Priljubljene Objave

Izbira Urednika - 2019

Ko gre za učinkovito porabo goriva, je velikost pomembna za kolibre

Anonim

Nova raziskava T Scarborougha je pokazala, da je pri učinkovitosti porabe goriva večje za kokošje ptice.

oglas


"Velikost telesnih teles pri igrah v živalih igra pomembno vlogo pri ugotavljanju količine energije, potrebne za gibanje, " pravi Derrick Groom, glavni avtor raziskave in nekdanji doktorski študij v laboratoriju profesorja Ken Welcha.

"Ugotovili smo, da so večji kolibri bolj učinkoviti pri porabi goriva kot manjše vrste, kar je lahko povezano s tem, kako morajo manjše kolibri hitreje premagati krila kot večje vrste."

Cilj študije, ki je objavljen v Zborniku kraljevega društva B, je bil raziskati povezavo med morfološkimi značilnostmi, kot so telesna masa in razpona kril, do metabolnih stopenj - stopnja, po kateri ptice porabijo energijo. Raziskava je tudi raziskala, kako dobro kolibri vrtijo energijo hrane v gibanje, imenovano tudi mehanokemijsko učinkovitost.

"Želeli smo raziskati, kako učinkoviti kolibri različnih velikosti gibljejo od glukoze in drugih sladkorjev, " pravi Groom, ki je nedavno postal postdok na Univerzi Massachusetts Amherst.

Samoumevno je, da večje živali potrebujejo več energije kot manjše živali za premikanje, vendar to ni razmerje med 1 in 1. Z drugimi besedami, žival, ki je 100-krat večja, ne potrebuje 100-krat več energije za premikanje.

"To je nekaj, kar se imenuje naraščajoča mehanokemijska učinkovitost, " pravi Welch, strokovnjakinja za kolibrike in soavtorica študije.

V prejšnjih študijah je bilo dokazano, da je večja učinkovitost pri živalih, ko povečate velikost. "V bistvu za dano količino proizvedene mehanične moči potrebujemo manj metabolizma, da bi se to zgodilo", ugotavlja Welch.

Presnova kolumbija je čudež evolucijskega inženirstva. Za ohranjanje lebdečega leta potrebujejo neverjetno količino energije, da krila pokrijejo 50 krat ali več na sekundo. Če bi bili velikost človeka, bi porabili energijo v višini več kot 10-krat več kot pri olimpijskem maratonu. Prejšnje raziskave, opravljene v laboratoriju Welch, so celo ugotovile, da so enako spretni pri spalovanju glukoze in fruktoze, ki so posamezne sestavine sladkorja - edinstvena lastnost drugih vretenčarjev ne more doseči.

Medtem ko je bilo v nekaterih kopenskih živalih in žuželkih v preteklosti raziskano povečanje učinkovitosti, je to prvič merjeno pri pticah. Ampak razumevanje, kako velikost telesne mase določa, koliko energije je potrebna za letenje, je tehnično zelo težko, saj večina ptic leti naravnost. Na srečo kolibri uporabljajo leteči let, kar olajša merjenje metabolnih hitrosti z razpoložljivo opremo.

Primerjali smo podatke o študijah od 25 vrst kolibrovcev v velikosti od 3 do 10 gramov. Da bi zbrali podatke za nekatere vrste, jih je Groom treniral, naj bi jedli iz hranilnikov, kjer bi dihali v opremo za respirometrijo, ki bi lahko merila porabo kisika in proizvodnjo CO 2 .

Raziskava postavlja nekaj zanimivih vprašanj. Za eno bi lahko pomagalo razložiti, zakaj se na določenih lokacijah nahajajo nekatere vrste kolibrovcev. Povečanje učinkovitosti lahko razloži, zakaj večje količine kolibljika najdemo na višjih višinah, ker zahtevajo manj hrane, da bi ohranili lebdečino v manj gostem kisiku, ki slabega zraka, ugotavlja Welch.

Prav tako lahko pomaga razložiti, zakaj so največje kolibice le tako velike, kar bi lahko privedlo do razumevanja učinkovitosti, pri kateri lahko kolibri proizvajajo mehansko moč in koliko je potrebno.

"Ker se povečujete, je potrebna vedno večja moč in mišično-skeletna struktura, s katero so vse živali zgrajene pravično, ne morejo priti do izziva, " pravi.

Enako velja za kolibre na nasprotnem koncu spektra. Najmanjša vrsta ni manjša od 2 do 2, 5 grama, razlog pa bi lahko bil, da je mehanska učinkovitost odvisna od najmanjše velikosti.

"Delovanje mišic, ki je hitreje ali hitreje, pravzaprav ni praktično z energetskega stališča, " dodaja Welch.

Raziskava je prejela sredstva iz Naravoslovnih in inženirskih svetov Kanade, Ameriškega naravnega zgodovinskega muzeja, Nacionalne znanstvene fundacije in donacije za raziskovalno infrastrukturo iz raziskovalnega sklada Ontario.

oglas



Story Source:

Gradivo, ki ga je zagotovila Univerza v Torontu . Opomba: Vsebino lahko uredite za slog in dolžino.


Referenčni opis revije :

  1. Derrick JE Groom, M. Cecilia B. Toledo, Donald R. Powers, Bret W. Tobalske, Kenneth C. Welch. Vključevanje morfologije in kinematike pri skaliranju hitrosti in učinkovitosti metabolizma kolibrija . Zbornik Kraljevega društva B: Biološke znanosti, 2018; 285 (1873): 20172011 DOI: 10.1098 / rspb.2017.2011