كيف ترسم الطيور الطنانية في نكتار؟

كيف ترسم الطيور الطنانية في نكتار؟هذا الطائر الطائر الطائر الزمرد الأحمر الصغير (Chlorostilbon gibsoni) يتغذى على آلاف الزهور يوميا. Kristiina Hurme، CC BY-ND

الطنان يعيش الحياة بسرعة غير مفهومة. من الألعاب البهلوانية رحلة مدهشة، المناورة أشبه بالحشرات من الطيور كما يرفرف حولها، وترفع رأسا على عقب، وحتى إلى الوراء. انهم طمس لأنها سباق بين الزهور. عندما لا نتوقف لزيارة زهرة حظات، انهم لعق 15 ل20 مرة في الثانية لاستخراج الوقود رحيق بهم.

ما يجعلها مثيرة للاهتمام بالنسبة لنا هو نتيجة لهذا الاختيار الغذائي البسيط: يشربون الرحيق. كل زهرة لا تقدم الكثير ، لذلك لكسب العيش من كميات صغيرة من الرحيق المنتشرة في جميع أنحاء الغابة ، الطيور الطنانة صغيرة وسريعة ومشاكسة.

تتغذى على الرحيق هو السمة المميزة الطنان، ولكن حتى الآن العلماء لا يعرفون الميكانيكا الدقيقة لكيفية القيام بذلك. في دراسة جديدة لدينا، كنا قادرين على إبطائها على الفيديو لمعرفة كيف يشربون حقا الرحيق. وما وجدناه كان مختلفًا تمامًا عن الحكمة التقليدية منذ 1800s.

أنبوب التغذية؟

ألسنة لحمي الطنان "تدور حول نفس طول فواتيرهم. انهم تكيفت تماما عن الوصول الى عمق زهرة. لأكثر من 180 سنواتيعتقد العلماء أن شرب الرحيق ، اعتمدت الطيور الطنانة على العمل الشعري. كانت الفكرة هي أن ألسنتهم ستملأ برحيق بنفس الطريقة التي يملأ بها أنبوب زجاجي سالب بالماء.

فيزياء عمل شعري يعتمد على القوتين. التصاق جزيئات السائل على الجدران أنبوب يجعل السائل تسلق الجانبين. التوتر السطحي يحمل السائل معا وتستمر العمود السائل كله صعودا.

الطائر الطنان lick2لسان نحيف طويل لطائر الطنان يحتوي على اثنين من الأخاديد تسير في الوسط ، وينتهي في طرف متشعب ينتشر داخل الرحيق. Alejandro Rico-Guevara، CC BY-NDنظرية العمل الشعري من المنطقي منذ اللسان الطائر الطنان في اثنين من الأخاديد مثل أنبوب. وسيكون وسيلة بسيطة، السلبي لرحيق لمسافة تصل اللسان.

طائر الطنان أسرع من ذلك

ولكن من مشاهدة الطيور الطنانة في (ريكو-غيفارا) كولومبيا الأصلية ، شعرنا أن الشعيرة لم تكن سريعة بما فيه الكفاية لمواكبة كيفية إطعام الطيور الطنانة. لقد توقعنا ذلك كان الشعيرات بطيئة جدا لحساب معدلات اللصق السريعة التي لوحظت في الطيور الطامحة الحرة. تذكر ، أنها يمكن أن تستنزف رحيق زهرة مع حول 15 يلعق في أقل من ثانية!

قبل أربع سنوات ، واحد منا (ريكو غيفارا) وزميله مارجريت روبيجا تحدى المعتقدات التقليدية حول العمل الشعري للمرة الأولى. أظهرنا أن نصائح اللسان المتشعب ليست ثابتة ، ولكنها تنتشر بشكل كبير داخل الرحيق ، مع حواف مهددة تفتح مثل الأيدي الصغيرة. عندما تتراجع الطائر الطنان عن لسانها من الرحيق ، تغلق هذه الأطراف بسبب القوى المادية للتوتر السطحي ضغط لابلاس، قطرات نكتار محاصرة في قبضتهم. بسبب هذا التحول في شكل اللسان ، لا تبقى نصائح اللسان في شكل الأنبوب الضروري لعمل الشعيرات الدموية.

إذن كيف تملأ بقية اللسان بالرحيق؟

شرعنا في دراسة مجموعة من طيور الطنان لنرى ما تفعله هذه الطيور بالفعل في الزهور. كنا بحاجة إلى طريقة لقياس سمك اللسان أثناء عملية الشرب - مباشرة ، ولكنها ليست مهمة سهلة.

قمنا بتصميم زهور اصطناعية شفافة قمنا بتصويرها بكاميرات بطيئة الحركة. من خلال أشرطة الفيديو هذه ، يمكننا بعد ذلك تتبع شكل اللسان طوال دورة اللحس بأكملها. الجزء الصعب هو إقناع الطيور الطنانة البرية للشرب في الأمر. بمرور الوقت ، قمنا بتدريبهم من خلال تعويدهم على مغذيات الأزهار الزائفة وإعدادنا الكامل للتصوير.

Science Discovery عبر Slow Motion Video

عندما يدخل الطائر الطنان مشروع القانون الخاص بها في زهرة، فإنه لا يزال يحتاج إلى عصا لسانه طويل أعمق داخل للحصول على الرحيق داخل. بعد يملأ اللسان مع الرحيق، والطيور تتراجع اللسان إلى الخلف داخل مشروع القانون. الباحثون يعرفون بالفعل للحفاظ على الرحيق داخل المنقار ، فإن الطائر الطنان يضغط على اللسان بنصائح الفاتورة حيث يتم تمديده للعقبة التالية. يضغط ويسطح اللسان في طريقه للخارج ، ويترك الرحيق داخل الفاتورة. الطريقة التي يتم بها نقل الرحيق من طرف الفاتورة إلى حيث يمكن ابتلاعه ما زال مجهولا.

لدراسة آلية لملء اللسان ، ركزنا على الشكل المسطح لللسان الذي تبدأ به كل لعق. إذا كانت طيور الطنان تستخدم الشعيرات الدموية ، فبمجرد وصول الرحيق إلى فم الطائر ، سيحتاج اللسان على الفور لاستعادة شكله الذي يشبه الأنبوب قبل لمس الرحيق مرة أخرى.

من خلال دراسة عن كثب لدينا أشرطة الفيديو بالحركة البطيئة من الطيور الشرب في الزهور شفافة، رأينا أن اللسان بقي بالارض بعد عصر حتى أنه سافر عن طريق الهواء للوصول إلى رحيق لآخر رشفة. لم يكن رجع إلى ما قبل الشراب أنبوب يشبه شكلها الأصلي.

درسنا 18 أنواع الطائر الطنان، ومئات من يلعق، وجدنا أن اللسان بقي بالارض حتى يلمس الرحيق. وكانت هذه النتيجة الرئيسية لأنها أظهرت أن اللسان لم يكن لديك مساحة فارغة داخل اللازمة لعمل شعري للعمل. وأخيرا، فإننا يمكن أن يحكم بثقة من الشعرية من الأهمية للشرب الطائر الطنان.

كيف حقا ضخ الرحيق في

ما وجدناه يتجاوز مجرد التشويش. ضربت الطيور الطنانة بطريقة غير متوقعة لتحريك السائل بسرعة كبيرة في هذا النطاق الصغير بألسنة هي micropumps مرنة.

الأخاديد في لسان الطائر الطنان لا تصل إلى الحلق، وبالتالي فإن الطيور لا يمكن استخدامها على النحو القش الصغيرة. لهذا السبب، بدلا من استخدام الفراغ لتوليد شفط - تخيل شرب عصير الليمون من القش - النظام يعمل وكأنه مضخة صغيرة، والمدعوم من مرونة اللسان. يسحق الطيور اللسان شقة، وعندما ينطلق مفتوحة، وهذا التوسع تسحب بسرعة الرحيق في الأخاديد في لغتها. اتضح انها مرنة الطاقة - الطاقة الميكانيكية المحتملة تخزينها من قبل تسطيح اللسان - أن يتيح الطنان بجمع الرحيق أسرع بكثير مما لو اعتمدوا على الشعرية.

بينما يتحرك اللسان عبر الهواء ، يتم الحفاظ على الطاقة المرنة المحملة في جدران الأخدود أثناء التسطيح بواسطة طبقة متبقية من السائل داخل الأخاديد تعمل كمواد لاصقة. عندما يلمس اللسان الرحيق ، يسمح إمداد السوائل بإطلاق الطاقة المرنة التي توسع الأخاديد وتسحب الرحيق لملء اللسان.

0316817155كمشروبات الطائر الطنان ، كل لعق يجمع الرحيق ، بينما يستعد بسرعة مضخة اللسان لعق المقبل. Alejandro Rico-Guevara، CC BY-NDكخبراء في علم الأحياء ، كنا متحمسون بهذا الاكتشاف الجديد ، لكننا كنا بحاجة إلى مساعدة خبير في ديناميكيات السوائل ، تاي-هسي فان، لشرح الفيزياء الدقيقة لهذه المضخة الصغيرة الطائر الطنان بدقة ، وإجراء تنبؤات جديدة.

يظهر بحثنا كيف تشرب طيور الطنان حقا ، ويوفر أول الأدوات الرياضية لنموذج استهلاك الطاقة الخاصة بهم بدقة. ستؤثر هذه الاكتشافات على فهمنا لقرارات البحث عن الغذاء والبيئية والتطور المشترك مع النباتات التي تلقيحها.

يقارن بحثنا المستمر لدينا نموذج جديد مع كم من الطفيليات الرحيق يشرب في الزهور البرية، وينظر في المقايضات بين شرب بكفاءة والقتال للهيمنة على المناطق إما لجذب الإناث أو لإطعام أو كليهما.

نبذة عن الكاتبالمحادثة

rico gueva alejandroأليخاندرو ريكو-جيفارا هو باحث مشارك في علم البيئة والبيولوجيا التطورية في جامعة كونيتيكت. وهو اختصاصي مورفولوجي وظيفي يستخدم طيور الرحيق المغذية كنموذج للدراسة لسد الفجوة بين معرفتنا بالأنماط الإيكولوجية وأنماط التطور المشترك وآلياتها الأساسية. أكثر في alejorico.com

كريستيينا هورمي هي باحث مشارك في علم البيئة والبيولوجيا التطورية في جامعة كونيتيكت

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتاب ذات الصلة:

{amazonWS: searchindex = كتب، كلمات = 0316817155. maxresults = 1}

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}