Почему фламинго стоят на одной ноге? Ответ дает физика

Из всех чудесных и необъяснимых вещей, что дарит нам планета, самые невероятные приходят из мира животных. Одно из самых удивительных существ в природе – фламинго. Даже внешне эти птицы очень необычны – тончайшие ноги, розовый цвет, длинная гибкая шея, вы не встретите очень уж много подобных животных. Но фламинго выделяется не только внешностью, но и довольно странным поведением. Например, можно частенько увидеть их стоящих на одной ноге. И этому есть научное объяснение, которое неожиданно разъясняет физика, а не биология.

Фламинго и наука

Представьте, что вы фламинго. Вы путешествуете в стае ради защиты. Ваши длинные тонкие ноги позволяют вам глубоко стоять в воде, оставляя тело в тепле сухим. Ваши перепончатые лапки дают возможность расшевелить обитателей илистого дна. Ваша гибкая шея и клюв позволяют без особого труда кормиться водорослями, ракообразными, личинками, мелкой рыбой и другими небольшими существами. Во время обеда фламинго почти всегда остается прочно стоять на обеих ногах, в отличие от других птиц-ныряльщиков вроде уток.

Многое из того, что мы видим в этих птицах в плане биологии и поведения, можно объяснить простой наукой.

  • Фламинго одновременно длинноногие и длинношеии, поскольку эволюция выбирает тех, кто может добыть пропитание, как на мелководье, так и на глубине.
  • Розово-красный цвет фламинго – это не следствие каких-либо врожденных пигментов. Цвет – следствие рациона птицы. Его составляют ракообразные и водоросли, богатые каротиновыми пигментами. Недостаток таких пигментов в рационе приводит к появлению более бледных и белых фламинго.

flamingo_1

Но даже если Фламинго не обедают, вы все равно часто обнаружите их в воде. Это очень общительные птицы, поэтому если один фламинго делает шаг в сторону водоема, вскоре за ним последуют и остальные. Вряд ли вы часто увидите фламинго купающимся. Когда они в воде, они довольно редко:

  • плавают
  • ходят
  • ковыряют дно
  • едят
  • купаются

Скорее всего вы просто увидите, как фламинго (в воде или изредка на суше) делают то, чем известны широкой аудитории, – стоят на одной ноге, прижав вторую к телу. Вероятно, вы зададитесь вопросом: почему природе выгодно развивать в животном поведение, при котором оно стоит на одной ноге, а не на двух. Есть важная причина, на которую ответит наука термодинамики и теплопередачи. И это, вероятно, та особенность организма, которую вы испытывали на себе, когда входили в бассейн жарким летним днем.

flamingo_2

Теплолюбивая птица

Как млекопитающие и другие птицы, фламинго являются теплокровными, с температурой тела выше, чем окружающая среда. При температуре тела где-то в 41 градус по Цельсию, фламинго теряет тепло немного быстрее, чем средний человек. Разница температур между телом фламинго и окружающим воздухом больше, чем у человеческого тела по отношению к тому же воздуху. Но если вы погрузите тело в воду (даже при условии, что она имеет ту же температуру, что и воздух), вы будете терять тепло в 25 раз быстрее.

Решающий фактор в том, насколько быстро горячий источник в холодной среде теряет свое тепло, является сочетание разности температур, площади поверхности, контактирующей с окружающей средой, и эффективности теплопередачи между горячим источником и холодной средой.

Для человека, если вы поставите только одну ногу в водоем, до лодыжки, вы погрузитесь примерно на 4% от общей площади поверхности вашего тела. Из-за разницы в скорости теплопередачи между человеческим телом и воздухом по сравнению с водой вы потеряете такое же количество тепла через одну погруженную ногу, как и через все остальное тело, если предположить, что вода и воздух имеют одинаковую температуру.

flamingo_3

А теперь вернемся к упражнению из начала текста. Представьте, что вы фламинго. Если вы стоите в воде на двух ногах, эти перепончатые ноги с огромной площадью поверхности могут легко обеспечить потерю тепла тела во много раз быстрее. Но если научиться стоять на одной ноге вместо двух, находясь в воде, тепло тела будет сохраняться быстрее.

По сравнению с фламинго, стоящим в воде на одной ноге, идентичный фламинго с двумя конечностями в водоеме потеряет где-то между 140-170% общего тепла тела. Это означает, что у фламинго, который научится стоять на одной ноге, будет больше шансов на эволюционный успех и выживание, чем у того, кто стоит на двух ногах.

Фламинго могут быть недостаточно умны, чтобы знать, что важно стоять на одной ноге в воде. Но похоже, что это поведение, которое не зависит от окружения фламинго. И, насколько ученые могут судить, нет никакого гена для того, чтобы стоять на одной ноге; скорее, это поведение, которое передается от матери фламинго к ее потомству, когда она их воспитывает.