Ученые установили, что размеры летающих птиц в природе ограничены скоростью роста перьев. Об этом сообщает Nature News, а статья исследователей появилась в журнале PLoS Biology.
В рамках работы биологи изучили 43 вида птиц. Для каждого вида определялась длина полетных перьев, а также скорость их роста. В результате исследователи установили эмпирический закон, по которому длина полетных перьев пропорциональна массе птицы в степени 1/3. При этом скорость роста пропорциональна массе птицы в степени 1/6.
При этом известно, что птичьи перья изнашиваются достаточно быстро: они подвержены механическим повреждениям, воздействию бактерий и ультрафиолета. Из закона легко видеть, что при большой массе времени на отрастание перьев у пернатого будет уходить слишком много: при этом птица не способна летать.
Новые результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными. Уже достаточно давно ученые пытались определить максимальные ограничения на размер летающей птицы. Они исходили из общефизических соображений, рассчитывая подъемную силу крыльев и соответствующую мускульную массу. Например, птицы которые машут крыльями, а не парят, не могут быть тяжелее 15 килограммов.
Однако верхняя грань оценки не достигалась, всегда оставался некий "зазор" между тем, сколько птицы могут весить, и сколько они в действительности весят. По словам исследователей, данный "зазор" объясняется тем, что ограничения по росту перьев являются более строгими, чем простые аэродинамические оценки.
Известно, что линьке подвержены все современные птицы. При этом существует несколько стратегий этого процесса. Небольшие пернатые почти полностью меняют комплект перьев один-два раза в год. Перья заменяются последовательно, поэтому птицы не теряют способность летать. Процесс линьки у более крупных сородичей может проходить несколько лет. Некоторые птицы, например, утки, меняют все перья одновременно, и в течение некоторого времени оказываются не способны летать.