Powietrzni akrobaci
Wewnętrzny zmysł kontroli prędkości ułatwia kolibrowi lot do przodu
KOLIBRY Są WśRóD PTAKóW mistrzami w akrobatyce sportowej. Potrafią błyskawicznie się przemieszczać, zawisnąć w locie, latać we wszystkich kierunkach, w tym na wstecznym biegu, a nawet do góry brzuszkiem. Mogą również wykonywać fikołki.
W osiągnięciu tej zręczności pomaga umiejętność wykorzystania odmiennych trybów do kontrolowania różnych rodzajów lotu, informują naukowcy w „Proceedings of the Royal Society B”. Odkryli oni w szczególności szczególny tryb umożliwiający kolibrowi precyzyjny lot do przodu.
Wnioski badaczy powstały na podstawie analizy ponad 3500 przelotów kolibrów wewnątrz czterometrowego tunelu z żerdzią do przysiadania na jednym końcu i karmnikiem na drugim. Na ścianach tunelu wyświetlano poruszające się wzory, manipulując odbieranym przez ptaki tzw. przepływem optycznym (optical flow) – percypowanym ruchem otoczenia podczas lotu w świecie rzeczywistym. Prędkość tego ruchu, zwana prędkością wzorów (pattern velocity), jest dla wielu zwierząt kluczową wzrokową wskazówką pozwalającą kontrolować własną prędkość i pozycję podczas przemieszczania.
Naukowcy zakładali, że jeśli kolibry faktycznie posiłkują się takimi komunikatami napływającymi z otoczenia podczas lotu do przodu, to będą obserwowali, jak ptaki przyspieszają lub zwalniają, dostosowując prędkość do prędkości ruchu pionowych pasów wyświetlanych na ścianach tunelu. „Tymczasem one zachowywały się tak, jakby miały wewnętrzny prędkościomierz lub inny miernik służący do kontroli lotu wprzód” – relacjonuje Vikram Baliga, fizjolog z University of British Columbia w Kanadzie.
Każdy ruch, który był sprzeczny z oczekiwaniami kolibrów, co do tego, jak powinno się zmieniać ich otoczenie, powodował, że włączały hamulec – działo się tak nawet wtedy, gdy pionowe pasy poruszały się w kierunku karmnika, kiedy według badaczy ptaki powinny przyspieszać. Natomiast podczas ruchów w pionie lub zawisania w powietrzu kolibry już uwzględniały ruch pasów.
Zdolność do przełączania trybów lotu jest podstawą niezwykłych umiejętności akrobatycznych kolibrów, komentuje współautor badań Doug Altshuler, zoolog z University of British Columbia. Mózgi kolibrów ewoluowały w taki sposób, aby potrafiły one błyskawicznie przekładać bodźce wizualne na instrukcje ruchowe. „Kiedy lecą przez las, omijają drzewa i gałęzie poruszające się na wietrze oraz siebie nawzajem. Po mistrzowsku analizują złożone informacje wizualne i na tej podstawie planują pewny, bezpieczny lot” – mówi Altshuler.
W toku dalszych badań naukowcy chcieliby sprawdzić, czy ptaki potrafią przewidywać, jak ich ruch wpłynie na ruch obrazu otoczenia. Taka wiedza może się przydać w udoskonalaniu dronów, zauważa Bo Cheng, inżynier mechanik z Pennsylvania State University. „Czy możemy opracować model matematyczny takiego przewidywania przepływu optycznego? – pyta. – Jeśli tak, byłby on bardzo użyteczny”.