Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Latający robot z piórami gołębia zdradza ptasie tajemnice

Rekomendowane odpowiedzi

Robot z piórami gołębia to najnowsze dzieło naukowców z Uniwersytetu Stanforda. Korzysta ono z dodatkowego elementu, ułatwiającego ptakom latanie – możliwości manipulowania rozstawem piór i kształtem skrzydeł.

David Lentink ze Stanforda przyglądał się sposobowi pracy skrzydeł, poruszając skrzydłami martwego gołębia. Zauważył, że najważniejszy dla zmiany kształtu skrzydeł są kąty poruszania się dwóch stawów: palca i nadgarstka. To dzięki ich zmianie sztywne pióra zmieniają kształt tak, że zmienia się cały układ skrzydeł, co znakomicie pomaga w kontroli lotu.

Korzystając z tych doświadczeń Lentink wraz z zespołem zbudowali robota, którego wyposażyli w prawdziwe pióra gołębia.
Robot to urządzenie badawcze. Dzięki niemu naukowcy z USA mogą prowadzić eksperymenty bez udziału zwierząt. Zresztą wielu testów i tak nie udało by się przeprowadzić wykorzystując zwierzęta. Na przykład uczeni zastanawiali się, czy gołąb może skręcać poruszając palcem tylko przy jednym skrzydle.

Problem w tym, że nie wiem, jak wytresować ptaka, by poruszył tylko jednym palcem, a jestem bardzo dobry w tresurze ptaków, mówi Lentink, inżynier i biolog z Uniwersytetu Stanforda. Robotyczne skrzydła rozwiązują ten problem. Testy wykazały, że zgięcie tylko jednego z palców pozwala robotowi na wykonanie zakrętu, a to wskazuje, że ptaki również mogą tak robić.

Uczeni przeprowadzili też próby chcąc się dowiedzieć, jak ptaki zapobiegają powstaniu zbyt dużych przerw pomiędzy rozłożonymi piórami. Pocierając jedno pióro o drugie zauważyli, że początkowo łatwo się one z siebie ześlizgują, by później się sczepić. Badania mikroskopowe wykazały, że na krawędziach piór znajdują się niewielkie haczyki zapobiegające ich zbytniemu rozłożeniu. Gdy pióra znowu się do siebie zbliżają, haczyki rozczepiają się. W tym tkwi ich tajemnica. Mają kierunkowe rzepy, które utrzymują pióra razem, mówi Lentink.

Uczeni, aby potwierdzić swoje spostrzeżenia, odwrócili pióra i tak skonstruowane skrzydło umieścili w tunelu aerodynamicznym. Pęd powietrza utworzył takie przerwy między piórami, że wydajność skrzydła znacznie spadła.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Na Uniwersytecie w Białymstoku rozpoczęły się testy specjalnej folii mającej chronić ptaki przed kolizjami ze szklanymi powierzchniami. W ramach badań, współorganizowanych przez UwB, Fundację Szklane Pułapki, austriacką organizację BirdShades i dewelopera Unidevelopment SA, niewidoczną dla człowieka folią pokryto 300 m2 szklanych ścian budynków na uniwersyteckim kampusie. Folia, niewidoczna dla ludzkiego oka, zawiera regularnie powtarzający się wzór, który widać w ultrafiolecie. A ptasie oczy odbierają ten zakres fal.
      Wielkie powierzchnie szklane coraz częściej pojawiają się na budynkach. Są one jednak śmiertelnym zagrożeniem dla ptaków, które często giną po zderzeniu z nimi. Choć zdarza się, że świeżo umyta szyba w oknie czy drzwiach jest tak przejrzysta, że jej nie widzimy, ludzki mózg, dzięki różnym wskazówkom w postaci klamek czy cieni, jest w stanie ją „zobaczyć”. Podobnie rozróżniamy ścianę lasu od jego odbicia w lustrzanej elewacji budynku. Ptaki trochę inaczej widzą świat i prawdopodobnie również odmiennie pojmują jego elementy. Swoje lustrzane odbicie traktują jako rywala, odbicie skupiska krzewów - jako ciągłość środowiska, a zacienione elementy szyb jako szczeliny, w których - ku swojej zgubie - próbują się schować przed drapieżnikiem. Ów efekt lustra, czy sama przezroczystość przeszklonych powierzchni, jest ogromnym zagrożeniem i szacuje się, że w samych Stanach Zjednoczonych Ameryki na skutek kolizji z takimi powierzchniami ginie nawet do miliarda ptaków rocznie, mówi doktor Krzysztof Deoniziak z Wydziału Biologii UwB.
      Studenci z Koła Naukowego Biologów UwB oraz pracownicy Wydziału Biologii od ponad 2 lat prowadzą monitoring śmiertelności ptaków na skutek kolizji ze szklanymi powierzchniami. Dzięki temu dysponowali danymi, które pozwoliły na wytypowanie powierzchni najlepiej nadających się do przeprowadzenia testów. Jedną z nich jest szklana ściana budynku Wydziału Matematyki znajdująca się w bliskim sąsiedztwie zieleni otaczającej kampus, mówi Anna Winiewicz z Koła Naukowego Biologów. Latem pod tą ścianą ginie kilka ptaków tygodniowo.
      Gdy przed kilkunastoma laty projektowano kampus uniwersytecki, nikt nie brał pod uwagę zagrożenia, jakie dla ptaków będą stanowiły szklane powierzchnie. Dziś wiemy, że niektóre ściany budynków warto zabezpieczyć, aby harmonia z naturą, która jest wpisana w założenia kampusu, była pełniejsza. Musimy jednak robić to w taki sposób, by jednocześnie nie ingerować w zamysł artystyczny projektantów, by nie zmieniły się walory wizualne obiektów, mówi rektor UwB, profesor Robert Ciborowski.
      Idealnym rozwiązaniem może być folia stworzona przez organizację BirdShades. W przeciwieństwie do innych tego typu rozwiązań jest ona całkowicie niewidoczna dla ludzkiego oka, widzą ją za to ptaki. Dotychczasowe testy folii, w tunelu aerodynamicznym i na dolnośląskich wiatach przystankowych, wypadły bardzo pozytywnie. Zaczęto więc poszukiwania dużych powierzchni, gdzie można będzie ją testować. Aby to zrobić, trzeba było nie tylko znaleźć właściciela takich powierzchni, ale musiała być to instytucja zdolna do prowadzenia profesjonalnego monitoringu śmiertelności ptaków i porównania danych z latami poprzednimi. Uniwersytet w Białymstoku idealnie spełnia te warunki. Z inicjatywą przeprowadzenia tam testów wyszła Fundacja Szklane Pułapki. BirdShades nieodpłatnie przekazała folię, a firma Unidevelopment SA przekazała 20 000 zł. na koszty pokrycia nią uniwersyteckich budynków.
      Pierwsze wyniki badań skuteczności folii poznamy już za kilka miesięcy.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy opisali nową jednostkę chorobową u ptaków. Plastikoza jest powodowana przez niewielkie kawałki plastiku, które wywołują stan zapalny w przewodzie pokarmowym. Została opisana u ptaków morskich, ale odkrywcy nie wykluczają, że to tylko wierzchołek góry lodowej. Na zewnątrz ptaki te wyglądają na zdrowe, jednak nie jest z nimi dobrze, mówi doktor Alex Bond z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie. Ciągły stan zapalny prowadzi do bliznowacenia i deformacji tkanki, co negatywnie wpływa na rozwój i szanse przeżycia ptaków.
      To pierwsze przeprowadzone w ten sposób badania. Wykazały one, że spożywanie plastiku może poważnie uszkodzić przewód pokarmowy ptaków, dodaje uczony. Chorobę zidentyfikowano dotychczas u jednego gatunku, burzyka bladodziobego. Biorąc jednak pod uwagę stopień zanieczyszczenia środowiska naturalnego plastikiem, nie można wykluczyć, że dotyka ona też innych gatunków.
      Autorzy badań opisanych na łamach Journal of Hazardous Materials przez ponad 10 lat badali ptaki na wyspie Lord Howe. Zauważyli, że przebywające tam burzyki są najbardziej zanieczyszczonymi plastikiem ptakami na planecie. Zjadają plastik unoszący się na powierzchni wody, myląc go z pożywieniem. Naukowcy postanowili bliżej się temu przyjrzeć. W ten sposób odkryli nową jednostkę chorobową powodującą zwłóknienia tkanki i na wzór podobnych chorób – jak azbestoza – nadali jej nazwę plastikozy.
      Choroba ta, wywoływana przez ciągły stan zapalny spowodowany obecnością kawałków plastiku, prowadzi do formowania nadmiernego bliznowacenia i włóknienia tkanki, co zmniejsza jej elastyczność i prowadzi do zmiany struktury. Okazało się, że wśród burzyków na Lord Howe takie zwłóknienie żołądka gruczołowego jest czymś powszechnym. Dlatego też uznano to za nową jednostkę chorobową.
      Bliznowacenie tkanki narusza strukturę fizyczną żołądka gruczołowego. W miarę zwiększania się ekspozycji na plastik, tkanka poddana jest coraz poważniejszemu stanowi zapalnemu, aż do wystąpienia poważnych uszkodzeń. Dobrym przykładem plastikozy jest jej wpływ na gruczoły wydzielające soki trawienne. W miarę, jak ptak połyka kolejne kawałki plastiku, funkcje tych gruczołów ulegają coraz większemu upośledzeniu, aż w końcu dochodzi do całkowitej utraty struktury tkanki, mówi Bond. W wyniku utraty tych gruczołów, ptaki są bardziej podatne na infekcje oraz pasożyty, dochodzi również do zmniejszenie wchłaniania witamin.
      Bliznowacenie powoduje też, że żołądek staje się twardszy i sztywniejszy, co upośledza trawienie. Jest to szczególnie niebezpieczne dla piskląt i młodych ptaków, które mają mniejsze żołądki. Obecność plastiku zauważono w odchodach aż 90% młodych karmionych jeszcze przez rodziców. W ekstremalnych przypadkach prowadzi to do śmierci głodowej ptaka, którego żołądek zostaje całkowicie zapchany plastikiem. Plastikoza może mieć też wpływ na rozwój ptaków. Zauważono bowiem, że długość skrzydeł ptaków oraz waga zwierząt jest skorelowana z ilością plastiku w organizmach.
      Ptaki w sposób naturalny spożywają materię nieorganiczną, na przykład kamyki. Jednak naukowcy nie zauważyli, by prowadziło to do bliznowacenia w układzie pokarmowym. Za to obecnie w żołądku kamyki mogą rozbijać plastik na mniejsze kawałki, przez co jest on jeszcze bardziej niebezpieczny dla ptaków.
      Bond i jego zespół już wcześniej znaleźli mikroplastik w nerkach i śledzionie ptaków, gdzie również wywoływał stany zapalne, włóknienie i utratę struktury tkanki. Nie można wykluczyć, że w podobny sposób plastik wpływa na wiele innych gatunków zwierząt.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Polatuchy czy płazy potrafiące przemieszczać się lotem ślizgowym, mrówki i wiele owadów żyjących na drzewach są w stanie wykonywać w powietrzu manewry, chroniące je przed upadkiem na ziemię. Jednak mistrzem wśród nich wydaje się salamandra, która całe życie spędza w koronach najwyższych drzew na świecie, kalifornijskich sekwoi wiecznozielonych. To, co naukowcy zobaczyli w tunelu aerodynamicznym przeszło ich najśmielsze oczekiwania.
      Mają wyjątkową kontrolę nad procesem opadania. Są w stanie skręcać, obrócić się, jeśli znajdą się do góry nogami. Potrafią utrzymać odpowiednią postawę, przemieszczać ogon w górę i w dół, by wykonywać manewry. Poziom kontroli jest niesamowity, mówi doktorant Christian Brown z University of South Florida. O niezwykłych możliwościach salamandry z gatunku Aneides vagrans uczeni przekonali się podczas badań w tunelu aerodynamicznym na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.
      Salamandry zrzucano z niewielkiej wysokości w poruszającej się do góry kolumnie powietrza. O ile gatunki, które nie żyły na drzewach po prostu bezradnie opadały na siatkę zabezpieczającą, co, czego dokonywały Aneides vagrans było zadziwiające.
      Gdy zobaczyłem nagrania, najbardziej rzuciło mi się w oczy, że salamandry płynnie poruszały się w powietrzu. W ich ruchach nie było żadnych zakłóceń, żadnych zgrzytów, po prostu płynęły. Moim zdaniem, to dowód, jak głęboko w ich motoryce jest zakodowany ten mechanizm. To pokazuje, że przypadki spadania muszą mieć miejsce dość często, więc nastąpiła presja selektywna. I to nie jest swobodne opadanie, one nie lecą po prostu w dół. Wyraźnie przemieszczają się w poziomie, szybują, mówi profesor Robert Dudley, ekspert od latania zwierząt.
      To zachowanie jest tym bardziej zaskakujące, że Aneides vagrans nie różnią się wyglądem od innych salamander. Mają jedynie nieco większe łapy. Salamandry te mają duże łapy, długie nogi i ruchome ogony. Te wszystkie elementy pozwalają im manewrować w powietrzu. Dotychczas jednak sądzono, że te części ciała służą im jedynie do wspinania się. Jak się okazuje, mają one podwójną funkcję. Służą i do sprawnego wspinania i do manewrowania w powietrzu, dodaje Brown.
      U salamander brak jest oczywistych cech anatomicznych – jak np. dodatkowe fałdy skórne – które mogłyby im pomagać w poruszaniu się w powietrzu. Nie są też postrzegane jako zwierzęta o wybitnym refleksie. Tymczasem manewrowanie w powietrzu wymaga szybkich reakcji na zmieniającą się sytuację oraz umiejętności odpowiedniego ustawienia ciała i trafienia w cel. Dlatego też naukowcy chcieliby się lepiej przyjrzeć nie tylko niezwykłym umiejętnościom salamander, ale sprawdzić też czy inne zwierzęta – których o to nie podejrzewamy – mają podobne umiejętności.
      Podczas swoich eksperymentów Brown i student Erik Sathe z UC Berkeley porównywali umiejętności A. vagrans z trzema innymi gatunkami salamander, które w różnym stopniu korzystają z drzew. A. vagrans, która prawdopodobnie nigdy nie schodzi na ziemię, okazała się najlepszym lotnikiem. Niemal równie dobrymi umiejętnościami charakteryzowała się A. lubugris, która żyje na znacznie niższych drzewach, jak np. dęby. Dwa inne gatunki – żyjąca na ziemi Ensatina eschscholtzii oraz okazjonalnie wchodząca na drzewa A. flavipunctatus – bezradnie spadały na ziemię.
      Brown rozpoczął swoje badania, gdy zauważył, że salamandry, które łapał na drzewach w ramach innego projektu badawczego, bez obaw wyskakiwały z jego dłoni i lądowały z powrotem na gałęziach. Zdziwiło go to ryzykanckie zachowanie. Brown skonsultował się z Dudleyem, specjalistą od podobnego zachowania u zwierząt, a ten poradził mu przeprowadzenie badań w tunelu aerodynamicznym. Tam, używając kamery rejestrującej 400 klatek na sekundę, naukowcy zarejestrowali niezwykłe umiejętności zwierząt. Czasami były one w stanie utrzymać się w powietrzu przez 10 sekund.
      Brown uważa, że niezwykłe umiejętności zostały wykształcone jako ochrona przed spadnięciem na ziemię, ale salamandry zaczęły je wykorzystywać w swoim codziennym życiu. Wspinaczka po drzewie jest dla tych niewielkich zwierząt bardzo wyczerpująca. Ale schodzenie w dół, gdy w górze nie ma niczego do zjedzenia, jest jeszcze bardziej męczące. Salamandry celowo więc odpadają od gałęzi i opadają niżej, tam, gdzie jest pożywienie.
       


      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Nowatorskie badania, których wyniki opublikowano właśnie na łamach PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) wykazały, że do zapewnienia smacznej aromatycznej kawy konieczne są ptaki i owady. Bez tych zwierząt, z których część musi przebyć tysiące kilometrów, plony kawy mogą być nawet o 25% mniejsze, a uprawiający ją rolnicy tracą do 1066 USD na hektarze.
      Badania są pierwszymi, w których wykazano na podstawie eksperymentu polowego przeprowadzonego na 30 farmach uprawiających kawę, że łączny pozytywny wpływ ptaków i pszczół na uprawy kawy jest większy, niż każdego z tych czynników z osobna. Dotychczas naukowcy po prostu wyliczali wpływ każdego z czynników, a potem dodawali to do siebie, mówi główna autorka badań Alejandra Martinez-Salinas z Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE) w Kostaryce. Ale natura to system pełen interakcji, synergii i transakcji wymiennych. Pokazujemy ekologiczne i ekonomiczne znaczenie tych interakcji, a to jeden z pierwszych realistycznych eksperymentów w dużej skali przeprowadzonych na prawdziwych polach uprawnych.
      Na potrzeby eksperymentu badacze wybrali z USA i krajów Ameryki Łacińskiej wybrali 30 farm uprawiających kawę i manipulowali na nich wpływem zwierząt na uprawy. Robili to, między innymi, uniemożliwiając ptakom lub owadom dostęp do roślin za pomocą sieci czy pułapek. W ten sposób przetestowali cztery scenariusze. W pierwszym z nich dostęp do roślin miały tylko ptaki, które mogły w ten sposób kontrolować populację owadów szkodzących uprawą. W drugim dostęp miały tylko owady zapylającą, w trzecim zablokowano dostęp zarówno ptakom jak i zapylaczom, a w czwartym kawa była uprawiana w warunkach całkowicie naturalnych, z dostępem i ptaków, i zapylaczy.
      Okazało się, że tam, gdzie dostęp do kawy miały i ptaki, i zapylacze, ziarna były większe, bardziej jednorodne, miały więcej smaku oraz było ich więcej niż w innych przypadkach. Natomiast w sytuacji, gdy ani zapylacze, ani ptaki nie miały dostępu do upraw, plony spadały o niemal 25%.
      Badania pokazują, jak ważne jest zachowanie bioróżnorodoności. Ptaki, pszczoły i miliony innych gatunków pomagają nam przetrwać na Ziemi, zapewniają nam lepsze życie, a stoją w obliczu takich zagrożeń jak utrata habitatów czy zmiany klimatu, mówi Natalia Aristizábal. Jednym z najbardziej zaskakujących spostrzeżeń było stwierdzenie, że wiele gatunków ptaków, które chronią kostarykańskie uprawy kawy przed szkodnikami to gatunku, które przylatują z Kanady i USA. Zwierzęta przebyły więc tysiące kilometrów, a dzięki nim klienci z USA czy Kanady mogą cieszyć się smaczniejszą i tańszą kawą.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Udostępniona właśnie w sieci baza danych AVONET zawiera szczegółowe pomiary ciała ponad 90 000 ptaków należących do 11 000 gatunków. Baza to dzieło międzynarodowego zespołu naukowego, na którego czele stał doktor Joseph Toias z Imperial College London. Znajdziemy w niej informacje dotyczące 9 pomiarów morfologicznych każdego z osobników: cztery pomiary dzioba, trzy pomiary skrzydeł, pomiar długości ogona oraz pomiar jednej z nóg.
      Baza zawiera również informacje o masie ciała oraz HWI (hand-wing index), który pozwala ocenić efektywność lotu, a zatem zdolność gatunku do rozprzestrzeniania się i przemieszczania w ekosystemie.
      Już wcześniej wykazano, że dziewięć wspomnianych pomiarów jest wysoce skorelowanych z ważnymi cechami gatunków, na przykład z tym, czym się żywią i w jaki sposób poszukują pożywienia. Udostępnienie tak bogatej bazy szczegółowych pomiarów jest niezwykle ważne dla testowania różnych teorii i hipotez z zakresu ornitologii i ekologii. Dotychczas bowiem opierano się na szerszych kategoriach, jak habitat czy główne źródło pożywienia. Niektórzy badacze próbowali też łączyć funkcjonowanie ekologiczne gatunku z rozmiarami ciała, jednak istnieje tylko słaby związek pomiędzy tymi dwoma elementami. Na przykład jastrzębie i kaczki mają podobne mają podobne rozmiary ciała, jednak to niewiele mówi o ich rolach w ekosystemie.
      Pomiary dzioba, nóg i skrzydeł dostarczają zaś bardzo wielu istotnych informacji. Na tej podstawie możemy na przykład dowiedzieć się, jakie jest miejsce danego gatunku w lokalnym łańcuchu pokarmowym czy jak daleko zwierzęta się przemieszczają. Ich połączenie pozwala na znacznie bardziej precyzyjne określenie diety i zachowania gatunków niż wnioskowanie z masy czy ogólnych rozmiarów ciała.
      Naukowcy od dziesięcioleci zbierają tego typu pomiary. Mniej więcej dwie dekady temu zaczęto prace na większą skalę, początkowo badając setki gatunków, a w końcu zaczęły kiełkować pomysły ogólnoświatowych baz danych. Jednak zebrane dotychczas dane były mocno pofragmentowane, części nigdzie nie publikowano, były tez ze sobą niekompatybilne. Stąd powstał pomysł międzynarodowego projektu AVONET, którego ambicją było stworzenie jednorodnej dostępnej dla badaczy ogólnoświatowej bazy danych.
      AVONET to efekt współpracy 115 naukowców ze 106 instytucji w 30 krajach. Połączyli oni różne bazy danych. Większość informacji pochodzi z pomiarów osobników znajdujących się w zbiorach muzealnych, przede wszystkim w Muzeum Historii Naturalnej w Londynie i Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej w Nowym Jorku. Informacje te zostały uzupełnione danymi z 76 innych zbiorów. Doktor Tobias powiedział, że projekt został zrealizowany dzięki pracy olbrzymiej liczby kuratorów, kolekcjonerów i badaczy zajmujących się ptakami od połowy XIX wieku, w tym dzięki wysiłkom Darwina, Wallace'a, Shackeltona czy Audubona.
      Baza to wspaniałe narzędzie do przetestowania zasad rządzących ewolucją, wzorców, które wydają się rozpowszechnione na całym świecie, ale z jakiegoś powodu budzą spory. Na przykład, wykorzystaliśmy ją do sprawdzenia prawa Fostera mówiącego, że w zależności od warunków, gatunki na wyspach są albo mniejsze, albo większe od gatunków na kontynentach. Okazało się, że ta szczególna zasada różni się pomiędzy wyspami, a częściowy wpływ ma na to wielkość wyspy i stopień jej izolacji. Jest jeszcze wiele innych zasad, które można dzięki tej bazie sprawdzić, mówi Tobias.
      Na razie udostępniono wersję 1.0 bazy AVONET. Naukowcy już pracują nad wersją 2.0, w której znajdzie się więcej pomiarów oraz informacje na temat zachowania poszczególnych gatunków.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...