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新研究有助于解释自然如何重塑翅膀

鸟类的形状和颜色令人吃惊。但是,正是他们的体力-像秃鹰惊人的腾飞能力-吸引了人们的想象力。

一个持久的奥秘是为什么飞行样式或体型相似的鸟类没有一致的机翼形状。所有的蜂鸟,以及某些种类的猎鹰,鹰,翠鸟和雀形目都能盘旋,但是这些鸟的形态截然不同,并且只有很远的距离。乌鸦像鹰一样so翔,而它们的表亲,乌鸦则更紧密地贴在地面上。

《科学进展》的最新研究有助于解释原因。随着鸟类进化出新的飞行方式,它们往往会改变其机翼的运动范围,而不是机翼本身的形状或大小。

不列颠哥伦比亚大学的研究人员,论文的主要作者维克拉姆·巴厘加(Vikram Baliga)解释说:“鸟类本质上是在空中游泳,它们在飞行中会弯曲,伸展和弯曲翅膀。”“由于鸟类擅长飞行,因此自然界似乎并没有像重塑机翼的活动范围那样重塑机翼的大小或形状。就像游泳者在调整自己的行程一样。”

根据这项研究,徘徊的鸟类在伸展肘部的能力方面受到相对限制,但具有移动腕部的慷慨能力。

Baliga说:“蜂鸟基本上是将肘部塞进去,主要依靠在腕关节处快速摆动翅膀。”“对于滑翔的鸟类,更多的是保持四肢的位置以保持稳定的航行。我们研究中受限制最多的物种是白头鹰(Haliaeetus leucocepalus)和煤质切水(Ardenna grisea),这两种动物都经常飞扬并滑行。”

Baliga和UBC生态学家Douglas Altshuler和Ildiko Szabo按照飞行方式将61种鸟类分类,从盘旋到滑翔再到高飞。研究人员使用UBC Beaty生物多样性博物馆收集的样本,手动测量了每个物种的翅膀的形状,柔性和可延展性。他们还建立了鸟类的进化家谱,然后确定鸟类翅膀的手腕和肘部的运动范围如何演变。

这项工作为无人机和飞机设计提供了见识。工程师们正在寻求自然,利用生物灵感来改善飞行性能。

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