WikiDer > Бег по наклонной с помощью крыльев

Wing-assisted incline running

Бег по наклонной с помощью крыльев (сокращенно «WAIR») - это беговое поведение, наблюдаемое у живых птицы а также модель, предложенная для объяснения эволюция полета птиц. WAIR позволяет птицам взбираться по крутым или вертикальным склонам, взмахивая крыльями, преодолевая большие уклоны, чем это возможно при беге в одиночку. Гипотеза происхождения полета WAIR предполагает, что зарождающиеся крылья теропод динозавры использовались для поднятия животных по склонам, таким как скалы или деревья, аналогично тому, как это делают современные птицы, и что полет с приводом в конечном итоге развился из этого использования.[1] Во время своего предложения было высказано предположение, что WAIR, вероятно, использовался пернатыми тероподами, такими как Каудиптерикс развивать воздушный полет.[2]

WAIR у живых птиц

Взрослый чукар бежит по горизонтальной плоскости

Бег по наклонной поверхности с использованием крыльев широко изучался у цыплят чукарская куропатка (Алекторис чукарь),[2][3][4] и наблюдалась у молоди и взрослых особей других видов Galliformes так же хорошо как рок голубь (Columba Livia).[5] У цыплят чукаров WAIR была экспериментально продемонстрирована путем сравнения максимальных наклонов, поднимаемых нормальными цыплятами, с теми, у которых перья крыльев были обрезаны или полностью выщипаны. Как на гладкой, так и на шероховатой поверхности нормальные цыплята могли подниматься по гораздо более крутым склонам, чем две другие группы, достигая максимальных углов 105 ° от горизонтали. Цыплята использовали один бег на уклонах до 45 °, затем использовали взмахи крыльями на больших уклонах, и максимальный уклон, успешно преодолеваемый, увеличивался с возрастом.[2] Когда вылупляются детеныши чукаров, у них еще не развились маховые перья. По мере развития малышей требуется примерно одна неделя для появления перьев и около трех недель для способности летать. По мере того, как детеныши чукаров растут и перед первым полетом, они используют WAIR как переход к полету взрослых.[4] WAIR также был изучен в Австралийская кисть-индейка (Alectura lathami), хотя максимальный уклон с возрастом уменьшался, так что вылупившиеся птенцы могли преодолевать большие уклоны (до 110 °), чем взрослые особи (до 70 °).[6] У горных голубей взрослые используют WAIR под углами более 65 °.[5]

Объяснение использования WAIR вместо нормального полета

Эти galliformes могут использовать WAIR вместо обычного полета, чтобы добраться до ветвей деревьев, потому что WAIR использует меньше энергии, чем обычный полет. В процессе WAIR задействуется меньше мышц, чем при обычном полете, особенно грудные и плечевые мышцы, которые участвуют в взмахах крыльев.[5] Это дает дополнительное объяснение того, почему птицы продолжают использовать WAIR: это быстрее, чем при обычном взлете, и для бега требуется меньше энергии, чем для полета. Следовательно; задние конечности в сочетании с крыльями могут производить быстрые всплески энергии, которые могут позволить птице поймать добычу.[7] Эта стратегия также позволяет накапливать энергию для использования в ситуации борьбы или бегства, например, чтобы избежать того, чтобы вас съели или поймали.[5][6] WAIR требует меньше аэродинамических и физических сил, чем нормальный полет птицы, что является преимуществом, которое может улучшить физическую форму.[6] WAIR можно было использовать для баланса.[3]Многие теории предполагают, что WAIR проявляется у птиц с целью бегства хищников, поскольку они могут взбираться вверх по чрезвычайно крутым склонам и преодолевать вертикальные склоны (например, ствол дерева), чтобы убежать от наземного хищника.[3][5] Другой причиной проявления WAIR может быть рассредоточение или поиск пищи или ресурсов, но эта идея в основном предлагается как стратегия выживания.[7]Будь то уклонение от хищников, ловля добычи, повышение репродуктивного успеха или просто изменение, налагаемое для расселения, бегство среди птиц превратилось в очень успешную черту.

Происхождение гипотезы полета

Гипотеза WAIR о происхождении полета является версией "беглая модель«эволюции полета птиц, в которой крылья птиц произошли от модификаций передних конечностей, которые обеспечивали прижимную силу, позволяя протоптицам взбираться по чрезвычайно крутым склонам, таким как стволы деревьев. цыплят с помощью WAIR, и предполагает, что крылья динозавров развили аэродинамический функционирует в результате необходимости быстро подниматься по очень крутым склонам, например по стволам деревьев, возможно, чтобы спастись от хищников.[2] Первоначально считалось, что птицам нужно прижимная сила чтобы дать ногам больше сцепления в этом сценарии.[2][3] Однако исследование показало, что подъемная сила, создаваемая крыльями, является основным фактором успешного ускорения, что указывает на то, что начало летной способности ограничивалось нервно-мышечным контролем или мощностью, а не формой самого крыла, и что частично развитые крылья еще не способны к полет действительно может обеспечить полезную подъемную силу во время WAIR.[4] Кроме того, когда были исследованы как мощность, так и работа, необходимые для WAIR, было выявлено, что потребность в грудных мышцах в полете увеличивается с изменяемым углом. Таким образом, WAIR представляет собой гипотезу, обеспечивающую модель эволюционного перехода от наземного к воздушному перемещению, поскольку скелет птиц адаптирован к требованиям полета по более крутым и крутым склонам.[5] Это могло позволить более мелкие, потенциально молодые манирапторанс взбираться по бокам деревьев, чтобы избежать хищников, которые были слишком большими, чтобы взобраться. WAIR мог присутствовать в овирапторозавры и теризинозавроиды, но поскольку взрослые особи, особенно теризинозавроиды, вероятно, сломали бы деревья, пытаясь залезть, их птенцы или птенцы легко справились бы с этим. Из-за этого способа избежать хищничества ранние манирапторы могли развить свои длинные руки, настоящие перья и сросшиеся поперечные рычаги.[8]

Ответ

Одна возможная проблема с гипотезой происхождения полета WAIR была замечена Филипом Сентером. Он утверждал, что ранние пташки, в том числе Археоптерикс, не хватало плечевой механизм с помощью которых крылья современных птиц производят быстрые и мощные взмахи вверх. Поскольку прижимная сила, от которой зависит WAIR, создается восходящими ударами, Сентер утверждал, что ранние пташки были неспособны к WAIR или взмаху крыльев.[9]

Были предложены доказательства против гипотезы WAIR, заявив, что она слишком упрощена и не учитывает дополнительную информацию. Были предложены дополнительные механизмы, такие как лазающие когти, которые могли бы дать птицам преимущество, но отсутствуют в летописях окаменелостей или существующих птицах.[10] Другие аргументы против WAIR включают отсутствие свидетельств окаменелостей и никаких дополнительных промежуточных или переходных стадий, доступных для изучения, которые предоставили бы дополнительные доказательства для WAIR.[3][7]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Бикудо, Дж. Эдуардо (26 мая 2010 г.). Экологическая и экологическая физиология птиц. Издательство Оксфордского университета. п. 15. ISBN 978-0199228454.
  2. ^ а б c d е Циферблат, К. (2003). «Бег на наклонной поверхности с крыльями и эволюция полета» (PDF). Наука. 299 (5605): 402–404. Bibcode:2003Наука ... 299..402D. Дои:10.1126 / science.1078237. PMID 12532020. S2CID 40712093.
  3. ^ а б c d е Связка, M.W & Dial, K.P. (2003). «Механика бега по наклонной плоскости с крыльями (WAIR)» (PDF). Журнал экспериментальной биологии. 206 (Pt 24): 4553–4564. Дои:10.1242 / jeb.00673. PMID 14610039. S2CID 6323207.
  4. ^ а б c Тобальске Б. В. и Диал К. П. (2007). «Аэродинамика крыла при беге по наклонной плоскости у птиц». Журнал экспериментальной биологии. 210 (Pt 10): 1742–1751. Дои:10.1242 / jeb.001701. PMID 17488937.
  5. ^ а б c d е ж Джексон Б. Э., Тобальске Б. В. и Диал К. П. (2011). «Широкий спектр сократительного поведения грудной мышцы птиц: функциональные и эволюционные последствия» (Автоматическая загрузка PDF). Журнал экспериментальной биологии. 214 (Pt 14): 2354–2361. Дои:10.1242 / jeb.052829. PMID 21697427. S2CID 7496862.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  6. ^ а б c Циферблат, К. П .; Джексон, Б. Э. (2010). «Когда птенцы опережают взрослых: развитие локомоторное австралийских индеек кисти (Alectura lathami, Galliformes) ". Труды Королевского общества B: биологические науки. 278 (1712): 1610–1616. Дои:10.1098 / rspb.2010.1984. ЧВК 3081770. PMID 21047855.
  7. ^ а б c Циферблат, К. П .; Randall, R.J .; Диал, Т. Р. (2006). «Какая польза от половины крыла в экологии и эволюции птиц?». Бионаука. 56 (5): 437–445. Дои:10.1641 / 0006-3568 (2006) 056 [0437: WUIHAW] 2.0.CO; 2.
  8. ^ Хольц, Т. Младший (2007). «Овирапторозавры и теризинозавроиды (динозавры-похитители яиц и ленивцы)». В Holtz, Томас Р. Младший (ред.). Динозавры: наиболее полная и современная энциклопедия для любителей динозавров всех возрастов. Случайные домашние книги для юных читателей. п.149. ISBN 978-0-375-92419-4.
  9. ^ Сентер, П. (2006). «Ориентация лопатки у теропод и базальных птиц и происхождение машущего полета» (Автоматическая загрузка PDF). Acta Palaeontologica Polonica. 51 (2): 305–313.
  10. ^ Nudds, Роберт Л .; Дайк, Гарет Дж. (2009). «Положение передних конечностей у динозавров и эволюция взмахов птичьего полета-удара». Эволюция. 63 (4): 994–1002. Дои:10.1111 / j.1558-5646.2009.00613.x. PMID 19154383. S2CID 29012467.

внешняя ссылка