Чтобы отведать заморского нектару, африканские птички научились зависать в воздухе, как колибри

Цветки «табачного дерева», Nicotiana glauca, — растения, завезенного из Америки в Южную Африку и ставшего там сорняком. В Америке их опыляют колибри, а в Африке их научились опылять нектарницы. Фото с сайта en.wikipedia.org
Цветки «табачного дерева», Nicotiana glauca, — растения, завезенного из Америки в Южную Африку и ставшего там сорняком. В Америке их опыляют колибри, а в Африке их научились опылять нектарницы. Фото с сайта en.wikipedia.org

Всегда считалось, что африканские птицы нектарницы, питающиеся нектаром цветков (и осуществляющие при этом их опыление), не способны к зависанию в воздухе, хотя подобный «трепещущий полет» очень характерен для их экологических аналогов — колибри, обитающих в Новом Свете. Однако недавно было обнаружено, что малахитовые нектарницы (Nectarinia famosa), столкнувшись с новым для них видом кормовых растений — завезенным из Америки кустарником Nicotiana glauca, потребляют нектар из его цветков в трепещущем полете — точно так, как это делают колибри.

Самец колибри Colibri thalassinus, зависший в полете перед цветком, из которого собирает нектар. Фото с сайта en.wikipedia.org
Самец колибри Colibri thalassinus, зависший в полете перед цветком, из которого собирает нектар. Фото с сайта en.wikipedia.org

Хотя наиболее распространенные опылители цветковых растений — это насекомые, в тропиках эту функцию выполняют также представители других групп животных, в частности птицы и летучие мыши. Среди птиц, питающихся нектаром и заодно опыляющих растения, самые известные — это, конечно, колибри, живущие в Новом Свете. Колибри встречаются от Лабрадора до Огненной Земли, но наиболее многочисленны они в тропических и субтропических областях.

Самец малахитовой нектарницы Nectarinia famosa, сосущий нектар из растения Babiana ringens. Видно, что, дотягиваясь до цветка, птица касается грудью тычинок и пестиков. Вырост цветка, на котором сидит птица, по-видимому, образовался в ходе коэволюции с опылителями. Его единственная функция — служить насестом для птиц, потребляющих нектар и осуществляющих при этом опыление. Фото с сайта academic.sun.ac.za/botzoo
Самец малахитовой нектарницы Nectarinia famosa, сосущий нектар из растения Babiana ringens. Видно, что, дотягиваясь до цветка, птица касается грудью тычинок и пестиков. Вырост цветка, на котором сидит птица, по-видимому, образовался в ходе коэволюции с опылителями. Его единственная функция — служить насестом для птиц, потребляющих нектар и осуществляющих при этом опыление. Фото с сайта academic.sun.ac.za/botzoo

В Старом Свете (Африке, Азии и Австралии) экологическую нишу колибри занимают нектарницы, как и колибри, питающиеся нектаром и осуществляющие при этом опыление растений. Две эти группы птиц — вовсе не родственники. Колибри — представители подотряда Trochilidae отряда длиннокрылых (к ним относятся хорошо знакомые нам стрижи), а нектарницы (по-английски «sunbirds» — «солнечные птицы») — представители отряда воробьиных (или воробьинообразных), к которому относится множество птиц (главным образом — мелких).

Несмотря на экологический параллелизм колибри и нектарниц, вызванный сходным характером питания, в их поведении есть и серьезные различия. Колибри, будучи высоко специализированными потребителями нектара, способны к «трепещущему полету», иными словами — к зависанию в воздухе на одном месте, подобно бабочкам бражникам (или вертолету). Нектарницы же, как считалось до недавнего времени, к такому полету не способны: для того чтобы высосать нектар, они должны обязательно присесть перед цветком на какую-то опору. У некоторых опыляемых нектарницами растений в ходе эволюции образовались даже специальные «насесты» для птиц, потребляющих нектар и опыляющих их цветки.

И вот недавно это долго существовавшее мнение о неспособности нектарниц к трепещущему полету было опровергнуто исследователями с факультета ботаники и зоологии Стелленбошского университета (Department of Botany & Zoology, University Stellenbosch, ЮАР), которые обнаружили, что африканские нектарницы, и прежде всего самая крупная из них — так называемая малахитовая нектарница Nectarinia famosa, способны зависать в воздухе перед цветком, из которого они высасывают нектар. Но растение, которое «заставило» нектарниц вести себя столь необычным образом, оказалось не местным видом, а заносным, или, как теперь говорят — «инвазийным» (см. invasive species). Это так называемое «табачное дерево» — на самом деле кустарник — Nicotiana glauca, завезенный в минувшем столетии в Африку из Аргентины и сильно разросшийся на новом месте по берегам рек и вдоль дорог.

На родине, в Америке, это растение опыляют колибри, и поэтому неудивительно, что цветки их наилучшим образом приспособлены для опыления птицами. В них образуется большое количество жидкого нектара, а длинные венчики всегда обращены наружу — в открытое пространство, туда, откуда птицам удобно подлетать и где они могут держаться на одном месте благодаря трепещущему полету. Никаких специальных «насестов» для птиц-опылителей у «табачного дерева» нет.

Малахитовая нектарница, завиcшая в трепещущем полете перед цветком Nicotiana glauca. Фото из обсуждаемой статьи в журнале Oikos
Малахитовая нектарница, завиcшая в трепещущем полете перед цветком Nicotiana glauca. Фото из обсуждаемой статьи в журнале Oikos

Любопытно, что среди африканских нектарниц зависание (= трепещущий полет) чаще всего демонстрирует самый крупный вид — малахитовая нектарница Nectarinia famosa, тогда как другие, более мелкие, например Cinnyris chalybea и Cinnyris fuscus, зависают исключительно редко.

Таким образом, пластичность поведения позволила нектарницам достаточно эффективно освоить новый кормовой ресурс — растение, эволюция цветка которого происходила при взаимодействии с совсем другими опылителями.

Источник: Sjirk Geerts, Anton Pauw. African sunbirds hover to pollinate an invasive hummingbird-pollinated plant // Oikos. 2009. V. 118. No. 4. P. 573–579.

Алексей Гиляров


7
Показать комментарии (7)
Свернуть комментарии (7)

  • feb7  | 27.04.2009 | 18:42 Ответить
    Вопрос по терминологии. А именно: "трепещущий полет" для зависания в воздухе - это устоявшийся термин или высосаное из пальца новообразование?

    Теперь коментарий.
    По моим наблюдениям (признаюсь, я не орнитолог, а авиационный инженер, как что аэродинамику, как можете догадаться, в бурсе учил) к зависанию в воздухе способно большинство летающих птиц, то есть анатомически для этого нет никаких препятствий. Единственное ограничение - вес тела. Чем тяжелее птица, тем меньшее время она способна развивать мощность, потребную для зависания в воздухе.

    Двигатели вертолета развивают при висении практически взлетную мощность, то есть максимальную, какую может развить силовая установка. Я совершенно уверен (и могу подкрепить увереность расчетами), что птица при зависании испытывает такие же проблемы с мощностью.

    Интересно, какого размера птичка, описанная в статье? Намного ли она больше колибри?
    Ответить
    • Алексей Гиляров > feb7 | 28.04.2009 | 07:53 Ответить
      "Трепещущий полет" - термин, устойчиво используемый нашими орнитологами. Я с ними специально консультировался по этому поводу. По-английски, это конечно же hover (отглагольное существительное - hovering). Самец самой крупной из африканских нектарниц (N.famosa) весит в среднем 19.4 г, а самка - 15.5. Довольно тяжеленькие и именно они стали "зависать", а не более мелкие!
      Ответить
      • feb7 > Алексей Гиляров | 29.04.2009 | 06:53 Ответить
        Ну, раз зашла речь о филологии, нелишним будет напомнить, что hovercraft - это аппарат на воздушной подушке. Пусть орнитологи, конечно, пользуются той терминологией, к которой они привыкли....но у меня, как авиатора, "трепетание" асоциируется с флаттером. У нас флаттер - грозное явление, проявляющееся в автоколебаниях элементов конструкции. Флаттер может разрушить летательный аппарат за несколько секунд с момента возникновения. Сейчас причина возникновения флаттера давным-давно ясна, и любой аэродинамический элемент после прочности расчитывают на флаттер.

        Что касается веса птичек, то если у них хватает сил "повисеть" перед цветком несколько секунд - нектар им в клюв, мне не жалко))))

        Я сам не считал, но где-то вычитал (давно, поэтому не помню где), что проводились расчеты максимального веса птицы, исходя из современных аэродинамических формул (например, можно использовать формулу Можайского, или как ее еще называют, формула существования летательного аппарата). Расчеты дают, что вес птицы не может превышать где-то 12-14 килограмм, если она взлетает "по самолетному", используя силу своих мышц.

        Для лебедей и гусей это соотношение справедливо. Самые большие птицы как раз и "остановились" на этом взлетном весе. Впрочем, если я ошибаюсь, буду рад, если орнитологи меня поправят.

        Если птица использует другую взлетную тактику, например, бросается в пропасть и использует восходящие потоки воздуха, у нее вес, может, конечно, и отличаться от полученого по формуле Можайского....но не думаю, что очень уж значительно.
        Ответить
        • xronik > feb7 | 29.04.2009 | 12:07 Ответить
          самой крупной летающей птицей является дрофа, её вес достигает 18 кг.
          Ответить
          • feb7 > xronik | 29.04.2009 | 23:37 Ответить
            Да, наверное. Спасибо.
            Ответить
        • feb7 > feb7 | 30.04.2009 | 09:42 Ответить
          И еще слово об аналогиях. В популярных передачах про природу можно видеть трюк, который практикуют почти все птицы, когда им надо приземлиться на очень маленькую площадку(на гнездо или ветку, например).Им надо погасить довольно приличную горизонтальную скорость. Для этого птица выполняет маневр, который до странности напоминает "кобру Пугачева".Угол атаки крыла при этом непрерывно возрастает вплоть до закритических, непрерывно парируя уменьшение скорости. Ведь подьемная сила крыла зависит от квадрата скорости, а от угла атаки - в первой степени. Наступает момент, когда крыло, находясь на на закритическом угле атаке, уже не может поддержать птицу, зато уже поставлено практически поперек горизонтальной скорости, являясь очень эффективным воздушным тормозом. Погасив горизонтальную скорость, птица делает три-четыре взмаха крыльями, чтобы поддержать себя в воздухе (элемент того самого "трепещущего" полета) и плавно опускается в намеченую точку. Такой маневр является предметом зеленой зависти авиаторов всего мира, но совершенно очевидно, не будет осуществлен самолетами в ближайшеем будущем. Причина - крыло птицы при всей своей внешней похожести на крыло самолета настолько отличается конструктивно, что при современном уровне материаловедения не может быть реализовано в принципе.

          Однако не все так плохо. Вертолетчики тоже совершают похожий маневр, приземляясь с выключенными двигателями, на режиме самовращения воздушного винта. Кинетической энергии, запасенной во вращающейся трансмиссии вертолета, хватает на гашение вертикальной скорости снижения до приемлемой, безопасной величины. Летчику нужно только сделать "подрыв винта" - на определенной высоте увеличить шаг несущего винта, чтобы создать дополнительную подьемную силу и погасить вертикальную скорость.....Аналогия с птичьей посадкой - налицо))))
          Ответить
  • single-photon  | 05.05.2009 | 14:07 Ответить
    Я встретил такого воробья, он зависал около ладони с хлебом и брал хлеб с руки.
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005–2025 «Элементы»