Кен Диал (Ken Dial) и его коллеги из лаборатории полёта института Монтаны (Flight Laboratory) нашли изумительную общую закономерность в движении крыльев современных пернатых, которая, может быть, в конце концов открывает секрет возникновения у старых птиц возможности к полёту, пишет Membrana.
Биологи, специализирующиеся неуввязками полёта, делятся на две группы. Одна считает, что способность к машущему полёту появилась у первых птиц уже после возникновения планирования. Соответственно летать они обучались, прыгая со скал либо деревьев, стараясь крыльями замедлить падение.2-ая группа считает верным обратный путь. Дескать, птицы появились от двуногих динозавров, которые, махая фронтальными конечностями, помогали для себя при преодолении разных препятствий. Означает, летать они научились, бегая по земле и подпрыгивая.
Сейчас в давнешней дискуссии о возникновении полёта появилась новенькая точка опоры — исследование Диала и его коллег. Они сняли на скоростные камеры движение крыльев различных птиц (всего 21 вида) в различных ситуациях. При всем этом крылья были маркированы в нескольких точках, чтоб рассчитать характеристики взмахов.
Так учёные узнали что, невзирая на обилие "фигур пилотажа", на которые способна птица, угол, под которым происходит движение крыла сверху вниз, остаётся фактически одним и этим же.
Причём он схож у птиц различных видов и возрастов (птенцы, ещё не умеющие летать, сбегая со склона, помогают для себя крыльями так же, как взрослые птицы). И также угол этот остаётся практически этим же самым, даже если птица не летит, а машет крыльями при "лазании" и ходьбе по очень наклонной поверхности (карнизам, склонам скал), беге вниз по склону и т.д. (на эту черту в поведении пернатых ранее не направляли подабающего внимания, гласит Диал).
Углы махания (движение крыла вниз). Колонки: бег с одновременным маханием крыльями, полёт по горизонтали, полёт со понижением (все три — для взрослой птицы); "машущий бег" у птенца и падение с дерева (горы) у птенца (до его первого реального полёта). Строчки: угол махания по отношению к позвоночнику, к поверхности и к силе тяжести (иллюстрация Ken Dial et al.).
Весь спектр действий, которые птица решает, пользуясь крыльями, как оказывается, укладывается в очень узенький сектор "махания". При всем этом аэродинамическая тяга оказывается ориентирована под углом приблизительно 40 градусов к горизонту, а все её отличия зависимо от ситуации умещаются в спектр всего 19 градусов.
Аналогично угол атаки самого крыла на различных фазах взмаха оказался схожим как для горизонтального полёта, так и для других режимов, а именно, в ситуации когда птица шагает, цепляясь коготками за вертикальную стенку, подталкивая себя ввысь и вперёд — к стенке.
Эти движения обеспечивают высшую подъёмную силу при малых издержек, что могло играть важную роль для первых созданий с недоразвитыми крыльями и перьями.
Создатели этого исследования считают, что настолько общая закономерность в биомеханике полёта, проявляющаяся для самых различных современных птиц, является старой унаследованной чертой, которая закреплена в их анатомии.
Соответственно нужные конфигурации в плечевом поясе можно проследить по окаменелостям старых созданий — первых птиц (живших приблизительно 150 миллионов годов назад) и их предшественников, динозавров-тероподов, чтоб уточнить, когда и как произошёл их переход к полёту.
Обучаясь под правильным углом махать крыльями во время "бега с препятствиями", обучаются летать современные североамериканские куропатки. Аналогичным образом могло обстоять дело и с первыми птицами. Умение планировать к ним пришло позднее, считает Диал и его коллеги. О планировании с деревьев совершенно других старых созданий, млекопитающих к примеру, вроде белок-летяг, он ничего не гласит.
Что касается "изобретения" полёта, то оно вероятнее вышло всё же при преодолении препятствий, может быть, даже при убегании от хищников: когда "протокрылья" помогали этим "промежным" созданиям заскакивать на камешки и перескакивать через различные коряги.
Ключом к машущему полёту явилось, по версии данной группы биологов, нахождение правильного угла махания, ну а равномерно развивающиеся мускулы и рост размеров самих крыльев посодействовали первым птицам, в конце концов, стопроцентно перенести на крылья вес тела, поднявшись над землёй.
Подробности данной работы изложены в материале в журнальчике Nature.
