Paano Gumuhit ng Hummingbirds sa Nectar?

Paano Gumuhit ng Hummingbirds sa Nectar?Ang napakaliit na red-billed emerald hummingbird (Chlorostilbon gibsoni) ay kumakain sa libu-libong mga bulaklak sa isang araw. Kristiina Hurme, CC BY-ND

Hummingbirds mabuhay buhay sa hindi kayang unawain bilis. Ang kanilang flight akrobatika ay amazing, maneuvering mas katulad ng mga insekto kaysa sa mga ibon bilang kumilos ng mabilis sila sa paligid, lumilipad baligtad at kahit paurong. Ang mga ito ay isang lumabo habang ang mga ito lahi sa pagitan ng mga bulaklak. Kapag sila pause upang bisitahin ang isang flower sa ilang sandali, sila ay pagdila 15 20 sa beses sa isang segundo upang kunin ang kanilang mga nectar fuel.

Ang dahilan kung bakit nakakaintriga sa amin ang resulta ng simpleng pagpipiliang pandiyeta na ito: uminom sila ng nektar. Ang bawat bulaklak ay hindi nag-aalok ng isang pulutong, kaya upang mabuhay ng maliliit na halaga ng nektar na kumakalat sa buong kagubatan, ang mga hummingbird ay maliit, mabilis at feisty.

Pagpapakain sa nektar ay hummingbirds 'pagtukoy katangian, ngunit hanggang ngayon siyentipiko ay hindi alam ang eksaktong mekanika ng kung paano nila ito. Sa aming bagong pag-aaral, nagawa naming upang mapabagal ang mga ito pababa sa video upang makita kung paano talaga sila uminom ng nektar. At kung ano ang aming natagpuan ay lubos na naiiba mula sa maginoo karunungan mula sa 1800s.

Tube Feeding?

Hummingbirds 'payat wika ay tungkol sa parehong haba bilang kanilang bill. ganap na ganap Sila iniakma para sa pag-abot sa malalim sa isang bulaklak. Para sa higit sa 180 taon, naniniwala ang mga siyentipiko na uminom ng nektar, ang mga hummingbird ay umasa sa pagkilos ng maliliit na ugat. Ang ideya ay na ang kanilang mga dila ay punuin ng nektar sa parehong paraan ang isang maliit na baso ng tubo ay pumupuno sa tubig.

Ang physics ng maliliit na ugat action ay nakasalalay sa dalawang pwersa. Pagdirikit ng liquid molecules sa mga pader tube gumagawa ng mga likido umakyat ang panig. Ibabaw igting humahawak ng likido sama-sama at na-drag ang buong fluid column paitaas.

hummingbird lick2Ang mahabang skinny dila ng hummingbird ay may dalawang grooves na tumatakbo pababa sa gitna, at nagtatapos sa isang magkahiwalay na tip na kumakalat sa loob ng nektar. Alejandro Rico-Guevara, CC BY-NDAng maliliit na ugat action theory ginawa kahulugan since dila isang hummingbird ay may dalawang tube-tulad ng grooves. Gusto Ito ay isang simple, passive na paraan para sa nektar sa paglalakbay up ng dila.

Hummingbirds Sigurado Mas Mabilis kaysa Iyon

Ngunit mula sa panonood ng mga hummingbird sa aking (Rico-Guevara's) katutubong Colombia, naramdaman namin na ang capillarity ay hindi sapat na mabilis upang panatilihin up sa kung paano humuhuni ibon feed. Hinulaan namin iyon masyadong mabagal ang capillarity upang i-account para sa mga mabilis na bilis ng pagdulas na na-obserbahan sa libreng buhay-hummingbirds. Tandaan, maaari nilang alisin ang nektar ng bulaklak sa paligid ng 15 licks sa ilalim ng isang segundo!

Apat na taon na ang nakararaan, isa sa amin (Rico-Guevara) at kasamahan Margaret Rubega hinamon ang mga konvensional na paniniwala tungkol sa pagkilos ng maliliit na ulo sa unang pagkakataon. Ipinakita namin na ang mga tip ng bibig ng pagkasira ay hindi static, ngunit kumalat sa loob ng nektar, na may mga fringed na mga gilid na nagbubukas tulad ng mga maliliit na kamay. Kapag hinawi ng hummingbird ang dila nito mula sa nektar, ang mga fringes na ito ay malapit dahil sa mga pisikal na pwersa ng pag-igting sa ibabaw at Laplace pressure, tinatapon ang mga patak ng nektar sa kanilang mga gripo. Dahil sa pagbabagong ito ng hugis ng dila, ang mga tip sa dila ay hindi mananatili sa hugis ng tubo na kinakailangan para sa pagkilos ng maliliit na ugat.

Kaya paano pinupuno ng natitirang wika ang nektar?

Nagtakda kami ng pag-aaral ng isang medley ng hummingbird species upang makita kung ano talaga ang ginagawa ng mga ibon sa mga bulaklak. Kailangan namin ng isang paraan upang masukat ang kapal ng isang dila sa panahon ng proseso ng pag-inom - tapat, ngunit hindi isang madaling gawain.

Nagdisenyo kami ng makita-sa pamamagitan ng mga artipisyal na bulaklak na aming kinukunan ng mga camera ng mabagal na paggalaw. Mula sa mga video na ito, maaari naming subaybayan ang hugis ng dila sa buong buong pagdila cycle. Ang mahirap na bahagi ay nakakumbinsi ng mga ligaw na hummingbird na uminom sa utos. Sa paglipas ng panahon, sinanay namin ang mga ito sa pamamagitan ng pag-ehersisyo ang mga ito sa mga hindi mapaniniwalaan na mga feeder ng bulaklak at ang aming buong pag-setup ng pag-format.

Science Discovery Via Slow Motion Video

Kapag ang isang hummingbird pagsingit nito bill sa isang bulaklak, ito pa rin pangangailangan upang dumikit ang kanyang mahabang dila mas malalim sa loob upang makakuha ng sa nektar sa loob. Matapos ang dila pumupuno sa nektar, ang ibon retracts ang dila pabalik sa loob ng bill. Alam na ng mga mananaliksik na upang mapanatili ang nektar sa loob ng tuka, ang hummingbird ay pinipigilan ang dila ng mga tip sa bill habang ito ay pinalawig para sa susunod na dilaan. Na nag-compresses at flattens ang dila sa kanyang paraan out, umaalis sa nektar sa loob ng kuwenta. Ang paraan kung saan ang nektar ay inilipat mula sa panukalang tip sa kung saan ito maaaring lunok ay nananatiling hindi alam.

Upang pag-aralan ang mekanismo ng pagpupunyagi ng dila, nakatuon kami sa pinaliit na hugis ng dila na nagsisimula ang bawat dilaan. Kung ang mga hummingbird ay gumagamit ng capillarity, kapag ang nektar ay ginawa ito sa bibig ng ibon, ang dila ay agad na kailangan upang mabawi ang tubo na tulad ng hugis bago hawakan muli ang nektar.

Sa pamamagitan ng malapit na pag-aaral ng aming mabagal na kilos video ng mga ibon ng pag-inom sa transparent bulaklak, nakita natin na ang dila ay nanatiling pipi pagkatapos ng lamuyot na gaya rin naman ay naglakbay sa pamamagitan ng hangin upang maabot ang nektar para sa isa pang paghigop. Hindi na ito ay snap pabalik sa orihinal nitong pre-drink tube-tulad ng hugis.

Pinag-aralan namin 18 hummingbird species, at sa daan-daang mga licks, natagpuan namin na ang dila ay nanatiling pipi hanggang sa ito touches ang nektar. Ito ay isang susi sa paghahanap na ito sapagkat ito ay nagpakita na ang dila ay hindi magkaroon ng walang laman na lugar sa loob na kailangan para sa maliliit na ugat action sa trabaho. Sa wakas, maaari naming confidently mamuno out pagkakaroon maliliit na ugat bilang mahalaga para sa hummingbird pag-inom.

Kung Paano Nila Pump Ang Nektar Sa

Ang natuklasan natin ay lampas lamang sa pagbabawas ng capillarity. Ang mga hummingbird ay na-hit sa isang hindi inaasahang paraan upang mabilis na lumipat ang likido sa micro-scale na ito: ang kanilang wika ay pinaka nababanat micropumps.

Ang grooves sa hummingbird dila ay hindi maabot ang lalamunan, kaya ang ibon ay hindi maaaring gamitin ang mga ito bilang maliit na straws. Para sa kadahilanang ito, sa halip ng paggamit ng vacuum upang bumuo ng higop - isipin ang pag-inom ng limonada out ng isang dayami - ang sistema ay gumagana tulad ng isang maliit na maliit pump, na pinapatakbo sa pamamagitan ng katalbugan ng dila. Ang ibon squashes ang dila flat, at kapag ito Springs bukas, ito expansion mabilis pulls ang nektar sa grooves sa kanyang dila. Ito ay lumiliko out ito ay nababanat enerhiya - potensyal makina enerhiya na naka-imbak sa pamamagitan ng pagyupi ng dila - na nagbibigay-daan hummingbirds mangolekta ng nektar mas mabilis kaysa sa kung sila relied sa maliliit na ugat.

Habang ang dila ay gumagalaw sa hangin, ang nababanat na enerhiya na ikinarga sa mga pader ng uka habang ang pagyupi ay pinananatili ng natitirang layer ng likido sa loob ng mga grooves na kumikilos bilang isang malagkit. Kapag hinawakan ng dila ang nektar, ang supply ng fluid ay nagbibigay-daan sa pagpapalabas ng nababanat na enerhiya na nagpapalawak ng mga grooves at kinukuha ang nektar upang punan ang dila.

0316817155Bilang isang hummingbird inumin, ang bawat dilaan ay nagtitipon ng nektar, habang mabilis na naghahanda ng dila pump para sa susunod na dilaan. Alejandro Rico-Guevara, CC BY-NDBilang mga biologist, nasasabik kami sa bagong pagtuklas na ito, ngunit kailangan ang tulong ng isang dalubhasa sa mga dinamikong likido, Tai-Hsi Fan, upang tumpak na ipaliwanag ang physics ng hummingbird na micro-pump na ito, at gumawa ng mga bagong hula.

Ipinapakita ng aming pananaliksik kung paano talagang uminom ang mga hummingbird, at nagbibigay ng unang mga kasangkapan sa matematika upang tumpak na ipamalas ang kanilang paggamit ng enerhiya. Ang mga pagtuklas na ito ay makakaimpluwensya sa aming pag-unawa sa kanilang mga desisyon sa paghahanap, ekolohiya at pag-uukol sa mga halaman na pollinate nila.

Ang aming patuloy na pananaliksik pinagkukumpara ang aming bagong modelo na may kung magkano ang nektar hummingbirds uminom sa wildflowers, at tinitingnan ang mga trade-off sa pagitan mahusay na pag-inom at pakikipaglaban para sa pangingibabaw sa mga teritoryo alinman upang akitin ang mga babae, sa feed, o pareho.

Tungkol sa Ang May-akdaAng pag-uusap

rico gueva alejandroSi Alejandro Rico-Guevara ay Associate sa Pananaliksik sa Ecology at Evolutionary Biology sa University of Connecticut. Siya ay isang functional morphologist gamit ang nektar-pagpapakain ibon bilang isang modelo ng pag-aaral upang tulungan ang puwang sa pagitan ng aming kaalaman sa mga ecological at coevolutionary pattern at ang kanilang mga pinagbabatayan mekanismo. Higit pa sa alejorico.com

Si Kristiina Hurme ay Associate sa Pananaliksik sa Ecology at Evolutionary Biology sa University of Connecticut

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay Book:

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = 0316817155; maxresults = 1}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

sundin ang InnerSelf sa

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

{Emailcloak = off}