Kai kurių didelių, sklandančių paukščių skrydis, esant tinkamoms sąlygoms, gali kainuoti mažiau energijos nei plaukimas. Tokią išvadą pateikia naujas, realiomis sąlygomis atliktas gyvūnų judėjimo energijos sąnaudų vertinimas.
Pavyzdžiui, Andų kondoras ir trimituojanti gulbė sveria panašiai – apie 11 kilogramų, abu gali skristi, tačiau jų „kuro sąnaudos“ ore skiriasi kardinaliai. Nurodoma, kad gulbė apie 99 proc. skrydžio laiko plasnoja sparnais, o kondoras – vos apie 0,1 proc.
Tyrėjų skaičiavimais, kondoras, įveikdamas tą patį atstumą, gali sunaudoti maždaug 79 proc. mažiau energijos nei gulbė. Pagrindinis skirtumas tas, kad gulbė labiau remiasi raumenų darbu, o kondoras sugeba „įdarbinti“ atmosferą.
Šis rezultatas meta iššūkį įprastam požiūriui, kad energetiškai „pigiausias“ judėjimas gyvūnams yra plaukimas, po jo seka skrydis, o brangiausias – bėgimas. Pasirodo, aplinka – ypač vėjas ir kylančios oro srovės – gali iš esmės pakeisti kelionės kainą.
Senas energijos „reitingas“ ne visada veikia
Mokslininkai gyvūnų judėjimo kainą dažnai vertina rodikliu, vadinamu transporto kaina – tai energija, kurios reikia įveikti tam tikrą atstumą (dažnai vertinama atsižvelgiant į kūno masę). Pagal šią logiką vanduo gyvūnams tarsi „padeda“ išlaikyti svorį, todėl plaukti turėtų būti efektyviausia.
Tačiau tarptautinė 68 mokslininkų komanda pabrėžia, kad didelė dalis ankstesnių žinių buvo gauta laboratorijose: žuvys plaukiojo rezervuaruose, paukščiai skraidė vėjo tuneliuose, o žinduoliai bėgo bėgtakiais. Tokios sąlygos patogios matuoti, bet gamtoje gyvūnų judėjimą smarkiai veikia aplinka.
Pirmoji tyrimo autorė dr. Martina Scacco atkreipia dėmesį, kad dangus mums gali atrodyti tik fonas, tačiau skraidantiems gyvūnams tai – esminis išteklius, galintis dramatiškai pakeisti kelionės kainą.
„Nemokama“ energija danguje: kaip veikia termikai
Sklandantys paukščiai, tokie kaip ereliai ar grifai, gali ilgai išsilaikyti ore beveik neplasnodami. Jie išnaudoja fiziką: Saulei įkaitinus žemės paviršių, šis šildo orą, o šiltesnio oro „stulpai“ kyla aukštyn – tai vadinamieji termikai.
Paukštis gali įskristi į tokį kylantį oro srautą ir ratu „užkilti“ beveik be raumenų darbo, o tada – sklęsti link tikslo, kol ras kitą termiką. Tyrėjai tai palygina su važiavimu liftu į viršų ir sklandymu iki kito „lifto“.
Ši „išorės subsidija“ iš esmės ateina iš Saulės energijos, kuri sukuria atmosferos judėjimą. Todėl, esant palankioms sąlygoms, skrydis gali tapti itin ekonomiškas.
Milijonai kilometrų skrydžio ir vos trupinėlis plasnojimo
Kad įvertintų realias energijos sąnaudas gamtoje, tyrėjai sukaupė didelį duomenų rinkinį: sujungė 17 metų GPS ir akselerometrų įrašus iš maždaug 850 paukščių ir šikšnosparnių (38 rūšys). Taip pat į analizę įtraukė ketverių metų radarinius mažesnių paukščių stebėjimus, suskirstytus į 12 dydžio kategorijų.
Iš viso buvo išanalizuota beveik 200 000 GPS fiksuotų skrydžio atkarpų ir tūkstančiai papildomų radarinių stebėjimų. Gyvūnų svoris svyravo nuo kiek daugiau nei 12 gramų iki daugiau nei 11 kilogramų.
Akselerometrai leido atskirti energijai „brangų“ plasnojimą nuo taupesnio sklandymo, o judėjimo duomenys buvo sulyginti su informacija apie vėją ir kylančias oro sroves. Rezultatai parodė, kad kai kurios rūšys, ypač didieji sklandytojai, gali keliauti milžiniškus atstumus su labai menkomis raumenų sąnaudomis.
Pavyzdžiui, analizuojant septynių grifų rūšių skrydžius, buvo sukaupta daugiau nei 4,3 mln. kilometrų kelionių duomenų ir apie 128 000 skrydžio dienų. Priklausomai nuo rūšies, paukščiai sparnais plasnojo tik 0,1–7 proc. laiko, o mažiausiai – Andų kondoras.
Kodėl didesni paukščiai kartais efektyvesni
Tyrimas parodė ir dar vieną tendenciją: didesnės rūšys dažnai plasnoja rečiau ir, vertinant pagal kūno masę, būna efektyvesnės skraidūnės. Nors absoliučiai didesniems gyvūnams energijos reikia daugiau, svarbu tai, kiek jos tenka vienam nuvažiuotam (ar „nuskristam“) atstumo vienetui.
Vis dėlto yra ir „kaina“: didesni paukščiai labiau priklausomi nuo tinkamų atmosferos sąlygų – termikų ir palankių vėjų. Mažesni paukščiai yra lankstesni, bet dėl dažnesnio plasnojimo paprastai išeikvoja daugiau energijos.
Tyrėjai pažymi, kad gautos energijos sąnaudos yra modeliuotos, o ne tiesiogiai išmatuotos metabolinės reikšmės. Tačiau pagrindinė žinutė aiški: kelionės „kaina“ priklauso ne vien nuo paties gyvūno, bet ir nuo aplinkos, kuri jį neša.
Daroma prielaida, kad tai gali keisti ir požiūrį į migraciją: ilgesnis maršrutas su palankiais vėjais bei kylančiomis oro srovėmis gali pareikalauti mažiau energijos nei trumpesnis, bet „sunkesnis“ kelias. Tyrimas publikuotas žurnale „Science“.