“突破性”研究显示了为什么鸟类在V形成中飞行 2017-01-04 02:17:10

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所属分类 :经济

任何观看秋天天空的人都知道迁徙的鸟类会以V形飞行,但科学家们一直在争论为什么

对ibises的一项新研究发现,这些大翅鸟仔细定位它们的翼尖并同步它们的拍打,大概是为了捕捉前一只鸟的上升气流 - 并在飞行中节省能量

鸟类在V形成中飞行有两个原因:它可能使飞行更容易,或者它们只是跟随领导者

飞机中队可以通过在V形飞行中节省燃料,许多科学家怀疑迁徙鸟类也是如此

处理像固定翼飞机这样的拍打鸟类的模型估计它们通过相互牵引来节省能量,但飞机产生的电流远比鸟类摆动的漩涡更稳定

詹姆斯·乌瑟伍德(James Usherwood)是哈特菲尔德伦敦大学皇家兽医学院的运动生物力学家,他在研究过程中说:“空气在拍打翼后面变得非常危险

”这项研究于今天在线发表在“自然”杂志上,利用现有项目将濒临灭绝的北方秃头(Geronticus eremita)重新引入欧洲

科学家使用超轻型飞机向手抓鸟类展示了他们从奥地利到意大利的祖先迁徙路线

一群14名少年携带了由Usherwood及其实验室专门建造的数据记录器

该设备的GPS确定每只鸟的飞行位置在30厘米以内,加速度计显示了机翼襟翼的时间

正如空气动力学估计所预测的那样,这些鸟将自己定位在前方飞到后方并飞向前方的鸟的侧面,计时它们的机翼节拍以捕捉令人振奋的漩涡

当一只鸟直接飞到另一只鸟后面时,拍打的时间会逆转,这样可以最大限度地减少从鸟体背部下来的下降气流的影响

“我们并不认为这是可能的,”Usherwood说,考虑到这一壮举需要谨慎的飞行和对邻居的惊人意识

“也许这些大型V形鸟可以被认为是一架带有上下翅膀的飞机

”这些发现可能适用于其他长翅鸟类,如鹈鹕,鹳和鹅,Usherwood说

较小的鸟类会产生更复杂的尾迹,使得起草过于困难

研究人员没有尝试计算鸟类的节能量,因为必要的生理测量对于濒临灭绝的物种而言过于侵入

以前的研究估计,在飞行中,鸟类可以减少20%到30%的能量

“从行为的角度看,它确实是一个突破,”加州帕洛阿尔托斯坦福大学的机械工程师David Lentink说

参与工作

“显示鸟类关心同步他们的翅膀节拍绝对是我们之前没有的重要见解

”然而,为了明确地说鸟类正在相互起草,但是,漩涡的确切位置和下降的区域将会需要在ibises上进行测量,这需要在风洞中飞行 - 比简单地携带数据记录器更具侵入性

科学家不知道这些鸟是如何找到空气动力学的最佳点,但是他们怀疑这些动物是通过视线还是通过感应气流通过它们的羽毛来调整自己

或者,它们可以移动直到找到阻力最小的位置

在未来的研究中,研究人员将转向更常见的鸟类,如鸽子或鹅

他们计划调查动物如何决定谁设定路线和速度,以及领导者的错误是否会波及其他群体造成交通拥堵

“这是一项相当令人印象深刻的工作,但它确实表明还有更多需要学习的东西,”北卡罗来纳大学教堂山分校的生物学家Ty Hedrick说,他研究鸟类和昆虫的飞行空气动力学

然而他们这样做,他说,“鸟类是非常好的悬挂式滑翔机飞行员

”这个故事由非营利性科学协会AAAS及其国际期刊“科学”提供