Колибри развили удивительно гибкие клювы, которые помогают им пить нектар

Клювы колибри — их длинные, тонкие клювы — немного похожи на питьевые соломинки. Неистовая скорость, с которой они добывают нектар из цветов и кормушек на заднем дворе, может создать впечатление, что клювы тоже выполняют функцию соломинок. Но новые исследования показывают, насколько мало воды, или нектара, в этом сравнении.

В статье, опубликованной в Journal of The Royal Society Interface, международная группа под руководством Алехандро Рико-Гевары, доцента биологии в Вашингтонском университете, раскрывает удивительную гибкость клюва колибри. Группа обнаружила, что пьющая колибри быстро открывает и закрывает разные части своего клюва одновременно, совершая сложный и высокоскоординированный танец языком, чтобы молниеносно вытягивать нектар.

Для человеческого глаза эти движения едва заметны. Но для колибри они — спасательный круг.

«Большинство колибри пьют воду, паря в воздухе», — говорит Рико-Гевара. «С точки зрения энергетики это очень затратно. Прямой полет на скорости, необходимой для поездок на работу, требует меньше энергии, чем зависание в воздухе, чтобы попить. Поэтому колибри стараются минимизировать затраты энергии и пить как можно быстрее — и все это из труднодоступных мест, — что требует специальных приспособлений для скорости и эффективности».

Предыдущие исследования показали, что колибри вытягивают языки быстрыми движениями, когда пьют нектар. Но ученые не знали, какую роль играет сам клюв в процессе питания. Команда собрала высокоскоростные видеокадры отдельных колибри шести разных видов, пьющих из прозрачных кормушек на полевых участках в Колумбии, Эквадоре и США. Проанализировав кадры и объединив их с данными микро-КТ-сканирования образцов колибри в Йельском музее Пибоди, исследователи обнаружили сложные движения клюва, которые лежат в основе питья:

• Чтобы вытянуть язык, колибри открывает только кончик клюва.
• После того, как язык приносит нектар, кончик клюва закрывается.
• Чтобы втянуть нектар в клюв, колибри плотно закрывает среднюю часть клюва, слегка приоткрывая его основание.
• Затем колибри снова открывает кончик языка, чтобы вытянуть его для нового цикла. Многие виды колибри могут делать этот процесс 10–15 раз в секунду.

У колибри языки сложной формы, некоторые из которых напоминают оригами-образные узоры для раскрытия и сбора нектара. Это новое исследование показывает, насколько важен клюв для питья и что, несмотря на его жесткий внешний вид, он на удивление гибкий.

«Мы уже знали, что клювы колибри обладают некоторой гибкостью, например, они сгибают нижнюю часть клюва, ловя насекомых», — сказал Рико-Гевара. «Но теперь мы знаем, что клюв играет очень активную и важную роль в извлечении нектара, который собирает язык».

Роль законопроекта также делает колибри уникальными среди животных, поскольку они полагаются на два типа методов сбора и транспортировки жидкости: механизм лакания, официально известный как поток Куэтта, который животные, такие как собаки и кошки, используют для питья, и поток Пуазейля, механизм всасывания, используемый, например, комарами, пьющими кровь, или людьми, пьющими через соломинку. Часто животные используют один или другой подход. Колибри — редкий пример использования обоих.

«Вполне логично, что им пришлось бы использовать оба способа, учитывая необходимость добраться до нектара, находящегося глубоко в цветке, и обеспечить быстрое и эффективное питание», — сказал Рико-Гевара.

Будущие исследования могут попытаться найти мышцы, которые контролируют эти движения, и изучить, как другие виды использования клюва, например, ловля насекомых, влияют на его гибкость.

«Поскольку растения эволюционировали с цветами разной длины и формы, клювы колибри эволюционировали соответственно», — сказал Рико-Гевара. «Каждый раз, когда мы отвечаем на один набор вопросов об адаптации колибри, возникают новые. Нам предстоит узнать еще очень много».