Menu Zamknij

Hummingbirds Are Where Intuition Goes to Die

Kiedy Margaret Rubega po raz pierwszy przeczytała o tym, jak kolibry piją, pomyślała sobie: To nie może być prawda.

Kolibry piją nektar za pomocą języków, które są tak długie, że gdy się je wysunie, zwijają się wewnątrz głowy ptaków, wokół czaszki i oczu. Na jego końcu język dzieli się na dwie części, a jego zewnętrzne krawędzie zakrzywiają się do wewnątrz, tworząc dwie rurki biegnące obok siebie. Rurki te nie zamykają się, więc ptaki nie mogą ich ssać jak słomki. Zamiast tego naukowcy uważają, że rurki są na tyle wąskie, że pasywnie wciągają do siebie ciecz. Proces ten nazywany jest działaniem kapilarnym. To dlatego woda wsiąka w papierowy ręcznik, dlatego łzy wypływają z oczu, a atrament spływa do stalówek wiecznych piór.

To wyjaśnienie, zaproponowane po raz pierwszy w 1833 roku, było traktowane jako fakt przez ponad sto lat. Jednak dla Rubegi nie miało ono sensu, gdy usłyszała o nim jako studentka w latach 80-tych. Zrozumiała, że działanie kapilarne jest procesem powolnym, ale pijący koliber może wbijać język w kwiat nawet 18 razy na sekundę. Działanie kapilarne jest również wspomagane przez grawitację, więc ptakom powinno być łatwiej pić z kwiatów skierowanych w dół – a nie robią tego. Działanie kapilarne jest jeszcze wolniejsze w przypadku gęstszych płynów, więc kolibry powinny unikać zbyt słodkich nektarów, które są zbyt syropowate – a nie robią tego.

„Znalazłem się w bardzo dziwnej sytuacji,” mówi Rubega. „Byłem tylko studentem, a ci wszyscy naprawdę znani ludzie zrobili całą tę matematykę. Jak mogli się mylić?”

Nawet gdy zwróciła swoją uwagę na inne ptaki, dylemat kolibra nadal ją dręczył. I dekady później, jako profesor na Uniwersytecie Connecticut, zatrudniła studenta o imieniu Alejandro Rico-Guevara, który pomógłby jej rozwiązać zagadkę.

Urodzony w Kolumbii, Rico-Guevara pamięta, że zauważył kolibra pustelnika na fatalnej wycieczce w Amazonii. W dżungli, większość zwierząt jest raczej słyszana niż widziana, ale pustelnik podleciał i zawisł przed jego twarzą. „Był tam tylko przez ułamek sekundy, ale było jasne, że miał zupełnie inną osobowość niż inne ptaki w lesie”. Zakochał się i zaczął studiować ptaki. A kiedy przeczytał dokumenty o działaniu kapilarnym, poczuł to samo uderzenie niedowierzania, co Rubega. „Postanowiliśmy się tym zająć” – mówi Rubega. „Czy to jest działanie kapilarne? A jeśli nie, to co się dzieje? Chcieliśmy po prostu wiedzieć.”

Więcej historii

Rico-Guevara wykonał ręcznie sztuczne kwiaty z płaskimi szklanymi bokami, dzięki czemu mógł filmować migotliwe języki ptaków za pomocą szybkich kamer. Zbudowanie sztucznych kwiatów, dopracowanie oświetlenia i przyuczenie ptaków do odwiedzania tych dziwnych obiektów zajęło miesiące. W końcu jednak udało mu się uzyskać to, czego chciał: doskonale zogniskowane nagranie języka kolibra zanurzonego w nektarze. Przy 1200 klatkach na sekundę „nie można zobaczyć, co się dzieje, dopóki nie sprawdzi się klatka po klatce” – mówi. Ale w tamtej chwili „wiedziałem, że na mojej karcie filmowej jest odpowiedź. To było niesamowite uczucie. Miałem między palcami coś, co mogło potencjalnie zmienić to, co wiedzieliśmy.”

Oto, co zobaczyli po sprawdzeniu materiału filmowego.

Jak ptak wystawia język, używa dzioba do ściśnięcia dwóch rurek na czubku, ściskając je na płasko. Chwilowo pozostają one ściśnięte, ponieważ resztki nektaru w ich wnętrzu sklejają je na miejscu. Kiedy jednak język natrafi na nektar, ciecz wokół niego przytłacza to, co już jest w środku. Rurki powracają do swojego pierwotnego kształtu, a nektar wdziera się do ich wnętrza.

Dwie rurki oddzielają się od siebie, nadając językowi rozwidlony, wężowaty wygląd. I rozwijają się, odsłaniając rząd klapek wzdłuż ich długich krawędzi. To tak, jakby cały język rozkwitał, jak kwiaty, z których pije.

Gdy ptak chowa język, wszystkie te zmiany ulegają odwróceniu. Rurki zwijają się z powrotem do góry, a ich klapki zawijają się do środka, zatrzymując nektar. A ponieważ klapki na samym czubku są krótsze niż te znajdujące się dalej, zwijają się w kształt podobny do stożka lodów, co uszczelnia nektar. Język jest tym, co Rubega nazywa pułapką na nektar. Otwiera się, gdy zanurza się w nektarze, i zamyka się, gdy wychodzi, fizycznie chwytając nektar w trakcie procesu.

„To działo się dosłownie pod naszym nosem przez całą historię naszego związku z kolibrami i tak się stało”, mówi Rubega. „Byliśmy pierwszymi, którzy to zauważyli.”

Ta sama technika jest również sposobem, w jaki koliber połyka. Za każdym razem, gdy wysuwa swój język, naciska dziobem w dół, wyciskając uwięziony nektar. A ponieważ przestrzeń wewnątrz dzioba jest ograniczona, a język porusza się do przodu, uwolniony nektar nie ma dokąd uciec, tylko do tyłu. W ten sposób język działa jak pompa tłokowa. Gdy się wciąga, wprowadza nektar do dzioba. Gdy wysuwa się, wypycha ten sam nektar w kierunku gardła. Język ma nawet klapki u podstawy, które odchodzą od drogi, gdy porusza się do przodu, ale rozszerzają się, gdy porusza się do tyłu, omiatając nektar jeszcze dalej do tyłu.

Cechą, która naprawdę zadziwia Rico-Guevarę jest to, że wszystko to jest pasywne. Ptak nie zmusza swojego języka do otwarcia się – dzieje się to automatycznie, gdy końcówka wchodzi w ciecz, z powodu zmieniającego się napięcia powierzchniowego wokół niej. Rico-Guevera udowodnił to poprzez włożenie języka martwego kolibra do nektaru – z pewnością zakwitł on samoistnie. Podobnie, język zamyka się automatycznie. Automatycznie uwalnia nektar. Automatycznie wypycha ten nektar do tyłu. Ptak wsuwa i wysuwa język, a wszystko inne podąża za nim.

Z perspektywy czasu, zaskakująca rzeczywistość języka kolibra powinna być zupełnie niezaskakująca. Prawie wszystko o tych zwierzętach jest sprzeczne z intuicją. Kolibry są zmorą łatwych odpowiedzi. Są tam, gdzie intuicja idzie na śmierć.

Rozważmy ich pochodzenie. Dziś kolibry występują tylko w obu Amerykach, ale skamieliny sugerują, że pochodzą z Eurazji, oddzielając się od swoich najbliższych krewnych – jerzyków z kosami – około 42 milionów lat temu. Przodkowie kolibrów prawdopodobnie przelecieli przez most lądowy, który łączył wówczas Rosję i Amerykę Północną. Dobrze radziły sobie na północy, ale rozkwitły dopiero po dotarciu do Ameryki Południowej. W ciągu zaledwie 22 milionów lat ci południowi pionierzy zdążyli się zróżnicować w setki gatunków, z których co najmniej 338 żyje do dziś. A około 40 procent z nich żyje w Andach.

Jak powiedział mi kiedyś biolog ewolucyjny Jim McGuire, „Andy to najgorsze miejsce dla kolibrów”. Wysokie góry oznaczają cienkie powietrze, co utrudnia zawisanie i uzyskanie wystarczającej ilości tlenu do napędzania gazowego metabolizmu. A jednak, ptaki rozkwitły. Ich sukces nie wskazuje na to, by miał się zatrzymać. Porównując tempo powstawania nowych gatunków i wymierania starych, McGuire oszacował, że liczba gatunków kolibrów prawdopodobnie podwoi się w ciągu następnych kilku milionów lat.

W miarę ewolucji rozwinęły one jeden z najbardziej niezwykłych stylów latania wśród ptaków – taki, który jest bliższy owadom. Skrzydła średniej wielkości gatunków biją około 80 razy na sekundę, ale prawdopodobnie nie w taki sposób, jak myślisz. Kiedy proszę ludzi, aby naśladowali uderzenia skrzydeł kolibra, zazwyczaj wystawiają ręce na bok i machają nimi w górę i w dół tak szybko, jak tylko potrafią. To nie działa w ten sposób. Zamiast tego spróbuj tego. Przyciśnij łokcie do boków. Przedramiona trzymaj równolegle do podłoża i wykonuj nimi wymachy w przód i w tył. Teraz obracaj nadgarstki w ósemki, robiąc to. Gratulacje, wyglądasz śmiesznie, ale robisz też przyzwoite wrażenie lotu kolibra.

To niezwykłe uderzenie skrzydeł pozwala im zawisnąć, ale pozwala też na bardziej akrobatyczne manewry. Kolibry używają tej powietrznej zwinności, aby uzupełnić swoją dietę nektarową owadami, które wyrywają z powietrza. Wiele ptaków potrafi to robić, ale zazwyczaj mają one krótkie dzioby i szerokie szczeliny. Kolibry natomiast mają długie dzioby i wąskie szczeliny, którymi chwytają kwiaty. „To jak latanie z pałeczkami na twarzy, próbując złapać poruszające się ziarenko ryżu” – mówi Rubega.

Ale po raz kolejny udowodniła, że w tych ptakach jest coś więcej, niż się wydaje. Inny z jej studentów, Gregor Yanega, odkrył, że kiedy ptaki otwierają usta, mogą aktywnie zginać dolną połowę dzioba, nadając mu wyraźne załamanie i usuwając go z drogi. Następnie, kolibry zasadniczo baran owady z ich otwartymi ustami.

Szybkie kamery ponownie ujawnił ich sztuczkę. „W momencie, gdy Gregor po raz pierwszy zobaczył ptaka wlatującego w kadr i otwierającego dziób, zatrzymał się i powiedział: Hej, możesz na to spojrzeć?” – mówi Rubega. Podeszła do niego, a on odtworzył materiał. Poprosiła go, żeby odtworzył je jeszcze raz, a on to zrobił. Jeszcze tylko raz, powiedziała. Odtworzył jeszcze raz.

„To jest dzikie i powinieneś wiedzieć, że nikt nigdy przed tobą tego nie widział”, powiedziała mu.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *