Вовсе не случайно: почему птицы летают клином

Каждую осень можно наблюдать за пролетающими стаями птиц, которые держат свой путь в теплые края, чтобы весной вернуться обратно. Мелкие птахи покидают гнезда бесформенными стаями. Представители пернатых покрупнее формируют в небе клинообразный строй и держат его на протяжении всего пути. Эта форма имеет ряд преимуществ и делает полет более эффективным.

Потоки воздуха в полете

Не секрет, что в мире человеческих изобретений работают те же законы физики, что и среди представителей мира природы. Прообразом самолета стали птицы, с той лишь разницей, что летательный аппарат крыльями не машет. Зато и от самолета, и от птицы исходят вихревые потоки. Именно их наличие позволяет летчикам экономить топливо в полете, но только в том случае, когда они летят группой. Классический пример – военная эскадрилья.

Птицы в длительных перелетах используют тот же принцип. Располагаясь немного сзади и сбоку от летящего впереди собрата, особь ловит от него восходящие вихревые потоки, образующиеся вокруг конца каждого крыла при взмахе. Эта струя воздуха передается по цепочке всему клину. Таким образом, каждая последующая птица в V-образном строе как бы ложится на воздушную подушку и легче преодолевает сопротивление воздуха. Если бы гуси и утки в своих путешествиях выстраивались строго друг за другом, то им доставались бы не восходящие, а нисходящие вихри. На их погашение уходило бы немало сил и перелет давался бы тяжелее.

Эффективность такого построения была замечена давно. В частности, в циклических видах спорта (велоспорт, бег на коньках, лыжные гонки) состязающиеся используют этот принцип, чтобы легче преодолевать сопротивление воздуха за идущим впереди спортсменом.

Доказательством аэродинамической теории построения птичьего клина служат исследования бразильских ученых Валмира Барбосы и Андре Натана. Они построили компьютерные модели стай из 15-35 птиц и отметили, что стая принимала V-образную форму независимо от того, как изначально взлетали птицы.

Чтобы облегчить перелет для каждого последующего члена стаи, птицы подстраиваются друг под друга и их крылья работают синхронно. Естественно, законы аэродинамики перелетным птицам не знакомы. Ученые не пришли к единому мнению, срабатывают ли в этом случае инстинкты или же пернатые вырабатывают такую тактику, исходя из собственных ощущений.

Следование за лидером

Клиновидное расположение дает большое преимущество для зрительного контроля. Вожак при таком построении находится в поле зрения каждой особи. Хорошо улавливаются все сигналы, идущие и от летящей в центре клина птицы, и от остальных собратьев. Это дает возможность своевременно подстраиваться под каждый предстоящий маневр.

Лидером всегда становится опытная и при этом сильная птица, которая совершала перелёт не единожды и точно знает путь. Это непростая работа: органы чувств и мышцы находятся в наивысшей степени напряжения. Хотя принято читать, что вожак в стае один, во главе клина могут попеременно лететь разные особи. Свое место вожак уступает другой сильной птице из стаи, когда устает. Чтобы отдохнуть и восполнить свои силы, лидер встает в конец клина, где лететь гораздо проще. Такое чередование происходит на протяжении всего пути.

Тех, кто летит впереди и тащит на себе всю стаю, остальные поддерживают криком. Его-то мы и слышим, когда наблюдаем за пролетающими в небе журавлями, утками, гусями и другими представителями пернатых.

Экономия энергии

Перелет в V-образном строю помогает экономить энергию. Это доказывает эксперимент французских орнитологов, которые обучили стаю пеликанов лететь за самолетом. У птиц на спинах были закреплены датчики, которые отслеживали их сердечную деятельность. У тех, кто летел в клиновидном построении, частота сокращений сердца была значительно ниже, чем у особей, летящих в одиночку. Это доказывает, что нагрузка на организм во время перелета клином снижается. Гуси таким образом экономят до 20% энергии.

Орнитологи доказали, что летящие клином птицы способны преодолеть расстояние на 2/3 больше, чем летящие самостоятельно. Благодаря потоку воздуха, создаваемому всей стаей, образуется до 70% мощности полета, а скорость клина достигает 80 км/ч. Птица чувствует утерю поддержки, когда выбивается из строя. Нагрузка резко возрастает, тогда особь возвращается на место. Неудивительно, что птицы способны совершать дальние перелеты, в том числе через огромные водные пространства морей и океанов, где не всегда есть возможность приземлиться на отдых.

Уже упомянутые восходящие вихревые потоки помогают птицам дольше планировать, что экономит силы. Таким образом, долететь до цели может вся стая, а потери в процессе перелета окажутся минимальными. Это важно для сохранения поголовья.

Почему не все птицы летят клином

Этот принцип работает только в случае с крупными представителями орнитофауны. Клином летают гуси, утки, журавли, ибисы, аисты, пеликаны, лебеди. А вот птичкам помельче, с меньшим весом, размером крыльев и тела, приходится сталкиваться с аэродинамикой другого характера. Так что клин в их случае никакого преимущества не несет. Они используют другие виды построения или летят разрозненно. Это доказали результаты эксперимента. Ученые построили модель передвижения клином группы птиц с меньшим и большим весом, нежели у ибисов, и пришли к выводу, что выгода от клинообразного строя возникает только у крупных птиц.

После таких открытий сложно говорить о том, что птицы обделены интеллектом. Хотя, наверное, здесь речь идет об удивительной мудрости природы. Она наделяет свои творения всеми способностями, необходимыми для успешного выживания вида, и клиновидный строй перелетных птиц — яркое тому подтверждение.

Видео по теме: «Вовсе не случайно: почему птицы летают клином»