Почему стая гусей летит клином

Опубликовано: 22.04.2024

Почему журавли и некоторые другие крупные птицы во время своих миграций выбирают такую форму построения, как клин? Оказывается, этот строй позволяет им экономить энергию, поскольку птицы, выстроившись клином, так оптимизируют возникающие воздушные потоки, что те не мешают, а помогают им лететь. Но такое возможно только у крупных путешественников.

Когда речь заходит о перелетных птицах, почти сразу же вспоминается летящий по небу журавлиный клин. Впрочем, подобное построение используют не только журавли — многие другие крупные птицы, например, гуси, утки, ибисы также предпочитают путешествовать, построившись в виде клина. Таким образом, можно предположить, что этот строй является достаточно удобным для долгих перелетов. Однако сразу же возникает вопрос: почему?

Долгое время существовали две гипотезы, которые объясняли выгоду от подобного построения — одна из них, поведенческая, говорит о том, что птицы при путешествии просто следуют за лидером, то есть тем, кто летит перед ними, и из-за этого автоматически получается клин. Вторая гипотеза объясняет выгоду подобного построения законами аэродинамики — они благоприятствуют именно построению клином, поскольку при такой форме построения птицам легче лететь.

Однако обе этих версии совершенно не объясняют того факта, что клин не является единственной формой построения птичьей стаи. Например, кулики летят зигзагообразным строем, напоминающим змейку, скворцы — четкой линией, а чайки — вообще беспорядочной толпой. Почему же в таком случае эти птицы позволяют себе так наплевательский относиться к законам аэродинамики — ведь они могли бы, изменив построение, весьма облегчить себе путешествие? Кроме того, необходимость видеть лидера, указывающего направление движения, есть и у этих пернатых, и, более того, судя по всему им это удается и при других формах построения.

И вот недавно ученые из Международной группы зоологов под руководством Джеймса Ашервуда из Королевского ветеринарного колледжа Лондонского университета (Великобритания) решила разгадать загадку птичьего клина. Для этого исследователи снабдили 14 молодых лесных ибисов (Geronticus eremita) GPS-датчиками, которые фиксировали положение птицы с точностью до 30 см, и акселерометрами, которые регистрировали движения крыльев. После чего прошлой осенью вернули этих выращенных в неволе птиц в естественную среду обитания — как раз накануне их традиционного путешествия из Австрии в Италию (оно прошло под руководством приемных "родителей", то есть людей на параплане). Во время полета эти "родители" получили уникальную возможность исследовать полет ибисов, находясь вблизи самих птиц.

В итоге, когда ибисы благополучно долетели до приготовленного им места зимовки, а ученые проанализировали данные приборов и результаты собственных наблюдений, выяснилось, что аэродинамическая гипотеза была абсолютно корректной. В статье, которая была опубликована в журнале Nature, ученые пишут про то, что ибисы старались лететь сзади и слегка сбоку впереди летящего товарища, чтобы поймать крылом поднимающиеся вверх вихревые потоки, которые тот оставлял позади себя. Если же ведомый оказывался строго позади ведущего, то характер взмахов менялся — так, чтобы минимизировать влияние нисходящих потоков от тела того, кто летел впереди.

Таким образом было выяснено, что построение при полете определяется в основном двумя факторами: птицам нужно поймать восходящие потоки от лидера и избежать нисходящих, которые тоже тянутся за тем, кто движется впереди. Также орнитологи выяснили, что при этом птицы специально синхронизируют друг с другом движения крыльев — опять же для лучшей настройки на воздушные потоки. В результате получается, что во время полета ибисы как бы тянут друг друга за собой. Без сомнения, подобное дает немалый энергетический выигрыш, хотя сами авторы работы не проводили измерения расходов калорий путешествующих ибисов, ссылаясь на то, что это сильно повредило бы этим редким птицам, которые и так находятся на грани исчезновения.

Любопытно, что результаты исследования группы Ашервуда подтверждают одну закономерность, которая давно уже известна всем военным летчикам — если эскадрилья построена клином, то каждый самолет расходует меньше топлива. Прежде ученые считали подобную аналогию неуместной, поскольку воздушные потоки, которые создает самолет, достаточно стабильны (ведь аэропланы крыльями не машут), а вот вихри от крыльев летящей птицы гораздо более непредсказуемы и непостоянны. Но оказалось, что и птицам подобное построение помогает минимизировать энергетические затраты, вызванные воздушными вихрями.

Однако все-таки, почему же далеко не все птицы летают клином, если это таит в себе огромную энергетическую выгоду? Построив модель передвижения подобным строем группы птиц с более и менее большим весом, нежели у ибисов, ученые обнаружили, что такая выгода возникает только у крупных птиц — вроде тех же ибисов, аистов, пеликанов, гусей и т. п. А вот их более мелким пернатым сородичам из-за меньшего веса, а также размера тела и крыльев приходится иметь дело с другими аэродинамическими закономерностями, и они уже не могут вот так просто выбрать строй и ритм взмахов крыльями, чтобы ловить одни потоки и избегать другие. Наверное, именно поэтому у перелетных птиц малого размерного класса и наблюдается такое разнообразие построений для путешествий, тогда как почти все крупные птицы летают клином.

Итак, почти все загадки, связанные с тем, почему крупные перелетные птицы летают клином, ученые вроде бы разгадали. Впрочем, кое-что пока осталось неясным — например то, каким образом птицам удается найти оптимальное построение. Могут ли они преднамеренно образовывать клин, корректируя построение на глаз или же просто действуют методом проб и ошибок, ощущая воздушные потоки и находя положение с наименьшим сопротивлением воздуха?

Также непонятно, как именно перелетные птицы выбирают лидера стаи: ориентируются ли при этом на его аэродинамические умения или же куда важнее навигационные способности вожака? И, наконец, совершенно непонятно, как и при каких обстоятельствах происходит смена ведущего во время путешествия. Как видите, вопросов еще достаточно много, и ученые надеются найти на них ответы во время следующей серии экспериментов, которые собираются провести с другими видами птиц, например, с гусями…

Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.

Миграция птиц

Пролетающие по осеннему небу стаи птиц – это привычное явление, которое можно наблюдать каждый год. Птицы пролетают над городами и селами, оставляя позади свою северную Родину, чтобы отправиться на зимовку в теплые края. Некоторые виды, преимущественно мелкие пташки, которые питаются насекомыми, покидают насиженные гнезда разрозненно или бесформенными стаями. Но более крупные виды – дикие гуси, лебеди, журавли, действуют иначе. Поднимаясь в небо, они формируют клин, придерживаясь такой формы построения на протяжении всего перелета. Но почему они осуществляют перелет именно так?

Оказывается, эта форма построения стаи вовсе не случайна. В природе вообще встречается мало случайностей, а что касается птичьих стай – эта форма оказывается на практике необычайно эффективной.

Потоки воздуха в полете

Для мелких птиц какое-либо особое построение стаи действительно малоэффективно, а крупные особи существенно выигрывают, перелетая клином. Такое построение обеспечивает оптимизацию воздушных потоков, минимизируя тем самым затраты энергии отдельных птиц. Разумеется, что журавли не делают предварительных расчетов аэродинамики – они просто летят так, потому что ощущают, что так лететь им физически легче. Это было доказано приборами, которые исследователи прикрепили к ибисам, отправляющимся в полет на юг.

Синхронная работа крыльев

Для того, чтобы сделать перелет наиболее простым для каждой крупной особи, порождающей ощутимые восходящие и нисходящие потоки при полете, птицы в клине синхронизируют также и движения крыльев. Возможно, многие нюансы стайного перелета закладываются на уровне инстинкта, но многому птица просто учится в процессе полета, ощущая, в каком случае движение удается легче, а в каких – дается с большей сложностью. Крупные птицы – это умные, хорошо обучаемые создания, вовсе не удивительно, что они быстро учатся совершенствовать свои врожденные навыки.

Следование за лидером

Стая следует за вожаком на взлете

Кроме того, птицы в стае инстинктивно следуют за лидером, которого каждая особь должна постоянно видеть в процессе полета. Построение клином позволяет видеть лидера и все его маневру, своевременно подстраиваться под изменения курса вожака. Это настолько удобно, что современные военные летчики, пилотирующие истребители, предпочитают тоже держаться клином.

Экономия энергии

Истребители летят клином

Продолжая рассматривать особенности пилотирования истребителей, необходимо указать еще один важный момент. Пилоты хорошо знают о том, что полет клином позволяет экономить топливо, в этом случае каждый самолет медленнее расходует горючее в своих баках. Птицы тоже могут экономить силы, передвигаясь в этом выверенном построении. Аэродинамические потоки от впереди летящих товарищей поддерживают стабильность их полета, а это важно, если учесть, что перелеты могут происходить на многие тысячи километров.

Наибольшие нагрузки в полете приходится на впереди летящую птицу, вожака. Он задает ритм и рассекает воздушное пространство, передавая потоки далее летящим особям. Вожак – это самая сильная, здоровая птица, которая легко выдерживает такие нагрузки. Когда вожак устает, его место впереди клина может на время занять другая птица из группы лидеров. Это тоже эффективно – когда максимум нагрузок приходится на сильных, выносливых особей, вчерашние птенцы и более слабые птицы могут лететь, пользуясь потоками, тратя минимум энергии. Таким образом, долететь до цели может вся стая, и потери в процессе перелета окажутся минимальными. Это важно для сохранения поголовья.

Почему не все птицы летят клином?

Стая голубей

Как показала практика, построение клином актуально только для крупных птиц, оно оказывается эффективным только в том случае, если особи обладают достаточной массой. Мелкие птицы сталкиваются с другими аэродинамическими явлениями в процессе перелета, это связано с их небольшой массой. Клин для них совершенно бесполезен, поэтому они летят разрозненно или пользуются другими способами построения стаи.

Таким образом, крупные перелетные птицы пользуются построением в виде клина, так как оно оказывается наиболее эффективным для них. В этом случае они получают сразу целый ряд преимуществ: постоянно видят вожака, могут пользоваться потоками от более сильных птиц, летящих впереди. Такой вариант построения можно считать заложенным на генетическом уровне, однако некоторым вещам стайным птицам приходится обучаться в процессе полета – например, эффективно использовать потоки и энергию от впереди летящих особей.

Почему птицы летают клином – видео

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Осенней порой стаи птиц тянутся в тёплые края. По ним можно судить, когда заканчивается осень. Такими вестниками становятся гуси, так как они улетают в числе последних. Когда гуси летают, возвращаясь на родину, то предвещают наступление тепла весны.

Зачем нужны перелёты

Учёные, пытаясь установить, почему гуси улетают на зиму, сошлись во мнении, что причины заключаются в следующем:

Недостаток корма: из-за наступления холодов пропадает растительная пища, необходимая для природного выживания.
Замерзание водоёмов: гуси — водоплавающие птицы хоть и проводят в воде меньше времени, по сравнению с утками или лебедями, к примеру. Тем не менее, постоянное отсутствие водоёма для диких пернатых этой породы будет неприемлемым.

В пользу этих доводов можно привести обратный пример, связанный с Нильским гусем, обитающим в тёплом климате с достаточным количеством растительной пищи. Этот вид не нуждается в миграции, потому что круглый год обеспечен всем необходимым.

Ареал обитания

Ещё до наступления холодов птицы собираются стаями и готовятся к длительному перелёту. Наблюдая за летящими гусиными стаями, сравнивая их виды, где они проживают летом и куда улетают зимовать, можно проследить такую тенденцию:

Гусиная порода	Обитание	Зимовка
Гуменник	Тайга и тундра Евразии	Средиземноморское и Черноморское побережье, юго-восточные Китай и Япония, Средняя Азия
Белый	Арктические побережья, высокие широты Северной Америки, восток Евразии – Чукотка, острова Врангеля	Колумбия, Канада, Великобритания, Калифорния (США)
Серый	Умеренный климат, начиная с Евразии, завершая Лапландией, Причерноморье, Прикаспий, юг Сибири	Азия, юг Европы, север Африки
Белолобый, арктический	Тундра Евразии и Америки	Индия, Япония, Корея, Китай
Сухонос	Восток Азии	Восток Японии, Китая и Кореи
Белошей	Аляска	Командорские острова, Курилы
Пискулька	Лесотундра России	Азербайджан, Греция, Китай, Румыния, Болгария, Венгрия, Балканские острова, Черноморское и Каспийское побережье
Горный	Киргизия	Индия

Факты

Очевидно, что гуси, когда летают, преодолевают очень большие расстояния. Это подтверждается зафиксированным фактом: перелётом с преодолением расстояния до десяти тысяч километров.

Чтобы понять на какой высоте они летают обычно, нужно снова обратиться к фактам. Рекордной высотой зафиксировали одиннадцать с лишним тысяч метров при перелёте горных гусей через Гималаи. Гусям, когда они летают, привычна, как правило, восьмиметровая высота, так как на таком расстоянии от земной поверхности плотность атмосферы меньше и кислород в ней разрежен. Особенности перелётных птиц, как раз, и состоят в том, чтобы из разреженного атмосферного воздуха получать необходимую для полёта энергию. На высоту полёта влияет также погода. Замечено, что при ненастье летают стаи гусей гораздо ниже, чем тогда, когда ясно.

С какой быстротой перемещаются эти красивые птицы? Известно, что гуси обычно летают с очень высокой скоростью — до восьмидесяти километров за час.

Без отдыха эти птицы проводят порой до девяноста часов. К примеру, белые гуси, мигрируя, летают, преодолевая расстояние около трёх тысяч километров за шестьдесят часов, то есть за сутки они могут покрыть расстояние примерно пятьсот километров. Трудно даже представить себе, какие уникальные свойства организма должны у них быть!

Ограничения, связанные с лётными возможностями

Говоря о том, как летают дикие гуси, нельзя не упомянуть, что даже в этой природной способности есть некоторые ограничения:

Несмотря на то, что большую часть времени птицы проводят на суше, в воде они также чувствуют себя отлично, только взлететь с её поверхности им трудно, так как перед полетом нужен небольшой разбег.
Способность летать утрачивается, когда наступает время линьки пера, длящееся около шести недель. Из этого периода в среднем 20 дней гуси совсем не летают и стараются укрыться в спокойных, глухих местах. Такой период бывает два раза за год.
Днём гуси предпочитают отдыхать, лучшее время, когда они летают — ночь.
Самцы летают меньше в период, когда им необходимо охранять самок, высиживающих гусят.

Домашние сородичи

Существуют различные мнения о том, летают или нет домашние гуси. Некоторые люди считают, что эта порода — особо выращенная и откормленная так, что летать не может совсем. Другие утверждают, что дело лишь в отсутствии натренированности к полётам. Обе стороны частично правы, так как из-за изменения образа жизни у нового поколения постепенно стираются даже на генетическом уровне те способности, которыми они не пользуются. Домашние гуси получают больше корма, их корпус не такой летучий из-за тяжести тела.

Тем не менее, домашние гуси, пусть не так высоко и далеко, но всё же летают, и даже могут улететь из дома, как в сказке о путешествии Нильса с гусями. Поэтому птицеводы обычно делают домашним питомцам обрезку перьев, отвечающих за удержание птицы в воздухе на определённой высоте.

Совет: надо обрезать перья только у взрослых гусей, которые до этого трижды пережили линьку.

Разумные подробности

Гуси, как правило, летают клином или шеренгой в зависимости от породы. Это вовсе не случайно. Исследования, проводимые учёными, дали понять, что мах крыльев гуся помогает его летевшим рядом товарищам набирать нужную высоту. При таком способе волновой турбулентности и построении вся стая летает гораздо быстрее. В человеческом обществе такой подход можно сравнить с тем, что команда, устремлённая к общей цели, также достигает её быстрее и эффективнее. Кстати, авиационные изобретения самолётов братьями Райт были сделаны, как раз, в результате наблюдения за тем, как летают стаями гуси.

Гусак–одиночка испытывает сильное сопротивление воздушной массы, ему летать тяжелее. Подъёмная сила стаи ещё раз доказывает, как хорошо держаться сообща.

Разумность устройства стаи ещё и в том, что уставший вожак тотчас же перемещается в завершение косяка, уступая командование другому гусю, точнее гусыне, ведь чаще всего стаю ведёт самка. Тяжесть труда распределяется равномерно.

Гуси своим криком поощряют вожака, не давая сбавить темп. Если по какой-то причине один из членов стаи не в состоянии продолжать путешествие, с ним остаются ещё два гуся для поддержки. Как только товарищ окрепнет, они продолжат путь с другой стаей, либо, набравшись сил, догонят свою. Если заболевший гусь умирает, его сотоварищи остаются с ним до конца, отправляясь в путь только тогда, когда поддержка более не требуется.

Если бы люди могли столь разумно относиться друг к другу и взять на вооружение особенности гусиного полёта, возможно, это облегчило бы человеческие усилия и дало большую результативность.

Каждую осень можно наблюдать за пролетающими стаями птиц, которые держат свой путь в теплые края, чтобы весной вернуться обратно. Мелкие птахи покидают гнезда бесформенными стаями. Представители пернатых покрупнее формируют в небе клинообразный строй и держат его на протяжении всего пути. Эта форма имеет ряд преимуществ и делает полет более эффективным.

Потоки воздуха в полете

Не секрет, что в мире человеческих изобретений работают те же законы физики, что и среди представителей мира природы. Прообразом самолета стали птицы, с той лишь разницей, что летательный аппарат крыльями не машет. Зато и от самолета, и от птицы исходят вихревые потоки. Именно их наличие позволяет летчикам экономить топливо в полете, но только в том случае, когда они летят группой. Классический пример – военная эскадрилья.

Птицы в длительных перелетах используют тот же принцип. Располагаясь немного сзади и сбоку от летящего впереди собрата, особь ловит от него восходящие вихревые потоки, образующиеся вокруг конца каждого крыла при взмахе. Эта струя воздуха передается по цепочке всему клину. Таким образом, каждая последующая птица в V-образном строе как бы ложится на воздушную подушку и легче преодолевает сопротивление воздуха. Если бы гуси и утки в своих путешествиях выстраивались строго друг за другом, то им доставались бы не восходящие, а нисходящие вихри. На их погашение уходило бы немало сил и перелет давался бы тяжелее.

Эффективность такого построения была замечена давно. В частности, в циклических видах спорта (велоспорт, бег на коньках, лыжные гонки) состязающиеся используют этот принцип, чтобы легче преодолевать сопротивление воздуха за идущим впереди спортсменом.

Доказательством аэродинамической теории построения птичьего клина служат исследования бразильских ученых Валмира Барбосы и Андре Натана. Они построили компьютерные модели стай из 15-35 птиц и отметили, что стая принимала V-образную форму независимо от того, как изначально взлетали птицы.

Чтобы облегчить перелет для каждого последующего члена стаи, птицы подстраиваются друг под друга и их крылья работают синхронно. Естественно, законы аэродинамики перелетным птицам не знакомы. Ученые не пришли к единому мнению, срабатывают ли в этом случае инстинкты или же пернатые вырабатывают такую тактику, исходя из собственных ощущений.

Следование за лидером

Клиновидное расположение дает большое преимущество для зрительного контроля. Вожак при таком построении находится в поле зрения каждой особи. Хорошо улавливаются все сигналы, идущие и от летящей в центре клина птицы, и от остальных собратьев. Это дает возможность своевременно подстраиваться под каждый предстоящий маневр.

Лидером всегда становится опытная и при этом сильная птица, которая совершала перелёт не единожды и точно знает путь. Это непростая работа: органы чувств и мышцы находятся в наивысшей степени напряжения. Хотя принято читать, что вожак в стае один, во главе клина могут попеременно лететь разные особи. Свое место вожак уступает другой сильной птице из стаи, когда устает. Чтобы отдохнуть и восполнить свои силы, лидер встает в конец клина, где лететь гораздо проще. Такое чередование происходит на протяжении всего пути.

Тех, кто летит впереди и тащит на себе всю стаю, остальные поддерживают криком. Его-то мы и слышим, когда наблюдаем за пролетающими в небе журавлями, утками, гусями и другими представителями пернатых.

Экономия энергии

Перелет в V-образном строю помогает экономить энергию. Это доказывает эксперимент французских орнитологов, которые обучили стаю пеликанов лететь за самолетом. У птиц на спинах были закреплены датчики, которые отслеживали их сердечную деятельность. У тех, кто летел в клиновидном построении, частота сокращений сердца была значительно ниже, чем у особей, летящих в одиночку. Это доказывает, что нагрузка на организм во время перелета клином снижается. Гуси таким образом экономят до 20% энергии.

Орнитологи доказали, что летящие клином птицы способны преодолеть расстояние на 2/3 больше, чем летящие самостоятельно. Благодаря потоку воздуха, создаваемому всей стаей, образуется до 70% мощности полета, а скорость клина достигает 80 км/ч. Птица чувствует утерю поддержки, когда выбивается из строя. Нагрузка резко возрастает, тогда особь возвращается на место. Неудивительно, что птицы способны совершать дальние перелеты, в том числе через огромные водные пространства морей и океанов, где не всегда есть возможность приземлиться на отдых.

Уже упомянутые восходящие вихревые потоки помогают птицам дольше планировать, что экономит силы. Таким образом, долететь до цели может вся стая, а потери в процессе перелета окажутся минимальными. Это важно для сохранения поголовья.

Почему не все птицы летят клином

Этот принцип работает только в случае с крупными представителями орнитофауны. Клином летают гуси, утки, журавли, ибисы, аисты, пеликаны, лебеди. А вот птичкам помельче, с меньшим весом, размером крыльев и тела, приходится сталкиваться с аэродинамикой другого характера. Так что клин в их случае никакого преимущества не несет. Они используют другие виды построения или летят разрозненно. Это доказали результаты эксперимента. Ученые построили модель передвижения клином группы птиц с меньшим и большим весом, нежели у ибисов, и пришли к выводу, что выгода от клинообразного строя возникает только у крупных птиц.

После таких открытий сложно говорить о том, что птицы обделены интеллектом. Хотя, наверное, здесь речь идет об удивительной мудрости природы. Она наделяет свои творения всеми способностями, необходимыми для успешного выживания вида, и клиновидный строй перелетных птиц – яркое тому подтверждение.

Правообладателю
Правила

Египет
Рим
Греция
Анунаки
Наска
Майя
Другие народы

Предлагаем восстановить, заказать, купить диплом Вуза в любом городе России. Только настоящий бланк ГОЗНАК с гарантией.

Некоторое время назад я прочитал, что существует несколько теорий, объясняющих, почему гусиная стая летит клином. Кто-нибудь может дать точный ответ?

Когда птица, ведущая летящий клин, делает взмах крыльями, у конца каждого из крыльев образуется вихревой поток. Верхняя часть этого потока движется вперед, нижняя — назад. Летящая следом птица при взмахе крыльями вниз попадает в верхнюю часть вихревого потока и за счет этого получает дополнительное ускорение. Следовательно, подъемная сила, возникающая при данном взмахе, больше, и ведомая птица затрачивает меньше усилий. Следующие две птицы, чтобы использовать это явление себе во благо, должны пристроиться за оконечностями правого и левого крыльев вожака, следующие две — за оконечностями внешних крыльев птиц, летящих перед ними, и т. д. Разумеется, возникает резонный вопрос: почему птицы не летают «елочкой», располагаясь за внутренним крылом летящей впереди птицы? Ответ прост: в этом случае на оба крыла птицы действовали бы несинхронизированные вихревые потоки, что затрудняло бы полет.

Дэвид Манн (Лондон, Великобритания)

В результате движения летящего самолета образуются вихревые потоки — над самолетом, за ним и по бокам его крыльев. Эти вихревые потоки засасывают летящий следом самолет, и тот при определенном расположении может поймать восходящий поток и обрести за счет него дополнительную подъемную силу. Птицы тоже, чтобы затрачивать меньше усилий при полете, стараются подстраиваться под малейшие изменения скорости и направления воздушного потока. Птицы, летящие стаей, выстраиваются одна за другой, ловя крыльевые вихри своих спутников. Когда птица, летящая во главе стаи, устает, ее место занимает другая. Смена ведущих также происходит, когда стая меняет курс. Соревнующиеся дельтапланеристы применяют тот же трюк. Держась позади и чуть в стороне от парящего соперника, вы постепенно его нагоните. Находясь выше соперника, вы можете его перегнать, увеличив в последний момент скорость за счет дополнительной потенциальной энергии.

Алан Колверд (Бишопс — Стортфорд, Великобритания)

Стае птиц удобнее лететь клином, потому что они ловят воздушные вихри, образованные концами крыльев вожака. NASA[3] проверяло эту идею с помощью военных самолетов. Данные об испытаниях можно найти на сайте: www.nasa.gov/centers/home/index.html.

Дуглас Йейтс (Борнмут, Великобритания)

Здесь, на полуострове Блэк-Айл, нам часто случается наблюдать за полетами серых гусей и короткоклювых гуменников. На мой взгляд, стая птиц выстраивается клином в силу нескольких факторов, которые никак не связаны с аэродинамикой или вихрями от концов крыльев. Вихревая теория, очевидно, базируется на знаниях о вихрях, образуемых летательными аппаратами с неподвижным крылом, а в результате взмахов возникают более сложные вихри, природа которых менее изучена. Одно ясно: если птица стремится воспользоваться вихрями, создаваемыми летящим впереди товарищем, взмахи ее крыльев должны соответствовать по темпу и фазе взмахам крыльев птицы, за которой она следует. На самом же деле каждая птица, не ориентируясь на стаю, избирает свой собственный, удобный ей ритм. Гуси во время миграции или просто при перемещении от гнездовья к местам питания и обратно следуют за вожаком, летящим во главе клина. В стае скворцов, напротив, каждая птица ориентируется на движение ближайшей к ней птицы. Вожак определяет курс и высоту полета стаи, но другие особи часто вносят свои коррективы, подавая сигналы криком или выстраиваясь в линию. Иногда какая-нибудь из птиц оставляет стаю, уводя за собой часть птиц в другом направлении. Обычно компромисс достигается, и после долгих перекрикиваний стая перестраивается, зачастую продолжая полет под предводительством другого вожака. Чтобы такой тип поведения приносил нужные плоды, каждая птица в стае должна следовать за птицей, которая летит перед ней; беспорядочное расположение или перемещение по одной линии (фронтом) не даст результатов. Птицы должны двигаться одна за другой — эшелоном. Гуси представляют собой так называемый вид-жертву, и у них, как и у большинства представителей этого вида, глаза расположены по обе стороны головы. Благодаря этому они имеют хороший круговой обзор, но не могут видеть строго перед собой и за собой. Если бы гусь следовал прямо за летящим впереди товарищем, ему пришлось бы чуть поворачивать голову, чтобы видеть того, за кем он летит. Более того, стремясь держать прямой курс, он был бы вынужден совершать несимметричные взмахи, что снизило бы его аэродинамический КПД и привело бы к лишним затратам энергии. Лететь вслед неудобно еще и потому, что гуси имеют обыкновение выделять экскременты во время полета. Поэтому, чтобы не запачкаться, ведомому гусю пришлось бы расположиться чуть ниже летящей впереди птицы.

Чарли Бейтмен (Кромарти, Великобритания)

Объяснение Чарли Бейтмена прямо противоречит ответам первых трех авторов. Существуют аэродинамическая и поведенческая теории, объясняющие V-образную форму летящей стаи, и сторонники и той и другой давно спорят между собой. Однако есть все основания полагать, что обе теории верны. Ни один Бейтмен наблюдал, как птицы координируют свои воздушные трассы и следуют одна за другой во время полета. Зарегистрировано множество подобных наблюдений. Клинообразное построение позволяет всем особям стаи держать в поле зрения своих товарищей, и, соответственно, они меньше рискуют быть атакованными хищниками, которые обычно стремятся отсечь от стаи какую-то одну птицу. Но экспериментально также подтверждено, что птицы, летящие клином, затрачивают меньше энергии. Согласно данным опытов, изложенным в 1970 году в журнале «Science» П. Лиссаманом и К. Шолленбергом, летящие клином гуси способны преодолеть расстояние на 70 % большее, чем птицы-одиночки. Относительно недавно группа французских исследователей во главе с Анри Ваймерскирхом провела удивительные опыты с розовыми пеликанами в Национальном парке Джудж в Сенегале (результаты опубликованы в журнале «Nature»). Ученые измерили количество взмахов и частоту сердцебиения у особей, летавших в стае и поодиночке. Опыты проводились на птицах, обученныx следовать за сверхлегким летательным аппаратом или моторным судном. Пеликанов снимали на кинопленку, а прикрепленные к их спинам датчики регистрировали частоту сердцебиения. Исследователи установили, что полет в стае и в самом деле значительно повышает аэродинамический КПД птиц, отчасти за счет того, что они способны дольше парить (см. выше ответ Алана Колверда). Во время полета пеликаны не всегда держатся на оптимальном расстоянии друг от друга, которое обеспечивало бы им максимальную экономию сил. Формы стай некоторых других видов птиц вообще не дают им каких-либо преимуществ с точки зрения аэродинамики, а отдельные виды и вовсе так выстраиваются во время полета, что их аэродинамический КПД даже ниже, чем у птиц-одиночек. Даже гуси часто летают беспорядочной массой, что не позволяет им достичь максимально возможной экономии сил. Собрав воедино все эти наблюдения, можно предположить, что перемещение упорядоченными стаями удобно для птиц.

Читайте также: