Почему пингвины не летают?
Пингвины кажутся неудачной шуткой эволюции, однако у эволюции нет чувства юмора – есть только целесообразность. Смешными пингвинов делает лишь узость человеческого взгляда. Мы расскажем о том, почему они отказались от полета и достойны уважения
В Антарктиде и окрестностях, где обитают пингвины, условия такие, что подошли бы какой-нибудь негостеприимной планете. Хочется посочувствовать тяжелой доле птиц, но сочувствие – это последнее, в чем они нуждаются. Жизнь в невыносимых (для других существ) условиях – эволюционный трюк, который позволил пингвинам избавиться от конкурентов и получить во «владение» почти целый континент. Чтобы выжить в экстремальной среде, пингвины развили комплекс механизмов, благодаря которым заняли свободную экологическую нишу и комфортно себя в ней чувствуют.
Почему пингвины не могут летать?
Пингвины – птицы, которых природа обделила способностью летать.
Причин для такой несправедливости несколько:
- Отсутствие полостей в костях. Кости любой летающей птицы полые, что делает их невесомыми, чтобы пернатым было легче взлетать и парить в воздухе. Кости пингвинов же лишены легкости, они очень плотные и больше схожи со скелетом млекопитающих, в том числе человека. Возможно, поэтому и люди не летают?
- Неприспособленные для полетов крылья. Пингвины не летают, потому что их крылья не имеют длинных маховых перьев, способствующих свободному парению птиц в воздухе, не сгибаются и больше напоминают рыбий плавник, нежели рыло птицы. Кости и мышцы пингвиньих конечностей наделены большей массивностью, что помогает им отлично справляться с водными массами при движениях под водой. Летающим птицам не нужно применять столько усилий для курсирования в воздухе.
- Анатомическая особенность. Природа позаботилась об арктических обитателях: под кожей у пингвинов есть толстый двухсантиметровый слой жира, а тело птицы покрывают мелкие и жесткие водостойкие перья, что отлично защищает их от переохлаждения под водой. Только эти представители птичьего мира обладают телом обтекаемой формы, идеально приспособленным к подводным перемещениям.
- Эволюция из-за смены среды обитания. Исследователи не устают спорить о происхождении пингвинов: есть мнение, что в прошлом эти птицы умели летать, но со временем утратили эту способность. Причина тому кроется в смене условий проживания: появилась острая необходимость добывать морскую глубоководную пищу. Природа сделала свое дело, и постепенно в условиях постоянной необходимости нырять и плавать пингвины эволюционировали в плавающих, в то время как способность к полетам была утрачена за ненадобностью. Крылья стали подобием весел, перья похожи на чешую, а тело приобрело мощную мышечную массу на грудине и бедрах.
Таким образом, отличия пингвинов от летающих птиц весьма существенны и определяются необходимостью нырять и плавать под водой.
Особенности пингвинов
Кроме того, у пингвинов имеется еще ряд отличий в строении:
- уши у них плотно закрыты короткими жесткими перьями, чтобы вода не попадала внутрь;
- роговица глаз практически плоская, что делает зрение пингвинов максимально приспособленным к изменениям света при погружении на глубину и в то же время способствует легкой близорукости на суше.
Может ли пингвин все-таки взлететь?
Категоричное убеждение, что пингвины не летают совсем, ошибочно. Обычный пингвин, спасаясь от преследующего его хищника, способен подняться в воздух на высоту до двух метров, в то время как вид пингвинов под названием Адели способен взлететь на трехметровую высоту. В этом им помогают хорошо развитые ласты, совершающие в момент прыжка частые винтообразные движения. А если подобные маневры будут производиться в водной толще, пингвин может выпрыгнуть из моря, развив скорость до 20 км/ч.
Мнение ученых
Пингвины не летают по одной простой причине: они плавают. В новом исследовании, опубликованном в журнале PNAS, показано, что птицы не могут одновременно быть хорошими летунами и пловцами – это энергетически невыгодно. Колонии, где гнездятся пингвины, отделены от мест, где они ищут пропитание, огромными расстояниями. И тяжкие походы, которые предпринимают пингвины, долгое время озадачивали ученых, размышлявших над вопросом, почему они делают это пешком, отказавшись от полетов, которые сэкономили бы им уйму времени.
В поиске ответов биологи обратились к другим морским птицам: беринговым бакланам (Phalacrocorax pelagicus) и толстоклювым кайрам (Uria lomvia). Первые плавают под водой при помощи перепончатых лап, вторые используют еще и крылья. Обе птицы летают, хотя кайры делают это с трудом. «Они ужасные летуны, – говорит Кайл Эллиот (Kyle Elliott), аспирант Университета Манитобы в Виннипеге (Канада), один из авторов исследования. – Они бьют крыльями очень-очень быстро и совершенно не умеют приземляться».
Чтобы изучить толстоклювых кайр, гнездящихся на севере Канады, исследователи вооружились ружьями c резиновыми пулями для отпугивания белых медведей и поселились в домиках, окруженных электрическим забором. Когда хищников поблизости не было, исследователи заарканивали кайр и посредством шприца вводили им в кровь изотопы, с помощью которых можно посчитать энергозатраты на ныряние и полет. Также они снабжали птиц сенсорными устройствами, которые позволяли определить температуру тела, как глубоко они ныряют и сколько времени проводят под водой, в воздухе и на земле.
Выяснилось, что быть кайрой не так-то просто. Птицы тратят за минуту полета больше энергии, чем другие птицы, включая считавшегося чемпионом по энергозатратам горного гуся (Anser indicus), который летает над Гималаями.
Чтобы лучше нырять, толстоклювым кайрам нужно либо уменьшить крылья, либо увеличить размеры тела, но в обоих случаях летать они уже не смогут.
Ученые полагают, что это результат того, что крылья кайр все же созданы для полета – под водой они создают торможение. Кроме того, их маленькие тела, достаточно легкие, чтобы оторваться от земли, охлаждаются быстрее, чем у более громоздких пингвинов. «Вообще, чтобы лучше нырять, им нужно уменьшить крылья или самим вырасти, но оба варианта сделают полет невозможным», –утверждает орнитолог Роберт Риклефс (Robert Ricklefs) из Университета Миссури в Сент-Луисе (США), соавтор исследования. По словам ученого, кайры действительно функционируют на грани возможностей для птиц. «Главный посыл нашего исследования – это компромисс, – говорит он. – Нельзя иметь крыло, которое одинаково хорошо подходит для движений в воде и в воздухе».
Около 70 млн. лет назад предки пингвинов отказались от полета в пользу эффективной подводной охоты. Постепенно они стали крупнее – это позволило им глубже нырять, быстрее плыть, дольше оставаться под водой, а значит, ловить более крупную добычу и в больших количествах. Отказавшись от полетов, пингвины стали крупнее, что позволило им глубже нырять, быстрее плыть, дольше оставаться под водой, а значит, ловить более крупную добычу и в больших количествах.
Выводы
Эволюция лишила пингвинов способа передвижения по воздуху как слишком энергозатратного. Вместо этого у птиц появилась возможность нырять на большую глубину, проводя больше времени под водой. Морская рыба в те времена была для пингвинов наиболее выгодным рационом, что и привело к тому, что способность летать была утрачена в пользу планирования под водой.
Предки пингвинов летали во времена обитания на планете динозавров, однако, по словам Дэниэла Ксепки из Музея Брюса в Коннектикуте (США), утратили эту способность вскоре после вымирания самых крупных ящеров (судя по найденным останкам, около 60 млн. лет назад). В ходе миграции к морям и океанам и из-за необходимости приспособиться к новым условиям охоты крылья пингвинов изменились, став короче и жестче, что было необходимо, чтобы лучше грести. Мышцы же стали более развитыми и на груди появился дополнительный слой перьев. Также птицы увеличились в размерах. В результате летать они перестали, однако стали уникальным видом в непростых условиях нового ареала обитания, поскольку смогли охотиться на крупную морскую рыбу.
Видео
Источники
Пингвины кажутся неудачной шуткой эволюции, однако у эволюции нет чувства юмора – есть только целесообразность. Смешными пингвинов делает лишь узость человеческого взгляда. Мы расскажем о том, почему они отказались от полета и достойны уважения
В Антарктиде и окрестностях, где обитают пингвины, условия такие, что подошли бы какой-нибудь негостеприимной планете. Хочется посочувствовать тяжелой доле птиц, но сочувствие – это последнее, в чем они нуждаются. Жизнь в невыносимых (для других существ) условиях – эволюционный трюк, который позволил пингвинам избавиться от конкурентов и получить во «владение» почти целый континент. Чтобы выжить в экстремальной среде, пингвины развили комплекс механизмов, благодаря которым заняли свободную экологическую нишу и комфортно себя в ней чувствуют.
Почему пингвины не могут летать?
Пингвины – птицы, которых природа обделила способностью летать.
Причин для такой несправедливости несколько:
- Отсутствие полостей в костях. Кости любой летающей птицы полые, что делает их невесомыми, чтобы пернатым было легче взлетать и парить в воздухе. Кости пингвинов же лишены легкости, они очень плотные и больше схожи со скелетом млекопитающих, в том числе человека. Возможно, поэтому и люди не летают?
- Неприспособленные для полетов крылья. Пингвины не летают, потому что их крылья не имеют длинных маховых перьев, способствующих свободному парению птиц в воздухе, не сгибаются и больше напоминают рыбий плавник, нежели рыло птицы. Кости и мышцы пингвиньих конечностей наделены большей массивностью, что помогает им отлично справляться с водными массами при движениях под водой. Летающим птицам не нужно применять столько усилий для курсирования в воздухе.
- Анатомическая особенность. Природа позаботилась об арктических обитателях: под кожей у пингвинов есть толстый двухсантиметровый слой жира, а тело птицы покрывают мелкие и жесткие водостойкие перья, что отлично защищает их от переохлаждения под водой. Только эти представители птичьего мира обладают телом обтекаемой формы, идеально приспособленным к подводным перемещениям.
- Эволюция из-за смены среды обитания. Исследователи не устают спорить о происхождении пингвинов: есть мнение, что в прошлом эти птицы умели летать, но со временем утратили эту способность. Причина тому кроется в смене условий проживания: появилась острая необходимость добывать морскую глубоководную пищу. Природа сделала свое дело, и постепенно в условиях постоянной необходимости нырять и плавать пингвины эволюционировали в плавающих, в то время как способность к полетам была утрачена за ненадобностью. Крылья стали подобием весел, перья похожи на чешую, а тело приобрело мощную мышечную массу на грудине и бедрах.
Таким образом, отличия пингвинов от летающих птиц весьма существенны и определяются необходимостью нырять и плавать под водой.
Особенности пингвинов
Кроме того, у пингвинов имеется еще ряд отличий в строении:
- уши у них плотно закрыты короткими жесткими перьями, чтобы вода не попадала внутрь;
- роговица глаз практически плоская, что делает зрение пингвинов максимально приспособленным к изменениям света при погружении на глубину и в то же время способствует легкой близорукости на суше.
Может ли пингвин все-таки взлететь?
Категоричное убеждение, что пингвины не летают совсем, ошибочно. Обычный пингвин, спасаясь от преследующего его хищника, способен подняться в воздух на высоту до двух метров, в то время как вид пингвинов под названием Адели способен взлететь на трехметровую высоту. В этом им помогают хорошо развитые ласты, совершающие в момент прыжка частые винтообразные движения. А если подобные маневры будут производиться в водной толще, пингвин может выпрыгнуть из моря, развив скорость до 20 км/ч.
Мнение ученых
Пингвины не летают по одной простой причине: они плавают. В новом исследовании, опубликованном в журнале PNAS, показано, что птицы не могут одновременно быть хорошими летунами и пловцами – это энергетически невыгодно. Колонии, где гнездятся пингвины, отделены от мест, где они ищут пропитание, огромными расстояниями. И тяжкие походы, которые предпринимают пингвины, долгое время озадачивали ученых, размышлявших над вопросом, почему они делают это пешком, отказавшись от полетов, которые сэкономили бы им уйму времени.
В поиске ответов биологи обратились к другим морским птицам: беринговым бакланам (Phalacrocorax pelagicus) и толстоклювым кайрам (Uria lomvia). Первые плавают под водой при помощи перепончатых лап, вторые используют еще и крылья. Обе птицы летают, хотя кайры делают это с трудом. «Они ужасные летуны, – говорит Кайл Эллиот (Kyle Elliott), аспирант Университета Манитобы в Виннипеге (Канада), один из авторов исследования. – Они бьют крыльями очень-очень быстро и совершенно не умеют приземляться».
Чтобы изучить толстоклювых кайр, гнездящихся на севере Канады, исследователи вооружились ружьями c резиновыми пулями для отпугивания белых медведей и поселились в домиках, окруженных электрическим забором. Когда хищников поблизости не было, исследователи заарканивали кайр и посредством шприца вводили им в кровь изотопы, с помощью которых можно посчитать энергозатраты на ныряние и полет. Также они снабжали птиц сенсорными устройствами, которые позволяли определить температуру тела, как глубоко они ныряют и сколько времени проводят под водой, в воздухе и на земле.
Выяснилось, что быть кайрой не так-то просто. Птицы тратят за минуту полета больше энергии, чем другие птицы, включая считавшегося чемпионом по энергозатратам горного гуся (Anser indicus), который летает над Гималаями.
Чтобы лучше нырять, толстоклювым кайрам нужно либо уменьшить крылья, либо увеличить размеры тела, но в обоих случаях летать они уже не смогут.
Ученые полагают, что это результат того, что крылья кайр все же созданы для полета – под водой они создают торможение. Кроме того, их маленькие тела, достаточно легкие, чтобы оторваться от земли, охлаждаются быстрее, чем у более громоздких пингвинов. «Вообще, чтобы лучше нырять, им нужно уменьшить крылья или самим вырасти, но оба варианта сделают полет невозможным», –утверждает орнитолог Роберт Риклефс (Robert Ricklefs) из Университета Миссури в Сент-Луисе (США), соавтор исследования. По словам ученого, кайры действительно функционируют на грани возможностей для птиц. «Главный посыл нашего исследования – это компромисс, – говорит он. – Нельзя иметь крыло, которое одинаково хорошо подходит для движений в воде и в воздухе».
Около 70 млн. лет назад предки пингвинов отказались от полета в пользу эффективной подводной охоты. Постепенно они стали крупнее – это позволило им глубже нырять, быстрее плыть, дольше оставаться под водой, а значит, ловить более крупную добычу и в больших количествах. Отказавшись от полетов, пингвины стали крупнее, что позволило им глубже нырять, быстрее плыть, дольше оставаться под водой, а значит, ловить более крупную добычу и в больших количествах.
Выводы
Эволюция лишила пингвинов способа передвижения по воздуху как слишком энергозатратного. Вместо этого у птиц появилась возможность нырять на большую глубину, проводя больше времени под водой. Морская рыба в те времена была для пингвинов наиболее выгодным рационом, что и привело к тому, что способность летать была утрачена в пользу планирования под водой.
Предки пингвинов летали во времена обитания на планете динозавров, однако, по словам Дэниэла Ксепки из Музея Брюса в Коннектикуте (США), утратили эту способность вскоре после вымирания самых крупных ящеров (судя по найденным останкам, около 60 млн. лет назад). В ходе миграции к морям и океанам и из-за необходимости приспособиться к новым условиям охоты крылья пингвинов изменились, став короче и жестче, что было необходимо, чтобы лучше грести. Мышцы же стали более развитыми и на груди появился дополнительный слой перьев. Также птицы увеличились в размерах. В результате летать они перестали, однако стали уникальным видом в непростых условиях нового ареала обитания, поскольку смогли охотиться на крупную морскую рыбу.