Zooritual.su

Зоо Мир
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Крыло летучей мыши

Отряд рукокрылые – летучие мыши

Рукокрылые, единственные из млекопитающих, освоили искусство машущего полета. Их передние конечности преобразованы в крылья, удлиненные кости пальцев, подобно спицам, поддерживают летательную перепонку, натянутую между передними и задними лапами и хвостом. Передний палец крыла свободен от перепонки и оканчивается цепким когтем, используемым при лазанье. В скелете рукокрылых, как у птиц, есть киль, к которому крепятся мощные грудные мышцы.

Особенности поведения рукокрылых

Рукокрылые — это очень большой отряд, включающий около 1 тыс. видов. Сюда входят летучие мыши и более примитивные крыланы. Рукокрылые распространены по всему свету, особенно в тропиках и субтропиках. У разных видов длина тела составляет от 3 до 42 см. Все эти животные активны в сумерках или ночью, а день проводят в кронах деревьях или в укрытиях — на чердаках домов, в дуплах, пещерах, где нередко образуют огромные колонии. Зверьки, живущие в умеренных широтах, на зиму впадают в спячку или улетают в более теплые районы.

Рукокрылые хорошо приспособлены к длительному активному полету. Мелкие виды летучих мышей по маневренности полета превосходят большинство птиц. Кроме того, рукокрылые ловко лазают по вертикальным поверхностям, цепляясь когтями за мелкие неровности. Чтобы ориентироваться в темноте, летучие мыши используют эхолокацию. Они испускают серии ультразвуковых писков и по их отражениям от предметов определяют местонахождение, размер, форму и даже мельчайшие детали поверхности. Таким способом рукокрылые не только находят пищу, но и вовремя поворачивают, чтобы не натолкнуться в полете на препятствие.

Питание летучих мышей

Питаются рукокрылые насекомыми, а некоторые тропические виды — плодами деревьев или нектаром цветов (ряд видов тропических растений приспособились к опылению только рукокрылыми). В Южной
и Центральной Америке есть летучие мыши-рыболовы. Многие люди не любят и боятся летучих мышей, но большинство из них (особенно насекомоядные) приносят огромную пользу, уничтожая вредителей
сельского хозяйства, а также комаров и москитов.

Представители семейства вампировых питаются в основном кровью теплокровных животных (отсюда название семейства). Они бесшумно опускаются на тело спящей жертвы или подбираются к ней по земле, прорезают кожу острыми, направленными вперед резцами и присасываются к ранке. Жертва обычно не чувствует укуса, потому что слюна вампиров содержит обезболивающие вещества. Благодаря содержащемуся в слюне антикоагулянту (веществу, препятствующему свертыванию крови) кровь продолжает течь из ранки в течение нескольких часов.

Язык вампира устроен таким образом, что его боковые части заворачиваются к низу, образуя трубку, по которой животное всасывает кровь. За сутки вампир выпивает кровь весом в половину собственного тела. Вампиры опасны также и тем, что являются переносчиками бешенства и других болезней, опасных для человека и домашних животных.

Размножение рукокрылых (летучих мышей)

Рукокрылые размножаются один раз в год. Обычно самка приносит 1—2 детенышей, которые сразу повисают на ее сосках, расположенных на груди. Детеныш держится за соски матери молочными зубами. В таком положении он находится все время в первые дни жизни. О потомстве заботится только самка. У некоторых видов рукокрылых (например, крыланов) самка постоянно носит новорожденного детеныша
на себе, пока он не научится летать. Другие виды на время охоты оставляют потомство в убежищах, где они образуют группы — что-то вроде детских садов.

Крылья летучих мышей

В один из октябрьских дней 1890 года над парком близ замка Арменвилье поднялось в воздух необычное сооружение, форма крыльев которого в точности воспроизводила строение крыла летучей мыши.

Конструктор аппарата французский изобретатель Клеман Адер недолго ломал голову, придумывая имя своему детищу,- лучшего названия, чем «Летучая мышь», не нашлось. По тем временам полет прошел сравнительно удачно, без крупных происшествий. А через семь лет, в 1897 году, Адер, не отступая от идеи «крыла летучей мыши», построил и испытал аппарат «Авион», которому не пришлось просуществовать слишком долго — пролетев около 300 метров, он упал и разбился…

Читать еще:  Что пьют летучие мыши

Пионером-первооткрывателем нелегко быть в любом деле. Природа, однако, не делала для себя открытия, принимаясь за сотворение рукокрылых. Это была ее не первая, но, видимо, последняя удачная попытка вывести в воздух еще одну группу живых существ. Позади остались длительные и многоступенчатые опыты создания летающих беспозвоночных, рептилий, птиц. Много, ох как много времени потребовалось ей для того, чтобы обеспечить взлет каждой из этих групп животных. А сколько ненужного живого материала пришлось ей отбросить, чтобы каждый раз по-новому, учитывая специфику своих подопечных, приспосабливать их к освоению в душного океана.

До недавнего времени происхождение рукокрылых связывали с примитивными древесными насекомоядным, которые от современных отличались укороченными мордочками и наличием перепонки между передними и задними конечностями. Перепонка вначале предназначалась для облегчения передвижения при прыжках с ветки на ветку, играла роль парашюта, давала зверькам возможность совершать планирующие прыжки-полеты. Эта перепонка в дальнейшем должна была послужить сыры материалом для образования совершенных, пригодны для настоящего полета крыльев.

Однако советский ученый К. К. Панютин, опираясь на анатомофизиологические исследования летательной перепонки рукокрылых и планирующих млекопитающих (белки-летяги), поставил под сомнение это традиционное, прочно устоявшееся мнение о происхождении рукокрылых. Он предложил совершенно иную гипотезу. Не вдаваясь в подробности, скажем только, что согласно этой гипотезе предками рукокрылых были мелкие, малоподвижные (!) млекопитающие. Эти животные подвешивались на тонких ветках снизу, наподобие ленивцев. По-видимому, они предпочитали питаться насекомым. На первых этапах эволюции происходило разделение функций конечностей животных. Уменьшалось участи передних конечностей в передвижении и закреплении, увеличивалась их роль в доставании, подтягивании пищевых объектов. Этому способствовало и развитие задних конечностей, обеспечивающих надежную фиксацию тел зверька под веткой в подвешенном состоянии. Позднее именно на базе удлиненных передних конечностей, как полагают, и возникли крылья рукокрылых.

Устройство крыла летучих мышей сильно отличается от крыла птиц, у которых основная несущая плоскость маховые перья, крепятся к костям предплечья. Жесткость птичьего крыла обеспечивается упругими стержня: маховых перьев. У летучих мышей удлиненные передние конечности и пальцы служат ребрами жесткости, а натянутая на них перепонка образует несущую поверхность крыльев. Перепонкой покрыты все пальцы за исключение больших, которые значительно короче остальных четырех и, как обычные пальцы млекопитающих, имеют острые коготки. Впрочем, у многих видов крыланов когтями снабжен еще и «указательный» палец. Сзади перепонки прикрепляются к «ногам» рукокрылых, оставляя при этом свободными фаланги пальцев. Задние конечности соединены межбедренной перепонкой. Размеры и строение ее у разных семейств рукокрылых различны и могут служить систематическим признаком.

Крылья летучих мышей в полете испытывают значительные нагрузки, величина которых зависит от размеров тела зверька, относительной площади крыльев и скорости полета. С увеличением размеров животных и скорости их передвижения возрастает и нагрузка на крылья.

Скорость полета связана с формой крыла. Относительно высокие скорости, а вместе с тем и удлиненные крылья характерны для крупных насекомоядных, крупных и средних плодоядных, для рыбоядных рукокрылых. Эти виды летают на далекие расстояния или охотятся за насекомыми высоко над пологом леса. Совершенно противоположное наблюдается у летучих мышей, приспособившихся к полету в лесу, где большую скорость развить невозможно, да и дальние перелеты совершать нелегко. Это зверьки в основном мелкие, питающиеся насекомыми или растительной пищей.

Читать еще:  Сколько в среднем живут мыши

Таким образом, потенциальная способность летучих мышей к полетам с той или иной скоростью может служить показателем приспособленности вида к питанию на участках с различным количеством препятствий для полета. Быстролетные виды охотятся обычно в открытых пространствах, а виды с медленным полетом — в пространствах ограниченных. Но если быстролеты не могут пользоваться правом охоты во владениях «медлительных», то последние, напротив, имеют возможность добывать себе хлеб насущный в тех местах, где хозяйничают их стремительные сородичи. Поэтому им порой бывает легче прожить: если не хватает пищи у себя, летят к соседям в открытые ландшафты.

Наибольшая изменчивость формы крыла характерна для подотряда кожанов и особенно для тех его представителей, которые питаются насекомыми. Ученые установили: чем уже и острее крыло, тем быстрее полет животного. Степень «узкокрылости» у летучих мышей, которая определяется путем расчетов по специальной формуле, находится почти в прямой зависимости от скорости их передвижения в воздухе.

В зависимости от сложившейся обстановки летучей мыши в полете часто приходится регулировать скорость. Это достигается благодаря изменению частоты взмахов крыльев или изменением характера полета.

Изучая способы передвижения летучих мышей в воздухе, А. П. Кузякин пришел к выводу, что можно выделит три основных типа полета. Самым обычным для рукокрылых является так называемый гребной полет. В это случае движения крыла зверька сходны с движениям крыла птицы и напоминают чередование взмахов лодочных весел. Сначала крыло опускается вперед и вниз, потом поднимается назад и вверх. Особую форму гребного полета представляет порхающий или трепещущий полёт! Зверек при этом держится в воздухе на одном месте или перемещается по вертикали.

К порхающему полету хорошо приспособлены рукокрылые, питающиеся пыльцой и нектаром. Среди представителей нашей фауны летучих мышей техникой махающего полета прекрасно владеют ушаны. Благодаря этому они часто отыскивают и ловят насекомых, сидящих на ветках и листьях деревьев.

Летучие мыши, как и птицы, способны к планирующему полету. Правда, они не могут парить подобно птицам в потоках восходящего воздуха. Планирующий полет у рукокрылых — это, скорее, пассивное скольжение по воздуху, сходное с тем, которое совершают белки-летяги во время прыжков. Для того чтобы спланировать, животному вначале необходимо приобрести некоторую скорость. Если летяги набирают эту скорость, отталкиваясь лапами от веток, то летучая мышь — в гребном полете. Сочетание планирующего полета с активным движением позволяет рукокрылым более экономно расходовать свои силы. При этом зверьки часто применяют скольжение по воздуху даже в ответственные моменты лова насекомых. Рыжая вечерница, например, в погоне за майским жуком пикируя, может пролететь несколько десятков метров, а затем, ухватив добычу и используя приобретенную во время падения большую скорость, взлететь вверх.

У птиц по сравнению с летучими мышами есть в полете одно преимущество — они могут в довольно значительны, пределах изменять длину и площадь крыльев, что очень удобно при пролетах на разных скоростях. Рукокрылые же почти лишены такой возможности. Это обусловлено тем, что кистевой отдел крыла летучих мышей не может подгибаться без ослабления натяжения всей перепонки.

Эта особенность крайне затрудняет планирование летучих мышей на больших скоростях. Зато рукокрылые в отличие от птиц могут свободно менять очертание профиля крыла. А такая способность незаменима при вертком маневренном полете, А. П. Кузякин укреплял легкие деревянные распорки между предплечьем и пальцами на крыльях рыжей вечерницы таким образом, что зверьки не могли регулировать профиль своего крыла. На скорости полета введение «дополнительных деталей» почти не отразилось, но животные предпочитали держаться на одной высоте и не делать резких поворотов.

Читать еще:  Сибирская летучая мышь

Наблюдая летними вечерами за полетом летучих мышей, прежде всего, поражаешься той ловкости и быстроте, с какой они искусно меняют направление своего движения. Одно мгновение необходимо зверьку, чтобы круто развернуться, взмыть вверх или войти в глубокое пике. Какие же механизмы используют они для управления полетом? Оказывается, в основном крылья.

Крыло летучей мыши

Новое исследование американских ученых показало, что летучие мыши пользуются гибкостью своих крыльев для сохранения энергии в полете.

Группа ученых из Университета Брауна (США) во главе с Аттилой Бергоу и Дэниелом Рискином интересовалась тем, как рисунок движения крыльев летучих мышей изменяется в зависимости от размера животных. Исследования проводились в аэродинамической трубе на 27 летучих мышах шести видов с помощью высокоскоростной съемки 1000 кадров в секунду.

Ученые пытались выяснить, как часто происходили взмахи крыльями, на какую длину вытягивались крылья, когда они опускались и поднимались при взмахе. Путем препарирования было подсчитано распределение массы в разных частях крыла животного. Первые результаты ученые опубликовали в 2010 году в Journal of Experimental Biology и приступили к дальнейшему анализу собранных данных.

При взмахе вверх площадь крыла уменьшается, а вместе с этим – сопротивление движению крыла в воздухе (в этом направлении). Уменьшение размаха достигается благодаря сгибу в суставах. При движении вниз крыло раскрывается как зонтик, площадь крыла увеличивается, повышается подъемная сила и создается тяга вперед.

Наблюдения и расчеты показывают, что, слегка изгибая крыло при подъеме, летучие мыши используют только 65% от всей энергии, которую бы потратили, оставь они своё крыло в этот момент полностью вытянутым. Летучие мыши имеют тяжелые, мускулистые крылья с гибкими суставами и используют эту гибкость, чтобы компенсировать массу крыльев.

Анализируя детали того как летучие мыши разворачивают и сворачивают крылья, преподаватель экологии и эволюционной биологии в Университете Брауна Шарон Шварц предполагает, что это движение возникло не случайно, поскольку оно энергетически более выгодно животному. Команда исследователей признает, что аэродинамика играет большую роль в энергоэффективности полета.

Аттила Бергоу, физик, удивился, узнав, что экономия энергии оказалась столь велика. Тем более, расчеты показывают, что летучим мышам действительно приходится тратить много энергии, чтобы изогнуть свои крылья, а потом выпрямить их снова перед опусканием.

Исследования полета летучих мышей в аэродинамической трубе и анализ движения действующих сил на крыло в процессе полета неоднократно проводились в середине ХХ века отечественными и зарубежными учеными. Благодаря новому исследованию удалось рассмотреть движение крыла в деталях и оценить энергоэффективность полета.

Аппарат «Авион» в парижском Музее искусства и ремесел

Крылья с перьями обеспечивают птицам полет на десятки тысяч километров. В отличие от пернатых, достигших аэродинамического совершенства, летучим млекопитающим приходится туго, ведь без перьев аэродинамическое качество крыла значительно ниже. Способ полета летучей мыши ярко показывает, как в результате эволюции было создано адаптивное крыло – подстраивающееся под действие нагрузок для оптимизации затрат на осуществление полета.

На заре авиации многие конструкторы видели в крыле летучей мыши реально осуществимую конструкцию при тогдашнем уровне развития техники и технологии. Например, французский конструктор Клеман Адер в конце XIX века построил несколько аппаратов «Авион», с виду напоминающих летучих мышей (один их этих аппаратов сейчас находится в Музее искусства и ремесел в Париже).

Авиаконструкторы и сегодня пытаются использовать деформации крыла под воздействием аэродинамических нагрузок для оптимизации аэродинамического качества крылатых летательных аппаратов на различных режимах полета. Исследования финансирует ВВС США, и ученые надеются, что их работа поможет в будущем.

Автор: Евгения Храмова

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector