Клювы колибри оказались удивительно гибкими для эффективного питья нектара
Клювы колибри — их длинные и тонкие клювы — внешне напоминают соломинки для питья. Бешеная скорость, с которой они добывают нектар из цветов и кормушек, может создать впечатление, что клювы действуют как соломинки. Однако новое исследование показывает, насколько это сравнение не соответствует действительности.
В статье, опубликованной 27 ноября в Journal of The Royal Society Interface, международная команда под руководством Алехандро Рико-Гевары, доцента биологии Вашингтонского университета, раскрывает удивительную гибкость клюва колибри. Учёные обнаружили, что пьющая колибри одновременно быстро открывает и закрывает разные части клюва, выполняя сложный и высококоординированный «танец» с языком, чтобы всасывать нектар с молниеносной скоростью.
Для человеческого глаза эти движения едва заметны. Но для колибри они — жизненная необходимость.
«Большинство колибри пьют, зависая в полёте, — сказал Рико-Гевара, который также является куратором орнитологии в Музее естественной истории и культуры Берка. — С энергетической точки зрения это очень затратно. Прямой полёт на крейсерской скорости требует меньше энергии, чем зависание для питья. Поэтому колибри стремятся минимизировать затраты энергии и пить как можно быстрее — всё это в труднодоступных местах — что требует специальных адаптаций для скорости и эффективности».
Предыдущие исследования показали, что колибри вытягивают языки быстрыми движениями при питье нектара. Но учёные не знали, какую роль в этом процессе играет сам клюв. Команда собрала высокоскоростные видеозаписи отдельных колибри шести разных видов, пьющих из прозрачных кормушек на полевых участках в Колумбии, Эквадоре и США. Проанализировав записи и объединив их с данными микро-КТ-сканирования образцов колибри из Йельского музея Пибоди, исследователи обнаружили сложные движения клюва, лежащие в основе питья:
- Чтобы вытянуть язык, колибри открывает только кончик клюва.
- После того как язык захватывает нектар, кончик клюва закрывается.
- Чтобы поднять нектар по клюву, колибри плотно удерживает закрытой среднюю часть клюва, слегка приоткрывая его основание.
- Затем она снова открывает кончик, чтобы вытянуть язык для нового цикла — процесс, который многие виды колибри могут повторять 10–15 раз в секунду.
Языки колибри имеют сложную форму, некоторые напоминают оригами для разворачивания и сбора нектара. Новое исследование показывает, насколько важен клюв для питья и что, несмотря на жёсткий внешний вид, он обладает замечательной гибкостью.
«Мы уже знали, что клювы колибри обладают некоторой гибкостью, например, изгибают нижнюю часть при ловле насекомых, — сказал Рико-Гевара. — Но теперь мы знаем, что клюв играет очень активную и важную роль в подъёме нектара, который собирает язык».
Роль клюва также делает колибри уникальными среди животных, поскольку они полагаются на два типа методов сбора и транспортировки жидкости:
- Механизм лакания (формально известный как течение Куэтта), который используют такие животные, как собаки и кошки.
- Течение Пуазёйля — механизм, основанный на всасывании, используемый, например, комарами, пьющими кровь, или людьми, пьющими через соломинку.
Часто животные используют один из подходов. Колибри — редкий пример использования обоих.
«Логично, что им приходится использовать оба, учитывая необходимость добраться до нектара глубоко в цветке и питаться быстро и эффективно», — сказал Рико-Гевара.
Будущие исследования могут быть направлены на поиск мышц, контролирующих эти движения, и изучение того, как другие способы использования клюва — например, ловля насекомых — влияют на его гибкость.
«По мере того как растения эволюционировали, создавая цветы разной длины и формы, клювы колибри эволюционировали соответствующим образом, — сказал Рико-Гевара. — Каждый раз, когда мы находим ответы на один набор вопросов об адаптации колибри, возникают новые. Нам ещё так много предстоит узнать».