemi o sile 7.8, które wstrząsnęło Nepalem w kwietniu, trafiło na pierwsze strony gazet na całym świecie. Ponad 23 000 osób zostało rannych, a 9000 zabitych. Trzęsienie ziemi spowodowało lawinę na Mount Everest i zniszczyło kilka miejsc światowego dziedzictwa UNESCO. Ale region może być gotowy na więcej zniszczeń w przyszłości. Nowe badanie wskazu