Bagaimana Kolibri Menggambar di Nektar?

Bagaimana Kolibri Menggambar di Nektar?Burung hias zamrud berwarna merah mungil ini (Chlorostilbon gibsoni) memberi makan ribuan bunga setiap hari. Kristiina Hurme, CC BY-ND

Kolibri hidup pada kecepatan dimengerti. akrobat penerbangan mereka yang luar biasa, manuver lebih seperti serangga daripada burung karena mereka melayang di sekitar, terbang terbalik dan bahkan mundur. Mereka kabur karena mereka perlombaan antara bunga. Ketika mereka berhenti sejenak untuk mengunjungi bunga sesaat, mereka menjilati 15 untuk 20 kali kedua untuk mengekstrak bahan bakar nektar mereka.

Apa yang membuat mereka begitu menarik bagi kita adalah hasil dari pilihan makanan sederhana ini: mereka minum nektar. Setiap bunga tidak banyak menawarkan, jadi untuk mencari nafkah dari sejumlah kecil nektar yang menyebar ke seluruh hutan, kolibri kecil, cepat dan penuh semangat.

Makan pada nektar adalah ciri khas Kolibri ', tapi sampai sekarang para ilmuwan tidak tahu mekanisme yang tepat tentang bagaimana mereka melakukannya. Dalam studi baru, kami mampu memperlambat mereka pada video untuk melihat bagaimana mereka benar-benar minum nektar. Dan apa yang kami temukan sangat berbeda dengan kebijaksanaan konvensional sejak 1800s.

Feeding Tube?

lidah kurus Kolibri 'adalah tentang panjang yang sama seperti tagihan mereka. Mereka sempurna disesuaikan untuk mencapai jauh ke dalam bunga. Selama lebih dari 180 tahun, para ilmuwan percaya bahwa untuk minum nektar, kolibri bergantung pada tindakan kapiler. Idenya adalah bahwa lidah mereka akan mengisi dengan nektar dengan cara yang sama seperti tabung gelas kecil secara pasif dengan air.

Fisika kapiler bergantung pada dua kekuatan. Adhesi molekul cair ke dinding tabung membuat cairan memanjat sisi. tegangan permukaan memegang cairan bersama-sama dan menyeret kolom cairan seluruh ke atas.

hummingbird lick2Seekor lidah kurus berkulit panjang memiliki dua alur yang mengalir di tengah, dan diakhiri dengan ujung bercabang yang menyebar di dalam nektar. Alejandro Rico-Guevara, CC BY-NDTeori kapiler masuk akal karena lidah burung kolibri memiliki dua alur seperti tabung. Ini akan menjadi cara sederhana, pasif untuk nektar untuk perjalanan sampai lidah.

Kolibri Lebih Cepat dari Itu

Tapi dari menonton burung kolibri di (Rico-Guevara's) Kolombia asli, kami merasa bahwa kapilaritas tidak cukup cepat untuk bertahan dengan bagaimana makan kolibri. Kami meramalkan itu Kapilaritas terlalu lambat untuk memperhitungkan laju licking cepat yang diamati pada burung kolibri yang hidup bebas. Ingat, mereka bisa menguras nektar bunga dengan sekitar 15 menjilat dalam waktu kurang dari satu detik!

Empat tahun yang lalu, salah satu dari kami (Rico-Guevara) dan kolega Margaret Rubega menantang kepercayaan konvensional tentang aksi kapiler untuk pertama kalinya. Kami menunjukkan bahwa ujung lidah bercabang tidak statis, namun secara dramatis menyebar ke dalam nektar, dengan pinggiran yang terbuka seperti tangan kecil. Ketika burung kolibri menarik lidahnya dari nektar, pinggiran ini tertutup karena kekuatan fisik dari ketegangan permukaan dan Tekanan Laplace, menjebak tetesan nektar dalam genggaman mereka. Karena transformasi bentuk lidah ini, ujung lidah tidak tetap berada dalam bentuk tabung yang diperlukan untuk tindakan kapiler.

Lantas bagaimana isi lidah yang tersisa dengan nektar?

Kami berangkat untuk mempelajari medley spesies burung kolibri untuk melihat apa yang sebenarnya dilakukan burung-burung ini pada bunga-bunga itu. Kami membutuhkan cara untuk mengukur ketebalan lidah selama proses minum - langsung, tapi bukan tugas yang mudah.

Kami merancang bunga buatan tembus pandang yang kami syuting dengan kamera gerak lambat. Dari video ini, kita kemudian bisa melacak bentuk lidah sepanjang siklus menjilati keseluruhan. Bagian yang sulit meyakinkan burung kolibri liar untuk diminum. Seiring waktu, kami melatih mereka dengan membiasakan mereka dengan pengumpan bunga palsu dan keseluruhan pembuatan film kami.

Discovery Sains Melalui Video Gerak Lambat

Ketika burung kolibri memasukkan RUU ke dalam bunga, masih perlu menjulurkan lidah panjang lebih dalam untuk mendapatkan nektar dalam. Setelah lidah mengisi dengan nektar, burung ditarik lidah kembali ke dalam tagihan. Periset sudah tahu Untuk menjaga nektar di dalam paruhnya, burung kolibri meremas lidah dengan potongan tagihan karena diperluas untuk menjilat berikutnya. Itu memampatkan dan meratakan lidah saat keluar, meninggalkan nektar di dalam tagihan. Cara nektar dipindahkan dari ujung tagihan ke tempat yang bisa ditelan tetap tidak diketahui.

Untuk mempelajari mekanisme pengisian lidah, kami memusatkan perhatian pada bentuk lidah yang rata yang masing-masing menjilat. Jika kolibri menggunakan kapiler, sekali nektar berhasil masuk ke dalam mulut burung, lidah akan segera perlu memulihkan bentuk tabungnya sebelum menyentuh nektar lagi.

Dengan erat mempelajari video gerakan lambat kami burung minum di bunga transparan, kita melihat bahwa lidah tetap datar setelah meremas bahkan karena perjalanan melalui udara untuk mencapai nektar untuk seteguk lagi. Ini tidak mengambil kembali ke pra-minum berbentuk seperti tabung aslinya.

Kami mempelajari 18 spesies burung, dan ratusan menjilat, kami menemukan bahwa lidah tetap datar sampai menyentuh nektar. Ini adalah temuan kunci karena menunjukkan bahwa lidah tidak memiliki ruang kosong di dalam dibutuhkan untuk tindakan kapiler untuk bekerja. Akhirnya, kami yakin bisa mengesampingkan kapilaritas sebagai penting bagi burung kolibri minum.

Bagaimana Mereka Benar Memompa Nektar di

Apa yang kami temukan melampaui sekadar omong kosong debunking. Kolibri telah menyerang cara tak terduga untuk memindahkan cairan dengan sangat cepat pada skala mikro ini: lidah adalah micropumps elastis.

Alur di lidah hummingbird tidak mencapai tenggorokan, sehingga burung tidak bisa menggunakannya sebagai sedotan kecil. Untuk alasan ini, alih-alih menggunakan vakum untuk menghasilkan hisap - bayangkan minum limun dari sedotan - sistem bekerja seperti pompa kecil, didukung oleh pegas lidah. Burung itu meremukkan lidah datar, dan kalau keluar terbuka, ekspansi ini cepat menarik nektar ke dalam alur di lidahnya. Ternyata energi elastis itu - energi mekanik potensial disimpan oleh mendatarkan lidah - yang memungkinkan Kolibri mengumpulkan nektar jauh lebih cepat daripada jika mereka mengandalkan kapilaritas.

Sementara lidah bergerak melalui udara, energi elastis yang masuk ke dinding alur selama perataan dilestarikan oleh lapisan cairan yang tersisa di dalam alur yang bertindak sebagai perekat. Saat lidah menyentuh nektar, suplai cairan memungkinkan pelepasan energi elastis yang memperluas alur dan menarik nektar untuk mengisi lidah.

0316817155Sebagai minuman hummingbird, setiap jaring mengumpulkan nektar, sambil cepat mempersiapkan pompa lidah untuk menjilat berikutnya. Alejandro Rico-Guevara, CC BY-NDSebagai ahli biologi, kami sangat senang dengan penemuan baru ini, namun membutuhkan bantuan seorang pakar dinamika fluida, Fan Tai-Hsi, untuk secara akurat menjelaskan fisika pompa mikro hummingbird ini, dan untuk membuat prediksi baru.

Penelitian kami menunjukkan bagaimana burung kolibri benar-benar minum, dan menyediakan alat matematika pertama yang secara akurat memodelkan asupan energinya. Penemuan ini akan mempengaruhi pemahaman kita tentang keputusan mencari makan, ekologi dan koevolusi mereka dengan tanaman yang mereka tiru.

penelitian yang sedang berlangsung kami membandingkan model baru kami dengan Berapa banyak kolibri nektar yang diminum pada bunga liar, dan melihat trade-off antara minum secara efisien dan berkelahi untuk dominasi wilayah baik untuk menarik perempuan, memberi makan, atau keduanya.

Tentang PenulisPercakapan

rico gueva alejandroAlejandro Rico-Guevara adalah Research Associate in Ecology and Evolutionary Biology di University of Connecticut. Dia adalah ahli morfologi fungsional yang menggunakan burung pemakan nektar sebagai model studi untuk menjembatani kesenjangan antara pengetahuan kita tentang pola ekologi dan koevolusi dan mekanisme dasarnya. Lebih banyak di alejorico.com

Kristiina Hurme adalah Research Associate in Ecology and Evolutionary Biology di University of Connecticut

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait:

{amazonWS: searchindex = Buku; kata kunci = 0316817155; maxresults = 1}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf di

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Dapatkan Terbaru Dengan Email

{Emailcloak = off}