Il segreto della straordinaria agilità dei colibrì è stato finalmente decifrato

I colibrì sono uccelli straordinariamente agili, capaci di attraversare gli ambienti più affollati per raggiungere fiori e insetti difficili da raggiungere. Tuttavia, il modo esatto in cui eseguirono queste manovre è rimasto un mistero di lunga data. Decifrando le loro dinamiche di volo, un nuovo studio ha rivelato che in realtà utilizzano due stili di volo distinti per passare attraverso aperture piccole quanto la metà della loro apertura alare.

In generale, la maggior parte degli uccelli spiega liberamente le ali nell’aria, senza incontrare molti ostacoli. Quelli che si nutrono invece di nettare, frutti e semi devono spostarsi in ambienti talvolta molto affollati e attraversare piccoli varchi. Per fare questo, piegano le ali più vicino al corpo per risparmiare spazio. Tuttavia, i colibrì (o colibrì) hanno perso la capacità di piegare le ali sui polsi e sui gomiti. Tuttavia, mostrano notevoli dinamiche di volo e superano la maggior parte degli uccelli più grandi in termini di agilità.

Ad esempio, i colibrì possono eseguire manovre acrobatiche ultraveloci e quasi omnidirezionali in volo stazionario e all’indietro. Per consentire queste varie manovre, le loro ali devono fornire la forza e la velocità necessarie ed eseguire tra i 40 e i 50 battiti al secondo. A differenza degli insetti, questi uccelli regolano drasticamente la cinematica delle loro ali e il vettore della forza aerodinamica rispetto al loro corpo, in modo da generare accelerazioni lineari e rotazionali quasi omnidirezionali. In determinate condizioni, sono in grado di passare dal volo stazionario a un orientamento dell’oggetto radicalmente diverso in meno di 0,2 secondi (l’equivalente di 5 o 6 cicli di battito d’ali)!

D’altra parte, “a meno che i colibrì non implementino strategie distinte per attraversare aperture strette, potrebbero non essere in grado di entrare in spazi più piccoli della loro apertura alare”. [l’étendue de leurs ailes déployées]
», Lui spiega L’autore principale del nuovo studio, Mark Badger, dell’Università della California, Berkeley (UCB). Sebbene non siano in grado di piegare le ali (ai gomiti e ai polsi), questi uccelli possono effettivamente scivolare attraverso il fogliame più denso e le corolle più profonde e ricurve. Come possono i colibrì eseguire manovre così complesse in un batter d’occhio? Questo è ciò che Badger e i suoi colleghi hanno cercato di determinare nel loro studio dettagliato Giornale di biologia sperimentale.

Fori trasversali più piccoli dell’apertura alare

Per osservare le dinamiche di volo dei colibrì (più precisamente dei colibrì di Anna, o Kalipti Anna), gli esperti hanno costruito una scatola con un’area di 16 centimetri quadrati separata al centro da un distanziatore. Su ciascun lato della scatola c’erano fiori finti riempiti alternativamente con una soluzione zuccherina. Quando gli uccelli sono da un lato, il fiore dall’altro viene riempito di soluzione (e viceversa) per incoraggiarli a muoversi avanti e indietro tra i due lati.

Le sezioni erano regolarmente alternate e presentavano aperture circolari o ovali per passare da un lato all’altro. Il loro diametro variava dalla lunghezza delle ali di un uccello (circa 12 cm) alla metà di quella lunghezza (6 cm). Ogni tipo di sezione (7 in totale) è stata presentata 10 volte per ciascun colibrì, dando vita a 140 prove di imaging ad alta velocità ciascuna. Parallelamente, è stato utilizzato un programma per computer per tracciare la posizione del becco e delle punte delle ali di ciascun uccello mentre si avvicinava e passava attraverso l’apertura.

I ricercatori hanno scoperto che gli uccelli utilizzavano due tecniche diverse per oltrepassare le barriere. Il primo consisteva nell’avvicinarsi prima all’apertura e stazionare davanti ad essa per qualche secondo, magari per misurare il divario. Gli uccelli attraversavano allora l’apertura lateralmente, estendendo un’ala in avanti e l’altra all’indietro, formando più o meno una croce con i loro corpi, pur continuando a battere le ali. Dopo questo punto si voltarono in avanti e continuarono a volare per raggiungere il fiore. La seconda strategia è piegare indietro le ali per mantenerle lungo il corpo e attraversare la barriera e quindi beccare per primi come un proiettile di fucile che viaggia ad alta velocità. Pertanto, gli uccelli interrompevano temporaneamente il volo e riprendevano a sbattere le ali una volta superato l’ostacolo.

Analizzando le due strategie, Badger e i suoi colleghi hanno osservato che gli uccelli che sceglievano la prima strategia (volo laterale) tendevano a volare con maggiore cautela e più lentamente rispetto a quelli che utilizzavano la seconda strategia (gun crossover). Tuttavia, man mano che acquisivano maggiore familiarità con le aperture, sembravano acquisire maggiore fiducia e iniziarono ad adottare la seconda strategia. Tuttavia, quest’ultimo è stato quasi sempre utilizzato per le aperture più piccole, soprattutto quelle fino a 6 centimetri.

Questi risultati dimostrano che i colibrì hanno sviluppato strategie di volo adattate specificatamente a piccoli spazi e possono attraversare aperture molto più piccole della loro apertura alare. Inoltre, è stato chiaramente definito un approccio cauto e fiducioso. Tuttavia, circa l’8% degli uccelli si è scontrato con le ali mentre attraversavano le barriere e uno di loro ha subito una grave collisione. Tuttavia, tutti si sono alzati velocemente per riprovare, completando così con successo la manovra modificata.

fonte : Giornale di biologia sperimentale