Науковці виявили, як фламінго створюють водяні торнадо для полювання на здобич

Нове дослідження, опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, спростовує усталене уявлення про фламінго як пасивних фільтраторів їжі. Науковці виявили, що ці птахи є вправними хижаками, які використовують складну систему полювання за допомогою створення водяних вихорів.

Відкриття почалося з простого спостереження Віктора Ортеги Хіменеса, біолога з Каліфорнійського університету в Берклі, під час відвідування зоопарку Атланти у 2019 році. Помітивши незвичайні брижі на воді навколо голів чилійських фламінго, науковець зібрав команду інженерів, зоологів та фахівців з гідродинаміки для детального вивчення цього явища.

Використовуючи швидкісні камери, лазери та надруковані на 3D-принтері моделі дзьобів і лап фламінго, дослідники розкрили складний механізм полювання цих птахів. Фламінго створюють справжні підводні торнадо, комбінуючи рухи перетинчастих лап, L-подібного дзьоба та швидкі рухи голови.

Під час годування птахи тупцюють своїми еластичними перетинчастими лапами, створюючи горизонтальні завихрення біля дна водойми. Ці рухи піднімають осад і мікроскопічних тварин до поверхні. Одночасно з цим птахи швидко піднімають голову вгору крізь воду, генеруючи вихори навколо дзьоба, які утворюють своєрідну пастку для здобичі.

Особливу роль у процесі полювання відіграє так зване «клацання» — швидкі рухи дзьобом із частотою близько 12 разів на секунду. Цей механізм створює спрямований потік води, який затягує здобич прямо до рота птаха. Експерименти з механічним дзьобом, приєднаним до помпи, показали, що таке «клацання» збільшує ефективність вилову рачків артемії у сім разів.

Унікальна L-подібна форма дзьоба фламінго дозволяє їм живитися, тримаючи голову догори дном, при цьому кінчик дзьоба розташовується майже паралельно дну. Під час «ковзання» — іншого способу годування на поверхні води — вигнутий дзьоб створює симетричні вихори, відомі як вулиця вихорів Кармана. Ці завихрення спрямовують здобич у зону рециркуляції позаду кінчика дзьоба, де її легко захопити та відфільтрувати.

Дослідники провели експерименти з 3D-моделями дзьобів у потоковому резервуарі, які підтвердили, що така форма оптимально розміщує дзьоб у зоні захоплення вихрової доріжки. Це було доведено введенням живих рачків артемії, які потрапляли в пастку течії і не могли вирватися з вихору.

Команда також створила механічні моделі жорстких і гнучких лап фламінго. Лише гнучкі, схожі на справжні, створювали достатньо потужні вихори для захоплення швидкорухомої здобичі. Цей механізм виявився ефективним навіть проти більших водяних комах, здатних плавати зі швидкістю майже 15 сантиметрів на секунду.

Сангван Юнг, біофізик з Корнельського університету, який не брав участі в дослідженні, назвав це «видатною демонстрацією того, як біологічна форма та рух можуть керувати навколишньою рідиною для виконання функціональної ролі».

Дослідники припускають, що така стратегія полювання може бути поширенішою в природі, ніж вважалося раніше. Подібні вихори для збирання їжі створюють плавунці, медузи, морські зірки та веслоноси. Одне з досліджень навіть виявило, що плавунці Вільсона можуть подвоїти ефективність свого живлення, слідуючи за фламінго, що тупцюють.

«Фламінго — це надзвичайно спеціалізовані тварини для фільтраційного живлення», — зазначає Ортега Хіменес. «Це не лише голова, а й шия, ноги, лапи та всі поведінкові патерни, які вони використовують для ефективного захоплення цих крихітних і рухливих організмів».