Самые быстрые охотники и самые медленные рыбаки в небе

Утка может незаметно войти в пруд, наклонить тело и уже через несколько минут вынырнуть с рыбой в клюве; морская птица, напротив, нередко долго кружит, ныряет и вновь прерывает атаку, прежде чем добыть тот же трофей. Как выясняется, высокая скорость в воздухе плохо связана с эффективностью охоты в воде.

То, что со стороны выглядит неуклюжестью, на деле в основном является следствием конструктивных компромиссов. У уток перепончатые лапы, плотное оперение и форма тела, настроенная на плавучесть и устойчивое движение в воде. Благодаря этому короткие, неглубокие нырки обходятся им дёшево с точки зрения энергозатрат и создаваемого сопротивления. Многие морские птицы, напротив, эволюционно оптимизированы под высокое аэродинамическое качество в воздухе. Длинные, узкие крылья и лёгкий скелет минимизируют аэродинамическое сопротивление, но становятся недостатком при входе в более плотную среду, где определяющими факторами оказываются уже гидродинамическое сопротивление и общее сопротивление воды.

Биологи описывают этот контраст через призму эффективности добычи корма и энергетического бюджета животного. Каждый нырок или пикирующее погружение должен «отбить» стоимость мышечных сокращений и возросшего потребления кислорода, что связано с базовыми понятиями вроде базального уровня метаболизма. Утки часто кормятся в ограниченных пресноводных акваториях, где добычу можно загнать в угол или отсеивать из донных отложений, поэтому вероятность успеха каждой попытки выше. Летающие охотники над открытым морем преследуют стайную рыбу, перемещающуюся в трёхмерном пространстве, что добавляет поведенческий «шум» и повышает энтропию процесса поиска, поэтому в их стратегию изначально заложено больше неудачных нырков.

Физика добавляет ещё одно асимметричное ограничение. Вход в воду с большой высоты и на высокой скорости требует предельно точного контроля угла удара о поверхность, чтобы избежать травм и максимизировать передачу импульса. Порывы ветра, блики на поверхности и преломление света искажают видимую для птицы позицию добычи. В итоге вместо одного идеального броска она совершает серию пробных нырков и микрокоррекций. Утки, уже находящиеся в воде, обходят эту проблему: они мгновенно корректируют позу и движения лап, получая непосредственную обратную связь от окружающего водного столба и обменивая рекордную скорость полёта на более тихое, но уверенное владение средой, в которой они рыбачат.

loading...