Бег по наклонной поверхности с помощью крыльев (сокращенно «WAIR») — это беговое поведение, наблюдаемое у современных птиц , а также модель, предложенная для объяснения эволюции птичьего полета . WAIR позволяет птицам взбегать по крутым или вертикальным склонам, взмахивая крыльями, преодолевая большие уклоны, чем это возможно при беге в одиночку. Гипотеза происхождения полета с помощью WAIR предполагает, что зарождающиеся крылья динозавров -теропод использовались для продвижения животного вверх по склонам, таким как скалы или деревья, аналогично тому, как это делают современные птицы, и что мощный полет в конечном итоге развился из этого использования. [1] Во время своего предложения было высказано предположение, что WAIR, вероятно, использовался пернатыми тероподами, такими как Caudipteryx, для развития воздушного полета. [2]
Бег по наклонной поверхности с помощью крыльев был тщательно изучен на цыплятах куропатки -кеклика ( Alectoris chukar ), [2] [3] [4] и наблюдался у молодых и взрослых особей других видов курообразных , а также у сизого голубя ( Columba livia ). [5] У цыплят кеклика WAIR был экспериментально продемонстрирован путем сравнения максимальных подъемов, преодолеваемых нормальными цыплятами, с подъемами, у которых перья крыльев были подрезаны или полностью выщипаны. Как на гладких, так и на шероховатых поверхностях нормальные цыплята могли взбегать по гораздо более крутым склонам, чем две другие группы, достигая максимальных углов в 105° от горизонтали. Цыплята бегали в одиночку на склонах до 45°, затем использовали хлопанье крыльями на более крутых склонах, и максимальный успешно преодолеваемый склон увеличивался с возрастом. [2] Когда детеныши кеклика вылупляются, у них еще не развиты маховые перья. По мере развития детенышей требуется около недели, чтобы появились перья, и около трех недель, чтобы научиться летать. По мере роста детенышей кекликов и перед тем, как впервые полетать, они используют WAIR в качестве перехода к взрослому полету. [4] WAIR также изучался у австралийской кустарниковой индейки ( Alectura lathami ), хотя максимальный уклон уменьшался с возрастом, так что детеныши могли взбираться на более высокие склоны (до 110°), чем взрослые (до 70°). [6] У сизых голубей взрослые используют WAIR под углами более 65°. [5]
Эти курообразные могут использовать WAIR вместо обычного полета, чтобы достичь ветвей деревьев, потому что WAIR потребляет меньше энергии, чем обычный полет. В процессе WAIR задействовано меньше мышц, чем при обычном полете, в частности грудные и плечевые мышцы, которые участвуют в хлопанье крыльями. [5] Это дает дополнительное объяснение того, почему птицы продолжают использовать WAIR: он быстрее, чем обычный взлет, и бег требует меньше энергии, чем полет. Следовательно; задние конечности, в сочетании с крыльями, могут производить быстрые выбросы энергии, которые могут позволить птице поймать добычу. [7] Эта стратегия также позволяет сохранять энергию для использования в ситуации «бей или беги», например, чтобы избежать съеденности или поимки. [5] [6] WAIR накладывает на птицу меньше аэродинамических и физических сил, чем обычный полет птиц, что является выгодной чертой, которая может повысить ее приспособленность. [6] WAIR мог использоваться для целей баланса. [3] Многие теории предполагают, что проявление WAIR у птиц необходимо для спасения от хищников, поскольку они способны взбираться на очень крутые и вертикальные склоны (например, ствол дерева), чтобы спастись от наземного хищника. [3] [5] Другой причиной проявления WAIR может быть рассеивание или поиск пищи или ресурсов, но эта идея в основном предлагается как стратегия выживания. [7] Будь то избегание хищников, поимка добычи, повышение репродуктивного успеха или просто изменение, навязанное для рассеивания, полет среди пернатых существ превратился в весьма успешную черту.
Гипотеза WAIR о происхождении полета является версией « бегущей модели » эволюции полета птиц, в которой крылья птиц произошли от модификаций передних конечностей, которые обеспечивали прижимную силу, позволяя протоптицам взбираться по чрезвычайно крутым склонам, таким как стволы деревьев. Гипотеза была подсказана наблюдением за живыми птенцами кеклика, использующими WAIR, и предполагает, что крылья динозавров развили свои аэродинамические функции в результате необходимости быстрого бега по очень крутым склонам, таким как стволы деревьев, возможно, чтобы спастись от хищников. [2] Первоначально считалось, что птицам нужна прижимная сила, чтобы обеспечить их ногам лучшее сцепление в этом сценарии. [2] [3] Однако исследование показало, что подъемная сила, создаваемая крыльями, является основным фактором для успешного ускорения, что указывает на то, что начало способности к полету было ограничено нервно-мышечным контролем или силой, а не формой самого крыла, и что частично развитые крылья, еще не способные к полету, действительно могли обеспечивать полезную подъемную силу во время WAIR. [4] Кроме того, когда были изучены как мощность, так и работа, необходимые для WAIR, было установлено, что потребность в грудных мышцах в полете увеличивается с изменением угла. Таким образом, WAIR является гипотезой, дающей модель эволюционного перехода от наземного к воздушному перемещению, поскольку птицы скелетно адаптировались к требованиям преодоления все более крутых склонов в полете. [5] Это могло позволить более мелким, потенциально молодым манирапторанам взбираться по сторонам деревьев, чтобы спастись от хищников, которые были слишком велики, чтобы взобраться. WAIR мог присутствовать у овирапторозавров и теризинозавроидов , но поскольку взрослые особи, особенно теризинозавроиды, вероятно, ломали деревья, пытаясь взобраться, их детеныши или птенцы могли легко это сделать. Из-за этого способа избежать хищников у ранних манирапторов могли развиться длинные руки, настоящие перья и сросшиеся вилочки . [8]
Одна из возможных проблем с гипотезой происхождения полета WAIR была замечена Филиппом Сентером. Он утверждал, что ранние птицы, включая археоптерикса , не имели плечевого механизма , с помощью которого крылья современных птиц производят быстрые, мощные махи вверх. Поскольку прижимная сила, от которой зависит WAIR, создается махами вверх, Сентер утверждал, что ранние птицы были неспособны к WAIR или машущему полету. [9]
Были выдвинуты доказательства против гипотезы WAIR, утверждающие, что она слишком упрощена и не учитывает дополнительную информацию. Были предложены дополнительные механизмы, такие как когти для лазания, которые могли бы дать преимущество птицам, но отсутствуют в ископаемых записях или у современных птиц. [10] Другие аргументы против WAIR включают отсутствие ископаемых свидетельств и отсутствие дополнительных промежуточных или переходных стадий, доступных для изучения, которые могли бы предоставить дополнительные доказательства в пользу WAIR. [3] [7]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )