Щъркел в полет
Книгата за полета на птиците е достъпна в печат и в електронно издание, за да я намерите, щракнете върху следната връзка: Книги на Франсиско Ескарти
Каса със същото тегло като катерица може да прелети 2000 метра, консумирайки 120 калории, докато - с тази енергия - катерицата ще избяга само 500 метра. Може би затова повече от половината от видовете, които обитават нашата планета, летят. Животните обаче трябваше да адаптират своите организми, за да развият тази способност.
Има две теории, които се опитват да обяснят еволюцията, която гръбначните животни са последвали - прилепи, птици и изчезналите птерозаври - за да летят. Дървесната теория постулира, че полетът ще бъде разработен от видове, които преди са се катерили по дърветата и са се катерили по скалисти стени. Тези животни първоначално биха се научили да се изстрелват от височините и да се плъзгат към земята, а след това да развиват задвижващата способност, като пляскат с криле. Втората теория започва от предположението, че полетът е научен от животни, които са тичали след летящи насекоми и са правили скокове, за да ги хванат. Тези същества щяха да развият крила, за да подпомогнат малките си въздушни екскурзии, докато се научат да летят. Проведените в това отношение аеродинамични и симулационни проучвания предполагат, че първата от тези две теории е по-правдоподобна от втората.
Изследванията показват, че способността на животните да летят е тясно свързана с два фактора: телесната им маса и разстоянието между върховете на двете крила, когато са напълно разширени (размах на крилете). Доказано е, че с увеличаване на масата на летеца, обхватът на опорните повърхности също се увеличава. Някои птерозаври могат да достигнат 65 килограма тегло, с крила до 6 метра в размах или повече, като Quetzalcoatlus, чиито разперени крила са около 13 метра. Конфигурацията им наподобяваше тази на океанските птици, с тесни и удължени крила, и те вероятно се хранеха с риба. Повечето птерозаври обаче бяха много по-малки от последните гиганти, подобни по размер на днешните чайки. Птерозаврите са изчезнали преди около 65 милиона години, след като са се прехранвали за много дълъг период от повече от 150 милиона години. Тези животни нямат нищо общо с динозаврите. Днес обаче на практика няма птици или прилепи, чиято маса надвишава 10 килограма и повечето птици тежат по-малко от 1 килограм.
За да летят, птиците трябва да консумират енергия, но това потребление зависи много от начина, по който се движат във въздуха. Има три вида полет: плъзгане, витане и летене със скорост, махаща с криле.
Вторият тип полет е спрян полет, без скорост, поддържащ фиксирана позиция във въздуха. Този начин на летене е изтощителен за всяка птица, защото консумира огромно количество енергия; много малко листовки са в състояние да го поддържат непрекъснато, ако теглото му надвишава около 100 грама.
Летенето със скорост, биенето на крилата изисква по-малко количество енергия, отколкото летенето в окачено състояние и много птици са в състояние да го поддържат на дълги разстояния. Една система, която птиците използват, за да намалят енергийните разходи по време на миграцията си, е полет на формация. Някои птици, като гъски, патици и пеликани, са се научили да се възползват от вихрите, които отчупват върховете на крилата в полет. Това е аеродинамично явление, което засяга птици и самолети. Свръхналягането под крилото и вдлъбнатината отгоре пораждат въздушен поток в краищата на крилата - отдолу нагоре -, който води до две вихри (или вихри), по един на всеки връх на крилото. Има флаери, които се възползват от това явление. За това те използват формации във "вее"; всяка птица, с изключение на водача, лети, като пляска с крило в областта на вихъра, генериран в отсрещния край на крилото на птицата отпред. Тази подредба им позволява да се възползват от движението на въздуха нагоре, генерирано от вихъра, който излиза от крилото на птицата, която следват. Когато летите в формация, мощността, необходима за полет, може да бъде намалена с до 35%.
Мощността, необходима за поддържане на равни полети с движение, както при птици, така и в самолети, зависи от скоростта. Когато скоростта е малка, необходимата мощност е голяма, след това тя намалява - с увеличаване на скоростта - до минимум и след това се увеличава отново. Този закон, който изразява мощността, необходима за полет, като функция на скоростта, под формата на "u" има универсален характер. Има скорост, при която мощността, необходима за полет, е минимална; това обаче не е най-ефективната скорост от гледна точка на икономиката на транспорта. Най-ефективната скорост за флаер - от гледна точка на транспортната икономика - е тази, която им позволява да летят възможно най-далеч с дадена енергия; Това е скоростта, с която, с енергийни запаси, птицата ще може да отиде по-далеч. Тази скорост е малко по-висока от тази, съответстваща на минималната мощност.
Полетът е много ефективен по отношение на транспорта, но в същото време изисква голям разход на енергия. Високата ефективност и високата консумация на енергия са двете основни характеристики на полета. Разходите за транспорт обикновено се изразяват в енергията, необходима за транспортиране на килограм тегло на километър разстояние. За птиците като цяло този параметър намалява, тъй като птицата увеличава теглото си. Големите птици са по-ефективни при носене на тегло от малките. От друга страна, много леките насекоми нямат достатъчно маса, за да развият скорост на метаболизма, която им позволява да пътуват на дълги разстояния и те са много уязвими на въздушни течения, така че листовките с най-добро представяне от гледна точка на икономията транспорт, тежат повече от един килограм.
По този начин можем да заключим, че големите животни, които летят, използват много ефективна транспортна система, но че тя изисква много енергия. Понастоящем е много трудно да се намерят животни с тегло над 10 килограма, способни да генерират скорост на метаболизма, необходима за летене със скорост, по устойчив начин.
Икономията на транспорта на полета на някои птици им позволява да мигрират по хиляди километри, въпреки че техните организми губят над 50% от теглото си по пътя, когато консумират запаси от мазнини. Големите птици често летят във формация или използват термични и други потоци, за да намалят енергийните нужди през времето, когато са във въздуха; тези по-тежки птици имат затруднения да поддържат непрекъснат полет със скорост, сами.