Tmavá křídla dovolují ptákům efektivnější let na dlouhé vzdálenosti

  • Mořští ptáci mívají tmavě zbarvenou vrchní stranu křídel, zatímco spodní strana bývá světlá
  • Desetiletí dohadů o účelu takového zbarvení ukončili nizozemští vědci
  • Vyšší ohřev horní strany křídel šetří ptákům síly při dlouhých letech

Řada ptáků má tmavě zbarvenou svrchní stranu křídel, zatímco spodní strana je zbarvena světle. Nápadně časté je toto zbarvení u mořských ptáků překonávajících dlouhé vzdálenosti. Vědcům vrtala záhada tmavých křídel hlavou po dlouhá desetiletí a zvažovali pro ni nejrůznější vysvětlení.

Podle některých odborníků nepřinášejí tmavá pera křídel žádnou přímou funkční výhodu, ale jsou jednoduše atraktivnější pro ptáky pátrající po vhodném partnerovi. Rozšíření tohoto rysu by proto mělo být výsledkem pohlavního výběru podobně jako extrémně dlouhá a nápadně zbarvená pera samců páva korunkatého. Podle jiných teorií jsou ptáci s tmavými křídly méně nápadní a snáze uniknou pozornosti přirozených nepřátel.

Vědci se zabývali také myšlenkou, že tmavší křídla přinášejí výhody při letu. Experimenty, které to měly potvrdit, ale končily rozporuplnými výsledky. Nepomohlo, ani když vědci testovali věrné modely ptačích křídel vytištěné na 3D-tiskárnách.

Nejnovější studie týmu vedeného Matthewem D. Shawkeym z university v nizozemském Ghentu publikovaná ve vědeckém časopise Journal of Royal Society Interface však dokazuje, že ptáci s tmavými křídly jsou při letu skutečně efektivnější, protože se jim intenzivněji ohřívají horní plochy křídel.

Výhodný ohřev křídel

Vědci ze Shawkeyho týmu již dříve potvrdili hypotézu, podle které zbarvení ovlivňuje teplotu povrchu křídla. Pro terénní pozorování i laboratorní testy využili orlovce říční (Pandion haliaetus), tereje bílé (Morus bassanus) a racky žlutonohé (Larus fuscus). Všechny tři druhy jsou stěhovavé.

Orlovci říční jsou kosmopolitně rozšíření dravci, kteří podnikají dálkové migrace mezi Evropou a subsaharskou Afrikou a jihovýchodní Asií. Tito ptáci létají ve dne a tmavě hnědá křídla vystavují intenzivnímu slunečnímu svitu. Dospělí terejové mají křídla na obou stranách bílá s černými konci, přičemž mladí ptáci mají peří tmavě šedé.  Rackové žlutonozí mají konce křídel z obou stran černé. Zbytek křídla je z vrchní strany tmavý a ze spodní strany světlý.

Shawkey a spol. pečlivými měřeními prokázali, že i za letu, kdy kolem křídel proudí vzduch a ochlazuje je, se tmavá křídla zahřívají víc než křídla zbarvená světle. Na bílých křídlech s černými špičkami vzniká teplotní gradient, který způsobuje, že vzduch proudí od těla směrem ke koncům křídel, což napomáhá ke zvýšení vztlaku.

Inspirace pro konstruktéry dronů a letadel

V nové studii zkoumali evoluční biologové z univerzity v Ghentu muzejní exponáty celkem 324 druhů mořských ptáků, včetně orlovců říčních, terejů bílých a racků žlutonohých. Když porovnali zbarvení křídel těchto ptáků s tím, co je známo o jejich letových výkonech, ukázalo se, že ptáci s tmavými křídly bývají lepší letci.

Tým poté umístil do větrného tunelu dvě skutečná křídla terejů. Jedno křídlo bylo bílé s černou špičkou, druhé bylo celé tmavé. Vědci měnili rychlost proudění vzduchu ve větrném tunelu i polohu křídla. Simulovali také různou intenzitu slunečního záření pomocí infračervených lamp. Tmavé křídlo se podle očekávání více zahřívalo a vykazovalo rovněž lepší letové vlastnosti  – kladlo proudění vzduchu až o 20% menší odpor než světlé křídlo s tmavou špičkou.

Na rozdíl od ptáků, kteří žijí na souši, létají mořští ptáci po dlouhou dobu v extrémních vedrech a v silném větru. Pokud jim vyšší teplota na svrchní straně křídla zajistí sebemenší výhodu, představuje to pro ně významný přínos.

Podle Matthewa Shawkeyho a jeho spolupracovníků mohou podobně těžit z vyššího ohřevu svrchní, tmavé strany křídel i další živočichové létající na dlouhé vzdálenosti.

Mohlo by se to týkat například motýlů. Nedávno vědci prokázali, že některé babočky bodlákové (Vanessa cardui) vykonávají migrace dlouhé až 14 000 kilometrů, když severní okraj jejich letního rozšíření sahá na Island a Špicberky, přičemž na zimu se uchylují do subsaharské Afriky k břehům Guinejského zálivu nebo do Etiopie.

Severoameričtí danaové stěhovaví (Danaus plexipus) migrují mezi jihem Kanady a severem Mexika a překonávají vzdálenosti kolem 4000 kilometrů. Oba druhy motýlů mají nápadně tmavé konce křídel. Babočka bodláková má navíc světlejší spodní stranu křídel. Danaus stěhovavý si zřejmě vybledlejší křídla nemůže dovolit, protože intenzivní oranžovou barvou varuje všechny přirozené nepřátele před jedem, který jeho tělo obsahuje.

O výsledky výzkumu biologů jeví velký zájem letečtí konstruktéři, protože jim nabízejí nové možnosti k vylepšení technologie dronů a letadel.  

Titulní foto: barloventomagico, CC BY-NC-ND 2.0

Diskuze (13) Další článek: Spekulace: Ryzeny 6000 zůstanou u 16 jader, AMD zvýší výkon jiným způsobem

Témata článku: Příroda, Výzkum, Zvířata, Evropa, Biologie, Afrika, Evoluce, Mexiko, Kanada, Island, Ohřev, Etiopie, Horní strana, Vrchní strana, Spodní strana, Racková, Vzdálenost, Špicberky, Zbarvení, Pták, Křídlo, Vědec, Asie, Dlouhá vzdálenost



Sex manželských párů? Jen výjimečně. Ložnice ovládnou roboti s umělou inteligencí

Sex manželských párů? Jen výjimečně. Ložnice ovládnou roboti s umělou inteligencí

** Sex manželských párů jen při zvláštních příležitostech. ** Ložnice ovládnou sexuální roboti s umělou inteligencí. ** I to je jeden ze závěrů Mezinárodní robotické konference.

Filip KůželJiří Liebreich
RobotiSexUmělá inteligence
Akční strategie Marvel
Michal Maliarov
Marvel's Midnight SunsDatum vydáníMarvel
Čemu vděčí Homo sapiens za výkonnost svého mozku? Pomohly mu určité změny v dědičné informaci

Čemu vděčí Homo sapiens za výkonnost svého mozku? Pomohly mu určité změny v dědičné informaci

** Homo sapiens neměl větší mozek než neandrtálec, a přesto v evoluci obstál lépe ** Pomohly mu změny v dědičné informaci, které dávají buňkám mozku víc času na správné dělení ** Buňky v mozku Homo sapiens si díky tomu nesou méně chyb než kolik jich napáchaly buňky v mozku neandrtálců

Jaroslav Petr
EvoluceLidéMozek
Pod drobnohledem. Čtečky otisků prstů na smartphonech a to, co jste o nich možná nevěděli

Pod drobnohledem. Čtečky otisků prstů na smartphonech a to, co jste o nich možná nevěděli

** Čtečky otisků prstů máme ve smartphonech déle než 20 let ** Jaké máme druhy, a jak vlastně fungují? ** Ten, kdo je nejvíce rozšířil od nich naopak upustil

Martin Miksa
Čtečka otisků v displejiČtečka otisků prstůSmartphony
Prohlédněte si 1600 ruských základen na detailní družicové mapě. Rezavějící Kuzněcov, Moskva i raketoplán Bajkal

Prohlédněte si 1600 ruských základen na detailní družicové mapě. Rezavějící Kuzněcov, Moskva i raketoplán Bajkal

** Google má kvalitní družicové snímky Ruska ** Najdete na nich i tu poslední ruskou vojenskou základnu ** Nadšenci jich lokalizovali už okolo 1 600

Jakub Čížek
RuskoArmádaMapy
Neplodní myšáci produkují plnohodnotné potkaní spermie

Neplodní myšáci produkují plnohodnotné potkaní spermie

** Snahy vypěstovat v těle zvířat lidské orgány pro transplantace vycházejí zatím naprázdno ** Vědci se proto soustředí na vyřešení klíčových problémů v experimentech na myších a potkanech ** Výsledky nového experimentu švýcarských vědců by mohly napomoci k záchraně vymírajících druhů

Jaroslav Petr
ZvířataTransplantaceGenetika
Světu hrozí „vlhká žárovka.“ Měla dorazit až v polovině století, ale už je tu

Světu hrozí „vlhká žárovka.“ Měla dorazit až v polovině století, ale už je tu

** Nejteplejší místo na Zemi nemusí být to nejnebezpečnější ** Největším zabijákem se stane až mix tepla a vlhkosti ** Asie se nebezpečně přiblížila hraniční hodnotě 35 °C twb

Jakub Čížek
MeteorologieGlobální oteplování
Pokročilá metoda zabezpečení mobilů mizí. Proč se přestal používat skener oční duhovky?

Pokročilá metoda zabezpečení mobilů mizí. Proč se přestal používat skener oční duhovky?

** Koronavirus na několik měsíců vyřadil z provozu skenery obličeje ** Měly problém u uživatelů s nasazenou rouškou ** Samsung měl už před lety vlastní řešení, které ale opouští

Martin Chroust
GalaxyOční skenerHistorie
Nic není zadarmo. Nothing Phone (1) překvapí a zaujme, ale zásadní revoluci nečekejte

Nic není zadarmo. Nothing Phone (1) překvapí a zaujme, ale zásadní revoluci nečekejte

** Vyzkoušeli jsme nový Nothing Phone (1) ** Na zádech nabídne světelnou show, která má i šikovné využití ** Potěší i příznivce čistého systému a majitele iPhonů či Tesly

Martin Miksa
PreviewVideo