Стрижи используют воздушные потоки для "бесплатного обеда"

Взрослый стриж (Apus apus), покинув гнездовую колонию и отправившись в миграцию на юг, не приземлится вновь до возвращения домой для гнездования через 10 месяцев. "Обыкновенные стрижи исключительно адаптированы к воздушному образу жизни", — говорит Эммануэль де Маржери, биолог из CNRS (Национальный центр научных исследований) Университета Ренна, Франция. Все ежедневные активности, включая поиск пищи, сон и чистку оперения, происходят в воздухе. Чтобы изучить, как эти эксперты маневрируют, де Маржери обратился к биомеханику Тайсону Хедрику из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, США.

Хотя основные лётные способности стрижей хорошо изучены в аэродинамических трубах, такие условия не воспроизводят полёт в небе с другими птицами или при неожиданных порывах ветра. Де Маржери снял видео, как стрижи парят и поворачивают, добывая пищу для птенцов. Эти записи позволили выяснить, сколько усилий требуется стрижу для маневренного полёта в реальных условиях. Их открытие, что стрижи практически "путешествуют автостопом" на восходящих потоках, сводя затраты на полёт почти к нулю, опубликовано в Journal of Experimental Biology.

Уникальная съёмка и анализ

Для съёмки использовалась не обычная камера. Система из трёх зеркал позволяла снимать две одновременные записи с разных ракурсов, что дало возможность точно реконструировать движение каждой птицы в 3-D. "Текущее устройство громоздкое", — признаёт де Маржери. После обучения студентке-бакалавру Сесиль Пишо лучше всего удавалось непрерывно отслеживать извилистые траектории стрижей до 6 минут.

Пишо и де Маржери кропотливо реконструировали каждый полёт, измеряя детали от положения крыльев до времени, затраченного на взмахи. Хедрик на основе этих данных рассчитал мгновенную скорость птиц, перегрузки (g-force) при поворотах и энергию, необходимую для каждого манёвра. "Преобразование этого набора данных в релевантные, сопоставимые результаты, сохраняя при этом богатую информацию, присутствующую только в естественных условиях, было, вероятно, самой сложной задачей исследования", — говорит де Маржери.

Результаты: экономия энергии за счёт потоков

Несмотря на резкие повороты и пикирование для ловли насекомых, стрижи проводили большую часть времени (71%) в планирующем полёте. При поворотах они испытывали относительно небольшие перегрузки — около 1.4 g, в отличие от ласточек (до 8 g). Вероятно, это связано с тем, что насекомые, которыми питаются стрижи, перемещаются с ветром относительно медленно.

Самым удивительным оказался расчёт энергии, которую маленькие охотники тратят в воздухе. Фактически они "бесплатно" используют восходящие потоки и термики. "Термики действуют как лифт для птицы", — говорит Хедрик, описывая, как стервятники используют восходящие столбы воздуха. Ранее считалось, что для таких маленьких птиц, как стрижи, это менее полезно. Однако оказалось, что стрижи извлекают энергию из воздуха почти так же эффективно, как и грифы. "Я не могу выразить, насколько мы были удивлены", — говорит Хедрик.