Секрет балансировки: учёные выяснили, как фламинго удаётся спать на одной ноге
Если вы когда-нибудь видели, как спят фламинго, вы наверняка задавались вопросом, зачем этим необычным птицам спать на одной ноге. Как им удаётся сохранять равновесие и отдыхать в такой, казалось бы, не слишком удобной позе?
На самом деле спать стоя, да ещё на одной ноге, было бы тяжело человеку (кто занимается йогой – тот знает, как сложно сохранять равновесие в позе «дерево», особенно с закрытыми глазами). Но у фламинго всё обстоит иначе, а секрет кроется в другой нейромеханике. Это точка, в которой сходятся биомеханика, анатомия нейробиология.
Начиная работу по изучению физиологических особенностей сна фламинго, американские исследователи сперва проанализировали научную литературу и нашли несколько теорий, объясняющих особенности сна птиц. По одной из версий, всё дело в сохранении тепла и энергии, которые теряются при долгом стоянии в холодной воде.
Другая гипотеза заключается в том, что сон на одной ноге уменьшает мышечную усталость: пока одна нога отдыхает, другая поддерживает тело. Эта теория основана на идее, что стоять на двух ногах для птиц более утомительно, чем стоять поочередно на одной и затем на другой. Но практического обоснования эта теория не получила.
Но, что самое любопытное, ноги фламинго (как и других птиц) постоянно пребывают в состоянии «согнутых колен». Если вы попытаетесь простоять в таком положении хотя бы несколько минут, ваши мышцы начнут «гореть» (йогам это положение известно как поза «стул»). У птиц подобного не происходит, хотя, казалось бы, они должны тратить колоссальные усилия для поддержания веса собственного тела.
Биологам известно, что большинство животных развили собственные способы передвижения, которые сводят к минимуму количество расходуемой энергии. У пингвинов это знаменитая «маятниковая походка», у тараканов – подпрыгивания, у гиббонов – «ковыляние» и так далее.
Другие животные развили пассивные стабилизирующие механизмы, которые позволяют им спать стоя – к примеру, это можно наблюдать у лошадей. Летучие мыши и некоторые виды птиц развили пассивные механизмы схватывания, которые позволяют им спать, не опасаясь потерять свою хватку.
Зная это, учёные решили выяснить, полагаются ли фламинго в основном на подобные пассивные механизмы нейромеханики, или же их уникальная способность развилась благодаря активной деятельности нервной системы. Чтобы это узнать, изучать пришлось не только живых фламинго, но и мёртвых.
Во время сна центр тяжести фламинго совпадает с коленным суставом, который фиксируется в одном положении и помогает птице не потерять равновесие.
Мы считаем постоянный баланс тела само собой разумеющимся и даже не догадываемся о том, что это очень активный процесс. Нервная система постоянно ощущает движение тела в его нынешнем положении и вносит коррективы, активизируя различные группы мышц. Косвенным показателем этой активности нервной системы является величина постурального влияния – силы, которую мы применяем, когда стоим на земле на одной, двух или четырёх конечностях. Это влияние можно почувствовать особенно чётко, если встать с закрытыми глазами на движущуюся поверхность – тогда тело само начинает прикладывать усилия для сохранения равновесия.
Наблюдения за ними во время сна показали удивительно небольшое постуральное воздействие, которое птицы прилагали в состоянии покоя. Когда же пернатые просыпались и начинали, к примеру, чистить перья или ухаживать за родителями (опять же стоя на одной ноге), то сила постурального влияния увеличивалась до семи раз.
Всё дело в смене положения центра тяжести. Во время сна он совпадает с коленным суставом. Бедро при этом располагается горизонтально, и суставы как бы «запираются» в нужном положении. Нога, на которой стоит птица, идёт прямо от центра тяжести – такое положение помогает сохранять равновесие и не отвлекаться на мышечные усилия.
Более подробно изучить этот вопрос помогли исследования трупа фламинго. Его поставили на одну ногу, и мёртвая птица стабильно стояла в этом положении. Когда тело попробовали наклонить вперёд и назад на 45 градусов, конфигурация осталась стабильной, а колено удерживалось под прямым углом. Положение суставов позволяло им противостоять силе тяжести, однако легко перемещаться в других направлениях (то есть из такого положении живая птица легко может начать движение в случае необходимости).
Когда же фламинго попробовали поставить на две ноги, тело животного не удержалось: был нарушен баланс равновесия. То же самое произошло, когда птицу оставили на одной ноги, но перевели сустав в положение как при стоянии на двух ногах. Учёные полагают, что это происходит из-за механизма так называемого пассивного гравитационного стояния, который прекращает функционировать, когда птица переходит на обе ноги.
Поскольку у мёртвого животного не может быть никакой мышечной активности, получается, что «одноногие» позы поддерживаются исключительно за счёт суставов. Это объясняет, вопрос с энергозатратами: их вообще не происходит, поскольку мышцы не задействованы.
Эти результаты могут пригодиться инженерам и конструкторам, которые создают человекоподобных роботов, а также протезы конечностей и механизмы с моторизированными «суставами», уверены авторы работы.
Научную статью по итогам исследования можно прочитать в журнале Biology Letters.
К слову, ранее выяснилось, что птицы могут также спать во время полёта.
nauka.vesti.ru
Страна розовых фламинго | Все о туризме и отдыхе
Накуру в Кении — озеро миллиона розовых фламинго, без преувеличения. Сотни тысяч птиц слетаются сюда, создавая настоящее зрелище для туристов. Если вам не доводилось когда-нибудь видеть фотографии сотен тысяч розовых фламинго, гнездящихся по берегам озера, то этот репортаж для вас. Заодно узнаем, почему эти птицы стоят на одной ноге.
Название озера «Накуру» на языке масаи означает «пыльное место», хотя на самом деле оно довольно болотистое, мелкое и соленое.
Но иногда это озеро накрывает настоящее розовое покрывало из сотен тысяч птиц. Фламинго здесь может набираться до 1.5 миллионов, они располагаются ярко-розовым ковром вдоль берегов озера.
Здесь фламинго бывает больше, чем где-либо на Земле, миллионы особей. Садясь и взлетая вблизи береговой линии, мириады существ образуют постоянно меняющийся узор различных оттенков розового цвета. 
Фламинго называют иногда «огненной птицей», потому что у некоторых действительно яркое оперение. Иногда фламинго называют «птицей утренний зари», потому что у других видов оперение нежно — розовое.
Тысячи и тысячи птиц:
Водоросли и ракообразные, живущие в этих озерах, являются превосходной пищей для фламинго, наблюдать за которыми настоящее удовольствие.
У фламинго тонкие длинные ноги, гибкая шея и оперенье, окраска которого варьирует от белого до красного цвета. Их особым отличительным признаком является массивный выгнутый вниз клюв, с помощью которого они фильтруют пищу из воды или ила.
Кормятся розовые фламинго, свесив голову и водя ею из стороны в сторону, так через клюв фильтруется вода. Их клюв и края языка снабжены мелкими пластинками, которые задерживают планктонные водоросли, мелких рачков, моллюсков и прочих беспозвоночных.
Характерный красный или розовый цвет их оперению придает особый пигмент из панцирей мелких ракообразных. С кормом он попадает в организм птицы, а затем и в оперение.
Фламинго настолько необычные птицы («по своему виду то же среди пернатых, что верблюд среди четвероногих», как писал о них русский путешественник Г. С. Карелин), что о них сложено немало легенд.
Как уже говорилось, озеро Накуру в Кении довольно соленое. Вообще, на соленых озерах концентрация соли может быть такая, что ее не выдерживает ни одно позвоночное животное, кроме фламинго. На это уникальное явление обратил внимание еще Ч. Даврин. «Как странно, — воскликнул он, — что живое существо способно жить в таких местах!»
Большую часть времени фламинго проводят на мелководье. Эти птицы взлетают тяжело и очень неохотно, в основном, лишь в случае опасности или отправляясь за кормом. Они долго разбегаются и, уже взлетев, продолжают «бежать по воздуху». Затем они «убирают шасси» и вытягивают ноги…
«В стае летящие фламинго представляют незабываемое зрелище, — писал профессор Н. А. Гладков. — На фоне красновато-желтого берега моря, синей его глади и бледно-синего неба тянется цепочка летящих фламинго, которые, подобно гирлянде электрических лампочек, то вспыхивают красным светом, то все вместе оборачиваются к наблюдателю серыми тонами оперения, как будто гирлянда погасла».
Естественными врагами фламинго являются лисы, волки, шакалы и крупные пернатые хищники — орланы и соколы, нередко поселяющиеся рядом с колониями.
При опасности, когда фламинго взлетают, хищнику трудно выбрать из стаи определенную жертву.
Почему фламинго стоят на одной ноге? Стояние на одной ноге фламинго, аисты и другие длинноногие птицы используют, чтобы максимально уменьшить потерю тепла при ветре. Эта потеря через непокрытые перьями ноги из-за их невыгодного соотношения объема к поверхности достаточно велика, поэтому птицы пытаются держать ноги поочерёдно в тепле хорошо изолированного оперения.
Что со стороны кажется крайне неудобной и трудной позицией, от фламинго не требует абсолютно никаких усилий. Специальное физиологическое приспособление предотвращает сгибание опорной ноги, из-за чего нога остается вытянутой даже без применения мускульной силы.
Продолжительность жизни этих красивых птиц в естественных условиях точно не известна, но в неволе они доживают до вполне солидного по птичьим меркам возраста — 30 лет.
Несмотря на внешнюю хрупкость, фламинго научились неплохо приспосабливаться к самым сложным условиям жизни. Может быть, именно поэтому археологам удалось найти останки птиц, возраст которых насчитывает 30 миллионов лет, почти идентичные современным фламинго.
turism.boltai.com
Почему фламинго стоят на одной ноге?
Фламинго можно назвать моделями животного царства. Они отличаются высоким ростом, кажутся стройными, имеют сказочную расцветку и к тому же умеют удерживать одну позу.
Механизм для удержания баланса
На днях ученые заявили о том, что они знают, почему эти необычные розовые птицы предпочитают стоять на одной ноге. Оказывается, это помогает им сохранять больше энергии, чем в том случае, когда они стоят на двух ногах.
Исследователи из США обнаружили, что ноги фламинго имеют механизм, который фиксирует их на одном месте, когда они их выпрямляют. Это значит, что фламинго не растрачивают мышечную активность, стоя на одном месте.
Как сохраняется энергия
Профессор Янг Хи Чанг из Технологического института Джорджии и доктор Лина Тинг из Университета Эмори в Атланте предположили, что ноги птиц должны иметь механизм, позволявший фиксировать их суставы на одном месте. Они изучили двух умерших птиц из Бирмингемского зоопарка, однако ничего не смогли обнаружить. Но когда Чанг попробовал придать птице вертикальное положение, удерживая ее за ноги, он увидел, что они зафиксировались на одном месте и стали очень жесткими. В этот момент ученые поняли, что им удалось наткнуться на что-то особенное. Если ноги мертвой птицы имели такие особенности, то вероятно, живой фламинго также был на это способен.
Как ни странно, мертвые фламинго не смогли удерживать ту же позу, когда ученые попытались поставить их на обе ноги. Это позволило предположить, что фламинго приходится тратить больше усилий, а следовательно, и энергии, чтобы стоять на двух ногах.
Затем исследователи изучали поведение восьми живых неполовозрелых фламинго в зоопарке Атланты. Чтобы понять, как птицы удерживают баланс, ученые разместили их на пластине, такой как весы для ванной комнаты, и подождали, когда те уснут. Они обнаружили, что, когда фламинго были не активны, они меньше качались на одной ноге. Если быть более точным, во время сна они раскачивались в семь раз меньше, чем в период бодрствования.
О чем свидетельствуют результаты исследования
Результаты их наблюдений, опубликованные в журнале Biology Letters, позволяют предположить, что фламинго полагаются на пассивный механизм для поддержки баланса, а не активный, для которого требуются мышечные усилия.
Это кажется парадоксальным, потому что людям, как правило, трудно удерживать баланс, стоя на одной ноге, поскольку это требует больше энергии, контроля и усилий. Но фламинго чаще используют свои ноги для длительного стояния, а не ходьбы, поэтому для них такой механизм оказался более энергоэффективным.
Исследователи настаивают на необходимости проведения дополнительных тестов, чтобы лучше понять этот механизм. Однако его открытие может иметь множество практических применений. Это помогает объяснить, почему другие птицы, такие как цапли и аисты, часто делает то же самое. Кроме того, это поможет в развитии робототехники и разработке протезов в будущем.
Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание
fb.ru
Страна розовых фламинго — НеПутевые заметки
Накуру в Кении — озеро миллиона розовых фламинго, без преувеличения. Сотни тысяч птиц слетаются сюда, создавая настоящее зрелище для туристов. Если вам не доводилось когда-нибудь видеть фотографии сотен тысяч розовых фламинго, гнездящихся по берегам озера, то этот репортаж для вас. Заодно узнаем, почему эти птицы стоят на одной ноге.
Название озера «Накуру» на языке масаи означает «пыльное место», хотя на самом деле оно довольно болотистое, мелкое и соленое.
Но иногда это озеро накрывает настоящее розовое покрывало из сотен тысяч птиц. Фламинго здесь может набираться до 1.5 миллионов, они располагаются ярко-розовым ковром вдоль берегов озера.
Здесь фламинго бывает больше, чем где-либо на Земле, миллионы особей. Садясь и взлетая вблизи береговой линии, мириады существ образуют постоянно меняющийся узор различных оттенков розового цвета.
Фламинго называют иногда «огненной птицей», потому что у некоторых действительно яркое оперение. Иногда фламинго называют «птицей утренний зари», потому что у других видов оперение нежно — розовое.
Тысячи и тысячи птиц:
Водоросли и ракообразные, живущие в этих озерах, являются превосходной пищей для фламинго, наблюдать за которыми настоящее удовольствие.
У фламинго тонкие длинные ноги, гибкая шея и оперенье, окраска которого варьирует от белого до красного цвета. Их особым отличительным признаком является массивный выгнутый вниз клюв, с помощью которого они фильтруют пищу из воды или ила.
Кормятся розовые фламинго, свесив голову и водя ею из стороны в сторону, так через клюв фильтруется вода. Их клюв и края языка снабжены мелкими пластинками, которые задерживают планктонные водоросли, мелких рачков, моллюсков и прочих беспозвоночных.
Характерный красный или розовый цвет их оперению придает особый пигмент из панцирей мелких ракообразных. С кормом он попадает в организм птицы, а затем и в оперение.
Фламинго настолько необычные птицы («по своему виду то же среди пернатых, что верблюд среди четвероногих», как писал о них русский путешественник Г. С. Карелин), что о них сложено немало легенд.
Как уже говорилось, озеро Накуру в Кении довольно соленое. Вообще, на соленых озерах концентрация соли может быть такая, что ее не выдерживает ни одно позвоночное животное, кроме фламинго. На это уникальное явление обратил внимание еще Ч. Даврин. «Как странно, — воскликнул он, — что живое существо способно жить в таких местах!»
Большую часть времени фламинго проводят на мелководье. Эти птицы взлетают тяжело и очень неохотно, в основном, лишь в случае опасности или отправляясь за кормом. Они долго разбегаются и, уже взлетев, продолжают «бежать по воздуху». Затем они «убирают шасси» и вытягивают ноги…
«В стае летящие фламинго представляют незабываемое зрелище, — писал профессор Н. А. Гладков. — На фоне красновато-желтого берега моря, синей его глади и бледно-синего неба тянется цепочка летящих фламинго, которые, подобно гирлянде электрических лампочек, то вспыхивают красным светом, то все вместе оборачиваются к наблюдателю серыми тонами оперения, как будто гирлянда погасла».
Естественными врагами фламинго являются лисы, волки, шакалы и крупные пернатые хищники — орланы и соколы, нередко поселяющиеся рядом с колониями.
При опасности, когда фламинго взлетают, хищнику трудно выбрать из стаи определенную жертву.
Почему фламинго стоят на одной ноге? Стояние на одной ноге фламинго, аисты и другие длинноногие птицы используют, чтобы максимально уменьшить потерю тепла при ветре. Эта потеря через непокрытые перьями ноги из-за их невыгодного соотношения объема к поверхности достаточно велика, поэтому птицы пытаются держать ноги поочерёдно в тепле хорошо изолированного оперения.
Что со стороны кажется крайне неудобной и трудной позицией, от фламинго не требует абсолютно никаких усилий. Специальное физиологическое приспособление предотвращает сгибание опорной ноги, из-за чего нога остается вытянутой даже без применения мускульной силы.
Продолжительность жизни этих красивых птиц в естественных условиях точно не известна, но в неволе они доживают до вполне солидного по птичьим меркам возраста — 30 лет.
Несмотря на внешнюю хрупкость, фламинго научились неплохо приспосабливаться к самым сложным условиям жизни. Может быть, именно поэтому археологам удалось найти останки птиц, возраст которых насчитывает 30 миллионов лет, почти идентичные современным фламинго.
zametki.club
Маленький фламинго учился стоять на одной ноге и попал на видео. Ридус
В соцсетях стало вирусным видео, в котором маленький фламинго учится стоять на одной ноге. Пока ещё белоснежная птичка смешно поднимает одну лапку и пытается поджать её так, чтобы удержаться на весу, стоя на одной ноге. Также в кадр попали розовые ноги взрослого фламинго, предположительно родителя, который наблюдает за успехами пернатого отпрыска.
Забавный ролик собрал почти 35 тысяч лайков на Reddit и 400 комментариев, в которых люди поделились своими знаниями о фламинго.
До сих пор я никогда не видел детёныша фламинго и даже не думал о нём, но, боже мой, я так рад, что теперь у меня есть это видео!
Это восхитительно, у маленького фламинго ноги утки)
Фламинго — моя любимая птица, и это абсолютно прекрасное видео!
Малыш: „А нельзя мне просто встать на обе ноги?“
Суровый отец: „Нет, это традиция! Заткнись и ешь креветки“.
При исследовании фламинго учёные обнаружили, что положение на одной ноге не требует от них буквально никакой мышечной энергии для поддержания. Их скелет и связки устроены так, что одна нога вверх — это максимально удобная позиция.
Это я на занятиях йогой.
Или я пытаюсь надеть штаны.
Я как раз собирался сказать, что меня так трясёт, когда я делаю приседания пистолетиком.
И всё-таки, почему эти птицы стоят на одной ноге?!
Одно из объяснений загадки, почему фламинго стоят на одной ноге, заключается в том, что так розовые птицы сохраняют тепло тела, помещая в холодную воду только одну ногу. Другая версия, которую высказывают учёные на протяжении многих лет, состоит в том, что такая позиция уменьшает усталость мышц.
А их перья становятся розовыми из-за их диеты, правильно?
Да! Это всё креветки.
Или их розовый цвет вызван приливом крови из-за стресса от стояния на одной ноге))
Теперь я знаю, что фламинго — самые милые животные на земле)) Спасибо за видео!
А вы встречали фламинго?
www.ridus.ru
Ученые разгадали секрет равновесия фламинго
Dustin and Jennifer Stacey / Flickr.com
Биологи из университета Эмори и Технологического института Джорджии (США) предложили ответ на вопрос: «Почему фламинго стоит на одной ноге?» Ученые выяснили, что особенности анатомии позволяют птицам стоять на одной ноге, практически не затрачивая мышечных усилий, то есть в такой позе они экономят энергию. Исследование опубликовано в Biology Letters, разъяснительная статья авторов вышла в The Conversations.
Фламинго обитают на мелководье и проводят много времени, стоя на одной ноге. Исследователи считают, что птицы таким образом экономят тепло, стоя в холодной воде. Согласно другой гипотезе, стоя на одной ноге и периодически меняя ее на другую, фламинго уменьшают мышечную усталость. При этом авторы гипотезы предполагают, что стоя на двух ногах птицы устают больше, чем стоя на одной. Но и в такой позе фламинго тратят много мышечной энергии, так как вынуждены периодически «менять» ногу. Однако, никто еще не проверял, действительно ли они расходуют большое количество энергии на активацию мышц и поддержание неудобного, на первый взгляд, положения.
Авторы нового исследования решили выяснить, как фламинго поддерживают равновесие в спящем и активном состоянии. А также, есть ли у них стабилизирующий мышечно-скелетный механизм, позволяющий им удерживать неудобную, на первый взгляд, позу.
В первом эксперименте принимали участие подросшие птенцы фламинго. Их поставили на «силовую» платформу — устройство, позволяющее оценить смещение центра тяжести стоящей на ней птицы. Затем исследователи измерили постуральный тремор (непроизвольные движения, возникающие при удерживании позы) у спящих и бодрствующих птиц, стоящих на одной и на двух ногах. Оказалось, что когда фламинго спали, стоя на одной ноге, они практически не двигались. Если же они были активны и чистили перья или ссорились с другими птенцами, скорость непроизвольных движений возрастала в разы.
а) «силовая» платформа для измерения смещения центра тяжести; b, c, d) центр тяжести у спящей, бодрствующей и бодрствующей и двигающейся птицы.
Young-Hui Chang, Lena H. Ting / Biology Letters, 2017
Чтобы изучить стабилизирующий механизм, позволяющий фламинго без усилий стоять на одной ноге, авторы работы исследовали трупы взрослых фламинго. Очевидно, что у мертвых птиц мышцы уже не действуют, поэтому, исследуя трупы можно выяснить, при каком положении суставов сохраняется устойчивая поза, похожая на «стойку» живых птиц. Исследователи закрепили тела фламинго так, чтобы имитировать «стойку» на одной ноге. Затем они стали наклонять птиц вперед и назад, и в это время изучали механику их движения. Кроме того, один из музеев предоставил исследователям скелет фламинго по которому они изучили строение суставов конечностей птиц.В результате авторы работы обнаружили стабилизирующий механизм, позволяющий птицам поддерживать равновесие, стоя на одной ноге. В силу анатомических особенностей тазобедренные и коленные суставы у фламинго находятся недалеко друг от друга и рядом с центром массы птицы. Сочленение в центре ноги на самом деле не колено, а лодыжка. Из-за того, что центр массы расположен перед коленом и вблизи него, под действием силы тяжести в тазобедренном и коленном суставах возникают сгибающий и разгибающий моменты соответственно. В то же время, строение суставов ограничивает амплитуду этих движений. Для поддержания равновесия важно положение опорной ноги: чтобы обеспечить устойчивое положение тела, она должна отклоняться немного назад, к тазобедренному суставу. В этом случае тело птицы фактически превращается в перевернутый маятник, и она может удерживать равновесие во время сна практически без мышечных усилий.
а) положение ноги у спящего фламинго. Синими точками отмечены суставы, синими стрелками — вес тела и сила реакции опоры; b) вертикальные силы, действующие на тело. Вес тела равен силе реакции опоры; с) силы, действующие на тазобедренный и коленный суставы. На коленный сустав действует разгибающий момент (Mk) и сила реакции опоры (Ky), на тазобедренный — сгибающий момент (Mh) и сила реакции опоры (Hy). Ky и Hy равны весу тела.
Young-Hui Chang, Lena H. Ting / Biology Letters, 2017
Сейчас на планете насчитывается шесть видов фламинго — два из них обитают в Старом свете: в Африке, Средиземноморье, Центральной и Южной Азии, а четыре — в Центральной и Южной Америке. Птицы живут колониями по берегам мелководных водоемов и лагун. Питаются фламинго в основном мелкими рачками, а знаменитую розовую окраску им придают каротиноиды, содержащиеся в пище.
Екатерина Русаковаnplus1.ru
Почему фламинго все время стоят на одной ноге
Фламинго известны своей способностью спать или просто отдыхать, стоя на одной ноге. Подолгу оставаться в неудобном положении птицы могут благодаря особой механике ног.
Существует ряд причин, по которым птицы стоят на одной ноге. Это им, например, помогает сохранить тепло
Фламинго — теплокровные, они много времени проводят в воде, даже когда не охотятся. Как известно, прохладная вода быстро охлаждает температуру тела, но чем меньше конечностей будет охлаждаться, тем нереальнее будет замерзнуть. Фламинго на одной ноге теряет примерно на 40-70% меньше тепла, чем сородичи на двух.
Даже неживые птицы превосходно стоят на одной ноге без всякой поддержки. Многое, безусловно, зависит от их необычного телосложения. У них особая механика мышц, позволяющая даже спать на одной ноге.
Исследователи обратили внимание на то, что стоящие на одной ноге фламинго могут практически не двигаться. В то же время, стоя в этой же позе, они могут взаимодействовать друг с другом.
Данная поза у фламинго обусловлена меньшей энергозатратностью. На двух ногах требует больше мускульных усилий, нежели на одной. Как правило, фламинго не прилагают вообще никаких усилий в этой позе. Попробуете простоять хотя бы час так? Вряд ли это будет легко.
petpop.cc