چگونه Hummingbirds در شهد ترسیم می شود؟

چگونه Hummingbirds در شهد ترسیم می شود؟این پرتقال زمرد سرخ مایل به قرمز (Chlorostilbon gibsoni) در هزاران گل در روز تغذیه می کند. کریستینا هورم، CC BY-ND

مرغ های مگس خوار زندگی در سرعت های غیر قابل درک. بند پرواز خود را شگفت انگیز است، مانور بیشتر شبیه حشرات از پرندگان است عنوان آنها در اطراف نقل مکان کردن، پرواز وارونه و حتی به عقب. آنها یک تاری به عنوان آنها را بین گل مسابقه است. هنگامی که آنها را مکث به بازدید از یک گل لحظه ای، آنها در حال لیس 15 به 20 بار در ثانیه به استخراج سوخت شهد آنها.

آنچه باعث می شود آنها برای ما جذاب به نظر برسد نتیجه این انتخاب غذایی ساده است: آنها شهد را می نوشند. هر گل چندان زیادی را ارائه نمی دهد، به طوری که برای مقابله با مقادیر بسیار کمی از شهدان در سراسر جنگل، پرندگان کوچک، کوچک و سریع و خشن هستند.

تغذیه از شهد مشخصه مرغ های مگس خوار است، اما تا به حال دانشمندان مکانیک دقیق چگونه آنها آن را نمی دانم. در مطالعه جدید ما، ما قادر به کاهش سرعت در فیلم به دیدن شد چگونه آنها واقعا شهد را می نوشند. و از آنچه 1800 ها می دانیم، کاملا متفاوت از عقل متعارف بود.

لوله تغذیه؟

زبان لاغر مرغ های مگس خوار در مورد طول همان صورت حساب خود می باشد. آنها کاملا برای رسیدن به عمق یک گل اقتباس شده است. برای بیش از 180 سال، دانشمندان معتقد بودند که نوشیدنی نوشیدنی، پرطرفداران متکی به عمل مویرگی هستند. این ایده این بود که زبان آنها با شهد به همان شیوه پر می شود و یک لوله شیشه ای کوچک با آب مخفی می شود.

فیزیک از عمل مویرگی در دو نیروی متکی است. چسبندگی مولکولهای مایع به دیواره های لوله باعث می شود مایع صعود دو طرف است. کشش سطحی دارای مایع با هم و کشیدن به کل ستون مایع به سمت بالا.

کوسه پرنده lick2زبان طولانی لاغر متولد شده دارای دو شیار است که در وسط قرار دارد و به نوک متور می شود که در داخل شهد گسترش می یابد. Alejandro Rico-Guevara، CC BY-NDنظریه عمل مویرگی حس از زبان یک مرغ مگس خوار ساخته شده دو شیار لوله مانند. این امر می تواند یک راه ساده برای غیر فعال شهد به سفر تا زبان.

Hummingbirds سریع تر از آن هستند

اما از تماشای پرتقال در من (ریکو گوارا) بومی کلمبیا، ما احساس کردیم که کاپیتالیسم فقط به اندازه کافی سریع نیست که بتواند به نحوه تغذیه جوجه های گوشتی کمک کند. ما این را پیش بینی کردیم کالیاری خیلی آهسته بود برای حساب سریع نرخ لیسیدن مشاهده شده در پرندگان آزاد آزاد. به یاد داشته باشید که آنها می توانند یک شهد گل را با اطراف 15 در زیر یک ثانیه تخلیه کنند!

چهار سال پیش، یکی از ما (ریکو گوارا) و همکار مارگارت روبهگا اعتقادات متعارف را به چالش کشیده است در مورد اقدام مویرگی برای اولین بار ما نشان دادیم که راهنمایی های زبان ضربهای استاتیک نیستند، اما به طور چشمگیری در داخل شهد گسترش می یابند، لبه های حاشیه ای که مانند دست های کوچک باز می شوند. هنگامی که پرتقال آویزان زبان خود را از شهد، این ناحیه بسته به علت نیروهای فیزیکی تنش سطحی و فشار لاپلاس، تله قطره شهد در دست گرفتن آنها. با توجه به این تغییر شکل زبان، راهنمایی زبان در شکل لوله مورد نیاز برای عمل مویرینی باقی نمی ماند.

پس چگونه بقیه زبان با شهد پر می شود؟

ما تصمیم گرفتیم یک درخت کوچکی از گونه های پرتقالی را مطالعه کنیم تا ببینیم این پرندگان واقعا در گل ها چه کار می کنند. ما نیاز به یک روش برای اندازه گیری ضخامت زبان در طول فرآیند نوشیدن - ساده، اما کار آسان نیست.

ما از گل مصنوعی دیدن کردیم که با دوربین های با سرعت حرکت کردیم. از این ویدیوها می توانیم شکل زبان را در طول کل چرخه لیسا ردیابی کنیم. بخش سختی متقاعد کردن پرتقال وحشی وحشی بود که می توانست بر فرمان نوشید. با گذشت زمان، ما آنها را آموزش دادیم و آنها را به فیدرهای فریبنده گل و تنظیم تمام فیلمبرداری ما عادت دادیم.

کشف علم از طریق حرکت آهسته حرکت

هنگامی که یک پرتقال وارد لایحه خود را به گل می دهد، هنوز باید زبان طولانی خود را عمیق تر در داخل برای رسیدن به شهد در داخل. پس از اینکه زبان با شهد پر می شود، پرنده زبان را در داخل لایحه باز می کند. محققان پیش از این میدانستند که برای نگهداری شهد درون خندق، پرتقال زبان را با راهنمایی های صورتحساب فشار می دهد چون آن را برای لیک بعدی گسترش می دهد. آن زبان را به سمت خود بیرون می کشد و زبان را مسطح می کند و شهد را داخل لایحه می گذارد. شیوه ای که شهد را از نوک لایحه به جایی که می توان آن را بلعید نقل مکان کرد ناشناخته باقی می ماند.

برای مطالعه مکانیزم پر کردن زبان، ما بر روی شکل مسطح زبان که هر لیک کردن شروع می شود متمرکز شده است. اگر پرندگان کوچکی از قلب استفاده می کردند، زمانی که شهد آن را به دهان پرنده تبدیل کرده بود، زبان قبل از دست زدن به شهد، باید فورا شکل خود را به شکل لوله باز کند.

با مطالعه دقیق فیلم های پرشده پرندگان پرنده ای که در گلهای شفاف پرورش می یابند، متوجه شدیم که زبان پس از فشردن حتی پس از اینکه از طریق هوا عبور کرد، برای رسیدن به شهد برای گاوهای دیگر، مسطح شد. این به شکل شبیه لوله اولیه قبل از نوشیدگی خود نرسید.

ما گونه کوچکی از 18 را مورد بررسی قرار دادیم و در صدها نفر از licks ها، متوجه شدیم زبان تا زمانی که به شهد رسیده است، مسطح می شود. این یک یافته کلیدی بود زیرا نشان داد که زبان فضای خالی را در داخل مورد نیاز برای عمل مویرگی برای کار ندارد. در نهایت، ما می توانیم با اطمینان از capillarity به عنوان مهم برای نوشیدن پرتقال مهم است.

چگونه آنها واقعا پمپ شهد در

چیزی که ما متوجه شدیم فراتر از آن است که به سادگی از بین برود. Hummingbirds به شیوه ای غیر منتظره به سرعت حرکت می کنند در این مقیاس کوچک: خود را زبانها میکرو پمپهای الاستیک هستند.

شیارها در زبان هموروئید به گلو نمی رسد، بنابراین پرنده نمی تواند از آنها استفاده کند کاه کوچک. به همین دلیل، به جای استفاده از خلاء برای تولید مکش - تصور کردن نوشیدن لیموناد را از یک کاه - این سیستم به عنوان یک پمپ کوچک طراحی شده توسط springiness زبان کار می کند. این پرنده زبان را صاف می کند و هنگامی که آن را باز می کند، این گسترش به سرعت شهد را به شیارهای زبانش می کشد. به نظر می رسد این انرژی الاستیک - انرژی مکانیکی بالقوه ذخیره شده توسط مسطح کردن زبان است - که اجازه می دهد پرندگان کوچکی نکتار را بسیار سریع تر جمع آوری کند، در صورتی که آنها بر روی سرگیجه تکیه می کنند.

در حالی که زبان از طریق هوا حرکت می کند، انرژی الاستیک بارگذاری شده در دیوارهای شیار در طول پهن شدن با یک لایه باقی مانده مایع در داخل شیارهایی که به عنوان چسب عمل می کنند، حفظ می شود. وقتی زبان زبان شهد را لمس می کند، عرضه مایع باعث آزاد شدن انرژی کششی می شود که شیارها را گسترش می دهد و شهد را برای پر کردن زبان می کشد.

0316817155به عنوان یک نوشیدنی پرتقال، هر لیک، شهد را جمع آوری می کند، در حالی که به سرعت آماده سازی پمپ زبان برای لیسیدن بعدی است. Alejandro Rico-Guevara، CC BY-NDبه عنوان متخصص زیست شناسی، ما با این کشف جدید هیجان زده شدیم، اما نیاز به کمک یک متخصص در دینامیک سیال، Tai-Hsi Fan، به فیزیک این میکرو پمپ هم مرغ به طور دقیق توضیح داده و پیش بینی های جدیدی را ارائه می دهد.

تحقیقات ما نشان می دهد که چگونه hummingbirds واقعا نوشیدنی است و اولین ابزار ریاضی برای اندازه گیری مصرف انرژی خود را به طور دقیق ارائه می دهد. این اکتشافات در درک ما از تصمیم گیری های تغذیه ای خود، محیط زیست و هماهنگی با گیاهانی که گرده افشانی می کنند، تاثیر می گذارد.

تحقیقات در حال انجام ما مدل جدید ما را با چند پرتقال شهد در نباتات وحشی می نوشند، و به نظر می رسد در میان معاملات بین نوشیدن موثر و مبارزه برای تسلط بر سرزمین ها یا برای جذب زنان، تغذیه، و یا هر دو.

درباره نویسندهگفتگو

ریکو گوئوا آلجاندروAlejandro Rico-Guevara استاد رشته زیست شناسی و تکامل در دانشگاه کانکتیکات است. او مورفولوژیستی کاربردی است که پرندگان پرورش دهنده شهد را به عنوان یک مدل مطالعه برای پر کردن شکاف بین دانش ما از الگوهای اکولوژیکی و تکاملی و مکانیزم های زیربنایی آنها استفاده می کنند. بیشتر در alejorico.com بیشتر است

کریستینا هورم، پژوهشگر علوم زیست شناسی و تکاملی در دانشگاه کانتیکت است

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط:

{amazonWS: searchindex = کتابها؛ keywords = 0316817155؛ maxresults = 1}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

به دنبال InnerSelf در

فیس بوک، آیکونتوییتر آیکونrss-icon

دریافت آخرین با ایمیل

{emailcloak = خاموش}

بیشترین مطلب خوانده شده