Niezależnie od tego, czy jesteś miłośnikiem ptaków, czy po prostu jesteś ciekawy, będziesz zdumiony tym, jak ptaki latają. Wykorzystują one wiele różnych metod, w tym szybowanie i klapanie, aby osiągnąć swoją powietrzną pozycję. W tym artykule przyjrzymy się tym różnym metodom i jak one działają.
Klapanie
Wykorzystując siłę powietrza, ptaki opracowały unikalny sposób latania. Ten lot jest nie tylko wydajny, ale i piękny do oglądania. Ptasie skrzydło przypomina wklęsły pierścień aerodynamiczny. Przecina ono powietrze, aby wytworzyć ciąg, który napędza ptaka wyżej w powietrzu.
Skrzydło ptaka składa się z pierwotnych piór, które są ułożone w taki sposób, aby zmniejszyć turbulencje. Mają one również rozłożone końcówki, które pomagają zmniejszyć turbulencje na piórach skrzydła.
Skrzydła ptaka muszą być ustawione pod odpowiednim kątem natarcia, aby móc latać. Kąt ten zależy od kształtu skrzydła ptaka i kierunku lotu. Na przykład, jeśli skrzydła ptaka są zakrzywione, kąt natarcia będzie mniejszy. Z drugiej strony, jeśli skrzydła ptaka są płaskie, kąt natarcia będzie większy.
Skrzydła ptaka muszą być również ustawione pod odpowiednim kątem natarcia podczas skoku w dół. Powietrze porusza się wolniej pod skrzydłem, więc skrzydło ptaka wypycha je do góry. Ponadto, powietrze porusza się szybciej nad górną częścią skrzydła. W ten sposób powstaje mniejszy nacisk na górę, a większy na dół skrzydła.
Kiedy ptaki trzepoczą skrzydłami, wytwarzają ciąg. Wytwarzają również siłę nośną podczas skoku w dół. Te dwie siły muszą się równoważyć, aby poruszać się do przodu. Dlatego latanie jest równowagą tych dwóch sił.
Ptaki są w stanie pokonać te siły poprzez wytworzenie siły przeciwstawnej. Aby to zrobić, muszą tak ustawić skrzydła i pióra skrzydeł, aby wytworzyć siłę ciągu.
Ptaki mają również puste kości i lekkie pióra, które pomagają im latać. Te cechy nadają ptakowi opływowy kształt dla efektywnego lotu. Mają też wyjątkowo wydajne płuca.
Szybowanie
Używając dużego mięśnia piersiowego mniejszego do lewitowania skrzydeł, ptaki są w stanie latać. Nie oznacza to, że samolot o stałym skrzydle nie może zrobić tego samego. Można wyprodukować skrzydło o zerowym kącie podniesienia, choć może to być ćwiczenie na próżno.
Najbardziej godnym pochwały wyczynem ptaka jest jego zdolność do poruszania się wokół zmieniającego się prądu powietrza. Stały poziomy wiatr jest jednak nie na miejscu, ponieważ jest bezużyteczny w szybowaniu. Tytułowy ptak lata na wysokościach, na których często zmienia się kierunek wiatru. Przeprowadzono kilka badań, jednak z ograniczonym powodzeniem. Doprowadziło to do wniosku, że lot szybowy bez napędu jest niewykorzystanym rynkiem.
Lepszym sposobem na sprawdzenie teorii byłby lot modelu danego typu ptaka, z wykorzystaniem jego skrzydeł. Udowodniłoby to, że klasyczna aerodynamika samolotu stałopłatowego ma zastosowanie do ptaków. Pozwala to również na badanie ciekawostek dotyczących lotu, który nie ogranicza się do ptaka.
Oprócz lotu, ptaki mogą być również gospodarzami wielu drapieżników. Doprowadziło to do ciekawych badań nad ich anatomią. W związku z tym powstało wiele prac. Istnieje nawet badanie ich zachowania i skłonności do kojarzenia. W skrócie, ptaki mogą być zdolne do wielu różnych zadań, co sprawia, że trudno jest określić, które z nich są dobrym rozwiązaniem. Dobrze zaprojektowany samolot może wykonać większość z tych funkcji w jednym locie. Zaobserwowano szereg ptaków akrobatycznych, które dokonują pewnych wyczynów w locie, ale większość z nich wykonuje pojedynczy lot i nie ma towarzyszącej mu zdobyczy. Pozostawia to otwarte pytanie, które zwierzęta są najbardziej zdolne do lotu.
Szybownictwo
Tysiące gatunków ptaków ma skrzydła o podobnym kształcie i wielkości. Skrzydła te pozwalają im latać z ogromną prędkością. Są one również mocne, lekkie i mają gładki kształt.
Ptaki mają również pióra lotne, które umożliwiają im poruszanie się do przodu, skakanie i szybowanie. Mogą również zmieniać kierunki w powietrzu poprzez skręcenie ogona. Mogą również latać na duże wysokości. Szybko trawią pokarm i szybko pozbywają się odpadów.
Kiedy unoszą się w powietrzu, wykorzystują prądy powietrzne i prądy wznoszące. Prądy wznoszące wytwarzają ciśnienie powietrza, które popycha ptaka w górę. Ciśnienie powietrza jest również zmniejszane, gdy porusza się ono nad górną częścią skrzydła.
Podczas szybowania ptaki wykorzystują strumienie powietrza do posuwania się do przodu. Powietrze jest również ogrzewane przez słońce. W ten sposób powstają chmury kłębiaste, które są idealne dla termiki. Chmury wytwarzają również drobne kropelki ciekłej wody, które tworzą się podczas ochładzania powietrza.
Kiedy ptaki szybują, nie machają skrzydłami. Używają kombinacji piór pierwotnych i wtórnych. Pióra główne pomagają stabilizować ptaka, podczas gdy pióra dodatkowe pomagają mu sterować. Pióra zwiększają również siłę ciągu.
Aby ptak mógł latać, skrzydła muszą być ustawione pod odpowiednim kątem natarcia. Jest to kluczowy moment w locie. Muszą być pod odpowiednim kątem, aby wytworzyć siłę nośną i ciąg. Muszą być również pod właściwym kątem, aby wytworzyć pożądany kierunek.
Ptaki mogą również uzyskać siłę nośną poprzez bieganie po wodzie lub klifach. Mogą również wykorzystać siłę nadlatującego strumienia powietrza, aby się unieść.
Istnieją dwa główne rodzaje lotu ptaków: szybowanie i lot ślizgowy. W locie szybującym ptak wykorzystuje prądy powietrzne i wznoszenia do lotu. Skrzydło musi być ustawione pod odpowiednim kątem do ataku, aby powstało uniesienie. Ważne jest również, aby pamiętać, że ptaki mogą zwiększyć swoją prędkość, gdy wznoszą się wyżej.
Wykrywanie światła spolaryzowanego
Wykrywanie światła spolaryzowanego podczas lotu ptaków jest ważną wskazówką kierunkową dla migrujących ptaków śpiewających, a wiele owadów wykorzystuje spolaryzowane odbicia do oceny jakości swojego środowiska. Trzmiele, ważki i żuki gnojowe wykorzystują światło spolaryzowane do rozróżniania siedlisk. Trzmiele mogą również wykorzystywać spolaryzowane odbicia do identyfikacji celów kwiatowych.
Wrażliwość oczu owadów na światło spolaryzowane przypisuje się specjalizacji ich siatkówki. Siatkówka ma unikalną ultrastrukturę i charakteryzuje się dużą liczbą wyspecjalizowanych ommatidiów. Ommatidia te znajdują się w specyficznym „Dorsal Rim Area” siatkówki. Obszar obręczy grzbietowej” posiada specjalne receptory dla światła spolaryzowanego.
Oczy wielu kręgowców mają struktury komórek stożkowych, w tym ryb, gadów i płazów. Z kolei oczy owadów mają wyspecjalizowaną siatkówkę z kilkoma ommatidiami. Te ommatidia wykrywają światło spolaryzowane.
Ptaki jednak nie mają prawdziwego widzenia polaryzacyjnego. Ich oczy wykrywają spolaryzowane światło patrząc przez atmosferę, lub przez światło słoneczne przenikające przez atmosferę. Większość eksperymentów wskazuje jednak, że ustawiają się one wzdłuż osi polaryzacji. Może to być mylące, ponieważ możliwe jest pomylenie wyrównania wzdłuż osi polaryzacji z prawdziwą reakcją kompasu.
Ptaki, podobnie jak owady, mają specjalne fotoreceptory, które mogą wykrywać światło spolaryzowane. Fotoreceptory te, znane również jako fotoreceptory DRA wrażliwe na polaryzację, różnią się między gatunkami, a u chrabąszczy i muchówek są wrażliwe na światło zielone.
Ommatidia DRA tworzą podstawę neuronalnej ścieżki „kompasu”, która prowadzi od ommatidiów do kompleksu centralnego. Ścieżka ta może zostać uruchomiona przez odtwarzanie akustyczne. Jest on szeroko wykorzystywany do wywoływania reakcji ptaków.
Wykazano, że ptaki kalibrują swój kompas magnetyczny za pomocą spolaryzowanych wzorców światła o wschodzie i zachodzie słońca. Następnie uśredniają te wskazówki, aby skalibrować swój kompas przez cały dzień.
Adaptacje do lotu
Adaptacje do lotu u ptaków ewoluowały na wiele sposobów. Niektóre z nich są oczywiste. Należą do nich skrzydła, pióra, dziób, lekkość szkieletu, puste kości, worki powietrzne w płucach, procesy trawienne i układ oddechowy. Do nich należy również kształt i wielkość ciała.
Skrzydła ptaków są mocne i cienkie. Skrzydła składają się z mięśni i nerwów, które umożliwiają im latanie. Mają grubą krawędź wiodącą, aby zmniejszyć turbulencje, i wypukłą dolną powierzchnię, aby zmniejszyć ciśnienie powietrza. Służą one również do sterowania lotem. Ptaki mają bardzo wysoki zmysł węchu. Ptaki potrafią również wyczuwać temperaturę. Ptaki są również w stanie przetrwać na dużych wysokościach. Mają również duży i wysoko rozwinięty mózg.
Dziób jest również ważnym przystosowaniem do lotu. Pomagają one ptakom znaleźć pożywienie. Pomagają im również w zbieraniu owadów podczas żerowania. Ptaki mają również lekkie keratynowe dzioby bez zębów. Ptaki mają również puste kości. To pomaga im być lżejszymi podczas lotu.
Płuca ptaków są stosunkowo małe, ale mają w sobie wiele worków powietrznych. Ptaki mają również układ oddechowy, który jest przystosowany do latania. Powietrze jest pobierane przez dziób, przechodzi przez worki powietrzne po stronie tylnej, a następnie dostaje się do płuc po stronie przedniej. Ten podwójny obieg pomaga szybko rozprowadzić tlen do tkanek.
Duży płat wzrokowy jest kolejnym anatomicznym przystosowaniem do lotu. Dzięki temu zwiększa się zmysł wzroku ptaka.
Pióra lotne są również ważnym przystosowaniem do lotu. Pióra te zwiększają pływalność i izolację ciała ptaka. Pióra pomagają również zmniejszyć tarcie podczas lotu.
