Физика в мире животных: птицы-ныряльщики и их система безопасности

На побережьях обитает более чем две сотни морских птиц, некоторые прилетают только на зимовку, а иные гнездуются постоянно. Более подробно рассмотрим некоторые виды пернатых, которые предпочитают среду обитания на морских берегах.

Чайка

У этой птицы большое количество видов и подвидов по всей планете. Остановимся детально на тех, которых можно наблюдать на побережье Юга России.

Средиземноморская чайка.

Белая птица с серой спинкой и крыльями, а подкрылки с более темным узором. Крупный, желтый клюв, и такого же окраса лапы, так же желтые глаза с красной окантовкой. Гнездуются на скальных утесах, даже могут свить гнездо на многоэтажном доме. Питаются всем подряд, от грызунов до падали, способны разорять гнезда своих сородичей.

Серебристая чайка.

Отличается мощным желтым клювом, загнутым у основания с красной точкой. Розовато-бурые лапы, окрас перьев белый с серебряными крыльями. Эта птица может весить до полтора килограмма, что немало для чайки. Так же, как и многие другие виды чаек, всеядна, может воровать рыбу из рыболовных сетей, есть падаль, а также, нападает, если человек близко подходит к гнезду.

Черноголовый хохотун.

Еще один крупный вид чаек, среди морских птиц, размером до семидесяти сантиметров и до двух килограммов весом. Отличительная особенность, полностью черная голова и оранжевый клюв с черной окантовкой у основания. Спина и крылья светло-серые, остальное оперение белое. Вокруг глаз также белая окантовка. Селятся хохотуны большими колониями, в случае опасности выстраиваются в длинную шеренгу перед потенциальным врагом и пронзительно кричат.

Буревестник

Появляется эта птица у берегов Азовского и Черного морей только на зимовку. Они прилетают с берегов Эгейского моря, Бермудских островов, Северной Африки и других мест. Верхний окрас бурый с серыми боками, нижняя часть хвоста и лапы тоже серые. Узкие, длинные крылья с темной полосой. Птица предпочитает держаться подальше от берега в открытом море.

Альбатрос

Место обитания этих загадочных морских странников, южное полушарие. А вот вне гнездования встретить их можно на всех морях и океанах, кроме Ледовитого океана. Это крупные пернатые, некоторые особи встречаются весом больше двенадцати килограмм. Тело с густым оперением, мощный клюв, а во рту специальные выступы, которые помогают удержать пойманную скользкую рыбину. Хорошо развиты специальные плавающие перепонки на лапах. Скорость полета до восьми десятков километров в час. Отличительной особенность альбатросов, является их моногамность, а также, способность пить морскую воду.

Баклан

Удивительные птицы Черного моря, бакланы, обладатели длинной шеи и крупных крыльев. Окрас оперения черный с металлическим отливом, клюв тонкий и удлиненный, у основания похож на рыболовный крючок. Благодаря своему клюву и мигательной перепонке на глазах, они профессиональные рыболовы и ныряльщики. Гнезда вьют на скалах или на деревьях. Рацион питания состоит из рыбы, раков, лягушек, черепах и иногда змей.

Пеликан

Белого окраса перелетная птица с большим оранжевым горловым мешком. Некоторые крупные особи весят до пятнадцати килограмм. В основном живут стаями, в которых часто смешиваются два вида, кудрявый и розовый пеликаны. Могут около двух недель, по необходимости, обходиться без пищи.

Утки

В стране известно более сорока одного вида уток, среди них и прилетающие на зимовку и те, кто тут обитает.

Утка нырок.

Нырков существует несколько видов, и отличительной их особенностью является яркое оперение.

Красноносый нырок.

Это крупные птицы с бурой головой, ярким красным клювом и лапами. За кормом они не ныряют, а просто переворачиваются в воде головой вниз. Питаются как мелкими моллюсками, ракообразными, насекомыми, так и растениями.

Морянка.

Отличается от других нырков длинным хвостом. Также, меняет свой окрас три раза в год. Утка не очень крупная, до восемьсот граммов весом, питается ракообразными и насекомыми.

Савка.

Эта утка с крупной головой и голубого окраса большим клювом, поэтому второе ее название синеносая. Питаются как животной, так и растительной пищей, отличные ныряльщики.

Пестроносая крачка

Еще одна из морских птиц, жительниц побережий, среднего размера с хохолком на голове и желто-черным удлиненным клювом. Гнездятся обычно многочисленными колониями, питаются рыбой, за которой ныряют с высоты, иногда моллюсками и креветками.

Лебедь

Достаточно крупная птица, иногда некоторые особи превышают тринадцать килограмм веса. Все три вида существующих в России лебедей имеют белое оперение. Отличие лебедя-шипуна, оголенный треугольник от глаза до клюва и надклювье яркого красного цвета. Питаются растительной пищей.

Голубоногая олуша

Эту удивительную птицу просто невозможно спутать с какой-либо другой, благодаря лапкам голубого цвета. Обитают только в теплых, тропических морях. Питаются рыбой, за которой ныряют со скал под воду, также выхватывают рыбу, выпрыгивающую из воды. Интересный факт об олуше, когда самец хочет привлечь внимание самки, он исполняет забавный танец, сопровождаемый свистом.

Фаэтон

Птица длиной около метра, половину из которых занимает хвост. Имеют длинный, красный клюв, которым ловко хватают из воды рыбу, медуз и другую живность. Прекрасно плавают, так лапы у них перепончатые, могут зависать в воздухе при полете, а вот по суше передвигаются не очень ловко.

Великолепный фрегат

Эти морские птицы с корабельным названием, являются одним из видов пеликана. Достаточно крупная птица с размахом крыльев 220 см, длинный хвост выглядит как большая вилка и огромный крючковатый клюв. Фрегат способен совершать полет без остановки несколько дней подряд и даже спать в воздухе. Отличительная особенность самцов, яркий красного цвета, большой горловой мешок, который надувается во время брачного периода.

Тупик

Яркая птичка до тридцати пяти сантиметров длиной, с круглой головой и массивным, закругленным оранжевым клювом и оранжевыми лапами. Вокруг глаз красно-серое треугольное оперение. Питаются рыбой, ныряя под воду, а ноги при этом, играют роль руля на поверхности.

Гагара

Водоплавающая птица, оперение которой напоминает строгий офисный костюм, на горле зеленый отлив как галстук. Питаются рыбой, насекомыми и моллюсками.

Некоторые виды морских птиц, могут пить морскую воду, благодаря специальным железам, которые выводят излишнюю соль. Это альбатрос, баклан, чайка, буревестник и пеликан.

Помимо описанных выше птиц, на побережьях встречаются и городские птицы, такие как голуби, вороны, воробьи и другие. Отправляясь на набережную пляжа в курортном городе, прихватите с собой корм для птиц. Пернатым очень требуется такая забота.

Физика в мире животных: птицы-ныряльщики и их система безопасности


Некоторые виды морских птиц способны нырять на большие глубины с очень высокой начальной скоростью. Некоторые виды птиц пикируют с высоты, погружаясь в воду без вреда для себя. Человек, если бы погружался в воду на такой же скорости, получил бы очень серьезные повреждения внутренних органов и, с высокой вероятностью, умер бы. Но птицы без проблем переносят быстрое погружение в глубину. Этим отличаются, например, олуши. Олуши — крупные птицы, свободно парят над океаном и добывают рыбу и кальмаров, ныряя в воду с высоты 10—100 м на глубину до 25 м. Длина тела взрослых особей рода Sula составляет 71—91 см, размах крыльев — до 1,5 м, вес 0,7—1,5 кг. При нырянии могут развивать скорость у поверхности воды до 140 км/ч.
Как образом эти птицы способны на подобное? У олушей есть несколько защитных механизмов слухового и зрительного аппаратов и всего тела. Завершенное недавно исследование группы ученых Виргинского политехнического института прояснило ситуацию. Резульатты были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences. «Нам было интересно, что происходит с птицами, когда они погружаются в воду. Олуши показали просто невероятный результат», — говорит Санни Джанг (Sunny Jung), один из участников команды исследователей. Исследователи в ходе своей работы изучили биомеханику олушей во время ныряния. Они обнаружили, что форма головы птиц, длина шеи и особенности мускулатуры шеи эффективно сопротивляются начальному сопротивлению и растущему с глубиной давлению столба воды, предотвращая негативное воздействие высокого давления на тонкую шею и все тело птицы. Основная сила, действующая на голову птицы в начале погружения — это сопротивление. Его олуши без проблем научились преодолевать.

Предыдущие исследования фокусировались на экологических аспектах хищнических инстинктов олушей. Джанг с коллегами решили изучить механизм погружения олушей в воду. Группа ученых первой выяснила многие детали физики погружения, включая и особенности строения тела, которые позволяют олушам отлично чувствовать себя на большой глубине. Ученые создали модель тела и шеи (с мускулатурой). Также специалисты распечатали на 3D принтере копии черепов олушей. Копии был созданы на основе настоящих черепов, предоставленных Смитсониановским институтом.

Благодаря «распечатке» ученые смогли измерить силы, которые действуют на голову и шею птицы во время нырка. Для дополнительного изучения возможностей олучшей ученые создали 3D-модель головы и шеи олуши. Модель, было решено сделать упрощенной, постепенно усложняя в ходе работы. Голову надели на гибкую прорезиненную «шею». Всю систему затем несколько раз погружали в воду, испытывая процесс ныряния олушей. «Голову» и «шею» погружали на разную глубину под разными углами. Искусственную шею покрывали разными материалами с различными свойствами. Процесс погружения снимали на высокоскоростную камеру, которая и помогла установить истину.

«Это именно то, что мы сделали. Нашли сложную систему и решили ее упростить», — говорит Браян Чанг (Brian Chang) из Ваншингтонского университета. Результат анализа показал, что, в зависимости от геометрии головы, сильное давление на нее может не оказать почти никакого влияния, а может и сильно повредить здоровью птицы. Также ученые изучали прочность шеи, которая способна вынести огромные нагрузки.

«Мы обнаружили, что у всех олуш голова видоизменена особым образом, что характерно для других птиц семейства. Это снижает влияние толщи воды на череп. Как оказалось, причина еще и в том, что олуши перед погружением сильно сокращают мышцы шеи, что не приводит к смерти этих птиц. Сокращая мышцы шеи, олуши снижают влияние сопротивления воды на организм.

Биомеханика позволила ученым создать модели скелетов не только олушей, о которых идет речь в этой статье. „В своем исследовании мы сконцентрировались на олушах и бакланах, которые демонстрируют настоящую фантастику, когда дело доходит до охоты при помощи ныряния“. Выяснилось, что большое значение для преодоления сопротивления воды имеет форма головы, свойства материала шеи, скорость входа в воду. При нырке тело олуши принимает вытянутую форму, птица входит в воду, как стрела, выпущенная из лука.

Тело олушей идеально приспособлено для скоростного ныряния. Интересно, что у других представителей семейства способности нырять в воду, срываясь с высоты и пикируя нет.

У человека, к сожалению, нет возможности защититься при нырянии на глубину за считанные минуты, как это делают птицы. Но нырять с высоты многим людям нравится. Сейчас все более популярными становятся такие виды экстремального спорта, как прыжки с воду с большой высоты — с мостов, утесов и других высоких объектов. Результаты исследования, полученные учеными, помогут разработать рекомендации для экстремалов, позволяющие избежать повреждений при входе в толщу воды.

«Мы считаем, что наши выводы могут использовать реальные хай-дайверы», — говорят ученые.

Где можно встретить

Стоит знать не только, как называется черная утка с белым клювом, но и где ее можно встретить. Птица проживает на территориях Евразии и Африки. Также места ее гнездования присутствуют во всех европейских странах, кроме высокогорных районов Скандинавии и самых северных точек. Стоит заметить, что редкие залеты были замечены в Гренландии, на островах Лабрадор, Шпицберген, Фареры. В России порода распространена на территории Карелии и Ладожского озера, в бассейне Лены, по всей Сибири, на Дальнем Востоке и Сахалине.

В Азии черная утка с белой головой и белым клювом обитает в средней ее части и в Казахстане, а также в северных районах Пакистана, Афганистана, частично в Индии, Монголии, Бангладеше, в Китае, на Филиппинах и в Мьянме. Лысуху можно встретить на многих островах Океании, Индонезии, в Новой Зеландии и Австралии. Также черная утка распространена в некоторых африканских странах, она прилетает туда на зимовку из европейских стран с холодным или умеренным климатом.

Топорики и кайры

Северная морская птица является завсегдатаем традиционных многочисленных базаров пернатых. Топорики и кайры считаются рекордсменами среди тех, кто способен собираться в столь густонаселенной местности. Благодаря своим коротким крыльям они превосходно погружаются в воду, обеспечивая себя пищей. Этих представителей можно называть наиболее приспособленными к морским водам. Их птенцы, которые еще не умеют летать, выпадают из гнезд в скалистой местности прямо в волны.

Здесь происходит их вскармливание и дальнейший рост. Многие при этом, конечно же, погибают, разбиваясь о скалистый рельеф. Когда надвигаются холода, все обитатели колоний улетают в бескрайние водные просторы. Некоторые из морских птиц являются перелетными. Они пережидают холода в более теплых регионах, затем возвращаются домой. Другие являются кочующими. Многие морские птицы облетают большие расстояния, иногда меняя широту, и лишь по кругу могут вернуться к месту рождения. Иногда на такой маршрут не хватает всего жизненного цикла.

Птицы и их строение

Специалисты, имеющие багаж знаний о характерных чертах того или иного вида, могут с легкостью определить, каким образом питаются его представители, как охотятся и в какой местности проживают. Большое значение имеет форма и длина крыльев. Так, представители пернатых, обладающие небольшим размахом, относятся к виду ныряющих. Тогда как птицы с длинными крыльями чаще всего обитают в глубоководной океанской местности. Например, странствующий альбатрос – птица, которая преодолевает бесчисленные километры в надежде полакомиться. Однако представители данного вида со временем растрачивают свою способность совершать перелеты большой протяженности. Многие из них уже облюбовали бухты или причалы, где часто швартуются рыбацкие лодки.

Все в природе склонно приспосабливаться к удобству. Зачем лететь в бескрайние водные просторы, если еда настолько доступна на берегу? Альбатрос – птица, которая в процессе эволюции даже немного изменила строение своих крыльев. Теперь эти красавцы зачастую не применяют технику активного полета, а перестроились на динамическое или наклонное парение. То есть альбатросы попросту улавливают потоки воздушных масс и лавируют.

Адаптация водоплавающих птиц к водной среде обитания

Птица не тонет благодаря густому оперению и подкожным воздушным мешкам. Копчиковая железа, которая находится около хвоста, выделяет жир. Птица наносит его на оперение с помощью клюва. Смазанные перья отталкивают воду, уберегая пернатых от намокания.

Тела водоплавающих птиц плотные, сплюснутые в спинно-брюшном направлении. Такая форма придает им устойчивость на водной глади. У большинства ныряющих видов в ходе эволюции развился толстый подкожный жировой слой, помогающий избежать переохлаждения при низкой температуре воды. На лапах водоплавающих птиц развились кожаные перепонки, увеличивающие общую площадь. Это позволяет быстро передвигаться и маневрировать в воде.

Чем питаются птицы?

Основную часть рациона нырков составляет растительная пища. Птицы ныряют не для того чтобы поймать рыбу, а для того чтобы сорвать стебли или листья водорослей. В корм идёт рдест, водоросли с длинным стеблем и широкими листьями. Они типичны для всех речных водоёмов. Утки любят роголистник, который часто плавает на поверхности воды, имеет игольчатые листья. На мелководье особи поедают личинки комаров, икру рыб.

В брачный период и во время линьки уткам необходима белковая пища, обогащённая кальцием и фосфором. Утки уходят на глубокую воду в поисках рыбы, рачков, моллюсков. Для того чтобы достать корм или поймать рыбу, они вынуждены нырять, погружаясь под воду полностью.

Большое количество времени птицы проводят на берегу. Они не только греются на солнце, но и выискивают для себя семена растений. Для красноносых уток свойственны вечерние перелёты на поля со злаковыми культурами. Во время таких перелётов птицы становятся объектом для охотников.

Игорь Николаев

автору

С воды утки взлетают тяжело, грузно. Они быстро работают крыльями, чтобы совершить разбег по поверхности воды. В воздух они поднимаются на среднюю высоту. Далеко в небо они не удаляются даже при миграционных перелётах. В полёте они могут находиться долго, более 6 ч. Красноносые утки нырки развивают скорость до 80 км/ч. Крыльями они издают громкий шум.

Красноглазые особи и птицы помпезного подвида из водоёма выбираются редко. Они предпочитают употреблять в пищу водоросли и корм животного происхождения, который находится близко к поверхности воды. Рыбу и беспозвоночных мелких животных они ловят в период линьки и перед спариванием.

Размножение

В конце февраля или начале марта у черных уток начинается период спаривания. В более холодных регионах брачные игры стартуют позднее — в апреле или мае. В это время лысухи становятся очень активными. Самки испускают громкие звуки, похожие на «тьек-тьяк». Голос у мужских особей более тихий и глухой. Утки быстро плавают, сбивают воду крыльями и кружат друг вокруг друга. Когда образуется пара, начинаются более теплые ухаживания. Селезень и утка чистят клювом перья друг другу, старательно обороняют свою территорию от чужаков и делятся едой.

Гнездо птицы вьют в зарослях недалеко от берега. Оно крепится к камышам, тростнику, рогозу, но при этом находится в воде. Для его изготовления утки используют траву, ветки, пух и перья. Диаметр гнезда составляет от 30 до 40 сантиметров, а высота — 11-20 сантиметров. В строительстве участвуют оба партнера. В этот период пара становится особо агрессивной, никого не подпускает к своей территории. Расстояние между гнездами двух семей составляет от тридцати до восьмидесяти метров.

Как правило, в одной кладке находится от семи до двенадцати яичек. Для утки черного цвета с белым клювом считается нормальным подкидывать яйца в гнезда соседних пар. Скорлупа имеет глинистый или песочных оттенок, но может быть и с белым цветом. Она покрыта мелкими фиолетовыми или коричневыми точками. Высота яйца — около шести сантиметров, диаметр — около трех сантиметров. Высиживают потомство и селезень, и сама утка. Все же самка проводит на гнезде большее количество времени. Птенцы вылупляются через 22 дня. За один сезон пара может сделать до четырех кладок, в холодном климате — одну или две кладки.

Разновидности нырков

Всех нырков объединяет не только способность погружаться под воду на значительную глубину, но и форма тела, характеристика полёта, образ жизни. Нырок – утка средних размеров. Тело компактное, мускулистое. У нырков большая голова округлой формы. Клюв имеет слегка приплюснутую пластину. Шея у нырка короткая, но толстая.

Летательные мышцы хорошо развиты. Отличительная особенность всех нырковых – кожная перепонка на задней фаланге конечностей. К отряду нырков относят уток следующих видов: красноглазый нырок, красноносый и пампасный. Как они выглядят? Где обитают?

Красноглазый нырок

Своё название утка получила от ярко-красного цвета радужки глаза. Голова у птицы насыщенного каштанового цвета. На фоне оперения глаза горят как яркие огоньки. Размеры утки небольшие. Длина тела не более 50 см, вес в среднем 1,3 кг. Селезни больше и ярче, чем самки.

Своё красивое оперение самцы получают после осенней линьке. Оно необходимо, чтобы привлечь к себе самок. По окончанию брачного периода, когда птицы уже создали семью, особи переживают смену пера. От самок селезни отличаются только большим весом:

  • тело у селезня шоколадного оттенка, крылья и бока пегие, брюшко белое. Грудь имеет серый оттенок. Перья отливают приглушённым розовым цветом;
  • перьевой покров самок сдержанный. Утки серого цвета. Голова не отличается по оттенку от тела. Глаза могут быть алыми или чёрными;
  • зеркало и у самки, и у самца образовано белыми маховыми перьями с серой окантовкой;
  • клюв и плюсны у нырка ярко-чёрные.

Ещё по теме: Как выращивать утку голубой фаворит?

Красноглазые нырковые утки обитают в Южной Америке, на берегах Красного моря, на африканском побережье Атлантического и Индийского океана. Небольшое поселение птиц найдено на Мадагаскаре. Особи не являются перелётными. К промысловым птицам они не относятся. Красноглазый нырок занесён в Международную Красную книгу.

Красноглазый нырок

Красноносые птицы

Красноносые нырки, так же как и красноглазые имеют яркую алую радужку глаза, но оперение у них отличается более насыщенными тонами. Селезни в брачный период покрываются яркими одеждами. Голова у них, так же как и у красноглазых особей каштанового цвета. Спина и грудь чёрные с зелёным оттенком. Крылья, рулевые перья хвоста и надхвостья тёмные. Крылья светлого кремового оттенка. Зеркало образовано белыми перьями с чёрным кантом.

Перьевой покров у самок преимущественно бурого цвета. Клюв и у селезня, и у особей женского пола ярко-красный, узкий, но слегка приплющен с боков. Кончик носа загнут вниз. Особи имеют горизонтальную посадку. Хвост опущен, лежит на воде. Перья образуют веер.

Основное поголовье утиных встречается на побережье Средиземного моря. Птицы занимают почти весь Пиренейский полуостров. Здесь особи ведут осёдлый образ жизни. Обитает красноносый нырок и в регионах Центральной Азии.

Утки распространены на берегах Волги, Сырдарьи, на озере Балхаш. Немногочисленное поселение находится в Западной Европе. Из европейских стран и северных районов Азии утка мигрирует на запад Китая, юг Казахстана, к берегам Средиземного моря.

Красноносый нырок весит 1,7 кг. Он является промысловой птицей. В Красную книгу вид не занесён. От уток получают не только мясо, но и яркое перо, которое используют для изготовления украшений. Пух отличается высокими теплоизоляционными свойствами. Мясо тёмно-красного цвета, подкожный жир оранжевый. Сама тушка выглядит непривлекательно, но всё это не мешает использовать дичь в пищу.

Пампасный нырок

Утка данного вида имеет ограниченный, эндемический ареал обитания. Орнитологи отмечают небольшие поголовья птиц в латинской Америке, на Фолклендских островах, что на юго-западе Атлантического океана. Особи предпочитают солёную воду. На пресных водоёмах они не водятся:

  • оперение отличается благородным серебристым оттенком с мелкими вкраплениями белого цвета;
  • голова и грудь тёмно-фиолетового цвета. На солнце перо отливает розовым оттенком;
  • брюшко белое;
  • маховые перья светлые с чёрной каймой;
  • радужка глаз красного цвета. Она чётко выделяется на фиолетовом фоне оперения.

Ещё по теме: Чем отличается утка лысуха?

Голова небольшого размера, округлая. Клюв у основания красный, имеет объёмный нарост из роговой ткани. Середина клюва белая, кончик чёрный. Форма более плоская, чем у особей других видов. Пампасные утки были одомашнены человеком, но на подворьях их нет. Птиц можно увидеть в искусственных прудах зоопарков.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]