Prečo vedci číhajú tajne? biológia

Kolibríky sú okamžite rozpoznateľné podľa aponického zvuku, ale dôvod tejto funkcie bol dlho záhadou.

Teraz vedci tvrdia, že konečne „hmm?“ Užívanie, prasklo rébus. Z kolibríka.

David Lentink, odborný asistent strojného inžinierstva na Stanfordskej univerzite a spoluautor výskumu, hovorí, že aj keď bolo známe, že sme spájaní s pohybom krídel, nebolo vopred jasné, čo presne sa za zvukom skrývalo. Zmeny tlaku produkované flutterom, vírenie v prúdení vzduchu a zvuky píšťal z krídel boli medzi nimi.

Teraz sa zdá, že odpoveď spočíva hlavne v aerodynamických silách, a teda v zmene tlaku, ktorá vzniká vo forme krídla.

„Toto samotné stačí na to, aby sme skutočne pochopili, čo je hlavným zdrojom hmm,“ povedal Lentink.

Písanie v časopise ElifVedci informovali z Eindhovenskej technickej univerzity, spin-out spoločnosti Sorama a Stanfordskej univerzity, ako dospeli k záveru po experimentovaní s druhom známym ako Anny vrabce.

V jednom nastavení tím usporiadal okolo klietky viac ako 2 000 mikrofónov, ako aj vysokorýchlostné kamery na kŕmenie šiestich kolibríkov umelou kvetinou, po jednej. To im umožnilo zachytiť zvuky produkované vtákmi, aby vytvorili 3D akustickú mapu vizuálne spojenú s pohybom krídel.

Aby sa zistilo, aký je zvuk, tím sa pokúsil zmerať silu zdvihu a ťahu generovanú mávnutím krídel. Urobil k tomu ďalší experiment, pri ktorom boli vtáky obklopené a sledované prítlačnými doskami, ako aj vysokorýchlostnými kamerami. To zväčšilo veľkosť vyprodukovaných tlakových síl a to, ako sa časom menili.

Keď vedci zhromaždili informácie o pohybe vtáčích krídel, ako aj o silách, boli schopní predpovedať zvuky, ktoré budú tieto faktory prenášať samy. Potom ich porovnal s 3D akustickou mapou vytvorenou pomocou nastavenia mikrofónu.

Výsledky naznačujú, že aerodynamické sily generované ako pohyby krídel, spolu s rýchlosťou a smerom pohybu krídel, sú dostatočné na vysvetlenie hučania kolibríkov.

Tímy poznamenávajú, že dôležitým faktorom je rýchlosť vtáčích krídel. Zatiaľ čo väčšina vtákov vytvára výťahy iba pri dolnom zdvihu – primárnom zdroji zvuku, ktorý našiel tím – hučanie tak robí pri dolných a dolných zdvihoch v dôsledku neobvyklého pohybu krídla, ktorý je podobný dráhe úsmevu v tvare písmena U. A čo viac, tieto údery sú pre kolibríky veľmi rýchle – asi 40-krát za sekundu. Výsledkom je, že tím hovorí, že pohyb krídla kolibríka produkuje zvuky 40 Hz aj 80 Hz – zvuky, ktoré sú dobre v našom dosahu sluchu a ktoré sa považujú za hlavnú súčasť hučania vtákov.

Ale variácie síl v zdvihu, spolu s ďalšími účinkami pohybu krídla v tvare písmena U, vytvárajú vyššie tóny týchto zvukov.

„Krásne na zložitých úderoch krídel kolibríkov je, že tieto dva primárne impulzy tiež majú tendenciu byť harmonickejšie,“ uviedol Lentink.

Povedal: „Je to skutočne špecifický spôsob, ako armáda kolíše pri počúvaní zvuku, ktorý počujeme.“

Tím implementoval zjednodušenú verziu svojej teórie, ktorá umožňuje letieť dáta od komárov k vtákom, ako sú vtáky, aby zistili, prečo ich pohyby produkujú rôzne zvuky.

„Toto je metóda, ktorá generuje rôzne sily,“ uviedol Lentink. „A preto sú whoosh vs. vs., buzz, vs. kňučanie.“