Jak duże sępy indycze pozostają w powietrzu

Wędrówki po górach dodają energii. Czyste powietrze i czyste widoki mogą odświeżyć duszę, ale rozrzedzone powietrze stanowi dodatkowe wyzwanie dla ptaków żyjących na dużych wysokościach. „Przy założeniu, że wszystkie pozostałe czynniki są takie same, skrzydła ptaków wytwarzają mniejszą siłę nośną w powietrzu o małej gęstości” – mówi Jonathan Rader z Uniwersytetu Północnej Karoliny (UNC) w Chapel Hill w USA, co utrudnia pozostawanie w powietrzu.

Jednak nie wydaje się, żeby to ich zniechęciło. Gęsi barogłowe, żurawie i chrząszczaki odnotowały rekordy wysokości wynoszące 6000 m i więcej. Jak więc udaje im się wznieść w powietrze, gdy rozrzedzone powietrze nie zapewnia siły nośnej? Jedną z możliwości było to, że ptaki żyjące na dużych wysokościach po prostu latają szybciej, aby zrekompensować niższą gęstość powietrza, ale nie było jasne, czy ptaki zamieszkujące szeroki zakres wysokości, od poziomu morza po najwyższe szczyty, mogłyby dostroić swoje prędkość lotu, aby skompensować rozrzedzone powietrze.

„Sępy indycze są powszechne w całej Ameryce Północnej i zamieszkują wysokości ponad 3000 m n.p.m.” – mówi Rader, więc on i Ty Hedrick (UNC-Chapel Hill) postanowili dowiedzieć się, czy sępy indycze (Cathartes aura) żyjące na różnych wysokościach latają z różną prędkością w zależności od wysokości.

Publikują odkrycie w Journal of Experimental Biology że sępy indycze latają szybciej na dużych wysokościach, aby zrekompensować brak siły nośnej spowodowany lotem w powietrzu.

Najpierw duet musiał wybrać lokalizacje na wysokości kilku tysięcy metrów, więc zaczął filmować sępy latające na lokalnym wysypisku śmieci w hrabstwie Orange (80 m n.p.m.). „Sępy na wysypisku śmieci… kto by pomyślał?”, chichocze Rader.

Następnie przenieśli się do rodzinnego stanu Radera, Wyoming, odwiedzając Alcova (1600 m), a następnie wylądowali w kampusie Uniwersytetu Wyoming w Laramie (2200 m).

W każdym miejscu duet ustawił trzy zsynchronizowane kamery z dobrym widokiem na drzewo, na którym znajdowała się kolonia sępów indyczych, gotowe do filmowania w 3D lotów sępów po ich powrocie do domu pod koniec dnia.

„Wyoming to miejsce słynące z wietrznej pogody i podatne na popołudniowe burze” – wyjaśnia Rader, wspominając, jak burze zepchnęły go z dachu budynku nauk biologicznych Uniwersytetu Wyoming, a wiatr zamazał filmy z lecącymi ptakami, trzęsąc kamerami.

Po powrocie do Karoliny Północnej Rader zrekonstruował 2458 lotów ptaków z filmów, obliczając ich prędkość lotu przed przeliczeniem na prędkość lotu, która wahała się od 8,7 do 13,24 m/s. Obliczył także gęstość powietrza w każdym miejscu na podstawie lokalnych odczytów ciśnienia powietrza, odnotowując zmianę o 27% w porównaniu z 0,89 kg/m³ w Laramie do 1,227 kg/m³ w Chapel Hill.

Po zestawieniu na wykresie gęstości powietrza w czasie lotu i prędkości ptaków, Rader i Hedrick zauważyli, że ptaki lecące na wysokości 2200 m w Laramie latały na ogół o około 1 m/s szybciej niż ptaki w Chapel Hill. Sępy indycze latają szybciej na większych wysokościach, aby pozostać w powietrzu. Ale w jaki sposób osiągają te wyższe prędkości lotu?

Rader wrócił do filmów o lotach, szukając charakterystycznego ruchu w górę i w dół, który wskazywałby, kiedy samoloty trzepotały. Kiedy jednak porównał intensywność trzepotania każdego ptaka przy różnej gęstości powietrza, okazało się, że sępy żyjące na dużych wysokościach nie trzepotały bardziej niż ptaki bliższe poziomu morza, więc nie zmieniały uderzeń skrzydeł, aby przeciwdziałać skutkom niskiej gęstości powietrza. .

Zamiast tego jest prawdopodobne, że ptaki o wysokości 2200 m leciały szybciej po prostu dlatego, że w rozrzedzonym powietrzu występuje mniejszy opór, który je spowalnia, co pozwala sępom z Laramie latać szybciej niż ptaki z Chapel Hill, aby zrekompensować generowanie mniejszej siły nośnej w niższej gęstości powietrza .