Z magazynu Nature
Podobnie jak wiele ptaków, pingwiny muszą pokonywać długą drogę między swoimi żerowiskami i lęgowiskami. Ale zamiast latać, pływają. Jest to ciężka podróż, która pozostawiła biologów drapiących się w głowę nad tym, dlaczego ptaki nie zachowały zdolności do latania, gdy ich zdolność do nurkowania ewoluowała. Nowe badania dowodzą, że ptaki nie mogą być zarówno mistrzami nurkowania, jak i latania, ponieważ zdolności lotnicze muszą słabnąć, gdy zwierzęta przystosowują się do nurkowania.
Raczej niż patrząc na pingwiny, zespół kierowany przez biologa Kyle’a Elliotta z Uniwersytetu Manitoba w Winnipeg w Kanadzie, zbadał gatunki nurkujących ptaków morskich, które nadal mają pewną zdolność do latania. Należały do nich kormoran pelagiczny (Phalacrocorax pelagicus), gatunek, który napędza się pod wodą za pomocą stóp z pajęczynami, oraz murena grubodzioba (Uria lomvia), która klapcze skrzydłami pod wodą, aby pływać.
Badacze oznaczyli mureny rejestratorami, które mierzyły czas nurkowania, jak również głębokość i temperaturę, a kormorany rejestratorami danych, które mierzyły głębokość, temperaturę i zmiany przyspieszenia podczas nurkowania. Wstrzykiwali też ptakom wodę znakowaną izotopami. Kiedy badacze przetestowali później ptaki, znaczniki pozwoliły im ustalić, ile dwutlenku węgla i pary wodnej wydaliły ptaki od momentu wprowadzenia wody, a tym samym obliczyć energię wydatkowaną na nurkowanie i latanie.
Zespół porównał następnie swoje wyniki z tymi, które zostały już zebrane dla ptaków takich jak gęsi i pingwiny. Stwierdzili, że zarówno kormorany, jak i mureny muszą wydatkować niezwykle duże ilości energii, aby latać – najwyższe znane wśród wszystkich ptaków latających.
Gdy przyszło do nurkowania, koszty energii dla kormoranów z napędem nożnym były znacznie wyższe niż oczekiwane dla pingwinów o podobnej wielkości. Mury napędzane skrzydłami miały koszty nurkowania niższe niż kormorany, ale wciąż o 30% większe niż te doświadczane przez pingwiny tej samej wielkości. Wyniki pojawiają się w Proceedings of the National Academy of Sciences1.
Znaleziska ujawniają migawkę pokazującą, że mruki siedzą na ewolucyjnej krawędzi noża. Elliott i jego koledzy spekulują, że ponieważ skrzydła mruczków są nadal przystosowane do lotu, tworzą one opór pod wodą. Co więcej, ich małe ciała, które są wystarczająco lekkie, aby mogły wystartować, stygną szybciej niż większe ciała pingwinów.
„Zasadniczo muszą zmniejszyć skrzydła lub urosnąć większe, aby poprawić swoje nurkowanie, a oba te czynniki uniemożliwiłyby latanie” – mówi Robert Ricklefs, ornitolog z University of Missouri-St. Louis i współautor pracy.
Ogrzewana kwestia
Jeszcze pozostają pytania o to, jak bardzo koszty energii ptaków są związane z nieefektywnym lataniem i pływaniem, a jak bardzo są związane z utrzymaniem ciepła.
„Problem polega na tym, że mruki i kormorany tracą ciepło w bardzo różny sposób”, mówi ornitolog Rory Wilson z Uniwersytetu Swansea w Wielkiej Brytanii. „Mury noszą dużo powietrza w swoich piórach i wynurzają się z nurkowania suche, podczas gdy pióra kormoranów stają się wilgotne” – mówi. Wilson dodaje, że kormorany mogą być w rzeczywistości dość wydajnymi lotnikami, ale wydają się nieefektywne w tym badaniu, ponieważ zużywają dużo energii, aby poradzić sobie z zimnym wiatrem, który owiewa ich mokre ciała.
Inni zgadzają się z zespołem Elliotta. „Wspaniale jest tak wyraźnie zobaczyć, że lot jest poświęcony dla poprawy zdolności do nurkowania”, mówi James Lovvorn, ornitolog z Southern Illinois University w Carbondale. „Teraz naprawdę potrzebujemy eksperymentu, który uwzględni koszty utrzymania ciepła.”
Ten artykuł został powielony za zgodą magazynu Nature. Artykuł został opublikowany po raz pierwszy 20 maja 2013 roku.