Летающие и планирующие животные - Flying and gliding animals

Серые гуси ( Anser anser ). Птицы - одна из четырех таксономических групп, эволюционировавших в форме летательных аппаратов .

Некоторые животные способны к воздушному перемещению либо с помощью механического полета, либо с помощью планирования . Эта черта эволюционировала много раз, без единого предка. Полет эволюционировал как минимум четыре раза у отдельных животных: насекомых , птерозавров , птиц и летучих мышей . Планирование эволюционировало во многих других случаях. Обычно разработка направлена ​​на то, чтобы помочь животным под пологом перебраться с дерева на дерево, хотя есть и другие возможности. Планирование, в частности, развилось среди животных тропических лесов , особенно в тропических лесах в Азии (особенно на Борнео ), где деревья высокие и широко расставленные. Несколько видов водных животных , а также несколько земноводных и рептилий также эволюционировали, чтобы приобрести эту способность к планирующему полету, как правило, как средство уклонения от хищников.

Типы

Воздушное передвижение животных можно разделить на две категории - механическое и автономное. В автономных режимах передвижения животное использует аэродинамические силы, действующие на тело из-за ветра или падения в воздухе. В полете с приводом животное использует мышечную силу для создания аэродинамических сил для набора высоты или для поддержания устойчивого горизонтального полета. Те, кто может найти воздух, который поднимается быстрее, чем падает, могут набрать высоту, взлетая .

Без питания

Эти режимы передвижения обычно требуют, чтобы животное стартовало с возвышенности, преобразовывая эту потенциальную энергию в кинетическую энергию и используя аэродинамические силы для управления траекторией и углом спуска. Энергия постоянно теряется на перетаскивание без замены, поэтому эти методы передвижения имеют ограниченный диапазон и продолжительность.

  • Падение : уменьшение высоты под действием силы тяжести , без использования приспособлений для увеличения сопротивления или обеспечения подъемной силы .
  • Парашютный спорт : падение под углом более 45 ° от горизонтали с приспособлениями для увеличения силы сопротивления. Ветер может унести очень мелких животных . Некоторые планирующие животные могут использовать свои скользящие мембраны для перетаскивания, а не для подъема, чтобы безопасно спускаться.
  • Планирующий полет : падение под углом менее 45 ° от горизонтали с подъемной силой от адаптированных аэродинамических мембран . Это позволяет медленно падающее направленное горизонтальное движение с обтекаемой формой для уменьшения сил сопротивления для повышения эффективности крыла и часто с некоторой маневренностью в воздухе. Планирующие животные имеют меньшее соотношение сторон (длина / ширина крыла), чем настоящие летуны.

Полет с приводом

Механический полет эволюционировал по крайней мере четыре раза: сначала у насекомых , затем у птерозавров , затем у птиц и в последнюю очередь у летучих мышей . Однако исследования динозавров-теропод действительно предполагают множественные (≥3) независимые приобретения силового полета, а недавнее исследование также предлагает независимые приобретения среди различных кладок летучих мышей. Полет с приводом использует мышцы для создания аэродинамической силы , которая позволяет животному создавать подъемную силу и тягу. Животное может подняться без помощи поднимающегося воздуха.

Внешнее питание

Полет на воздушном шаре и парение обеспечивается не мышцами, а скорее внешними аэродинамическими источниками энергии: ветром и восходящими потоками термиков соответственно. Оба могут продолжаться до тех пор, пока присутствует источник внешнего питания. Парение обычно наблюдается только у видов, способных летать на двигателе, поскольку для этого требуются очень большие крылья.

  • Полет на воздушном шаре : поднимается в воздух за счет аэродинамического воздействия на длинные пряди шелка на ветру. Некоторые членистоногие , производящие шелк , в основном маленькие или молодые пауки, выделяют особый легкий паутинный шелк для полета на воздушном шаре, иногда путешествуя на большие расстояния на большой высоте.
  • Парение : скольжение в поднимающемся или иным образом движущемся воздухе, которое требует определенных физиологических и морфологических адаптаций, которые могут поддерживать животное в воздухе, не взмахивая крыльями. Поднимающийся воздух происходит из-за термиков , подъема гребня или других метеорологических факторов . В правильных условиях парение создает набор высоты без затрат энергии. Для эффективного парения нужен большой размах крыльев.

Многие виды будут использовать несколько из этих режимов в разное время; ястреб будет использовать полет приведенный к росту, а затем парить на термиках, затем спуститься через свободное падение , чтобы поймать свою добычу.

Эволюция и экология

Планирование и парашютный спорт

Хотя планирование происходит независимо от полета с двигателем, оно имеет свои собственные экологические преимущества, так как это простейшая форма полета. Планирование - это очень энергоэффективный способ передвижения от дерева к дереву. Хотя передвижение по кроне деревьев вдоль ветвей может потребовать меньше энергии, более быстрый переход между деревьями позволяет добиться большей скорости кормления на определенном участке. Степень скольжения может зависеть от размера и текущего поведения. Более высокие нормы кормодобывания поддерживаются низким коэффициентом скольжения, поскольку меньшие участки кормления требуют меньшего времени планирования на более короткие расстояния и большее количество пищи может быть получено за более короткий период времени. Низкие соотношения не так энергоэффективны, как более высокие соотношения, но аргумент заключается в том, что многие планирующие животные едят низкокалорийную пищу, такую ​​как листья, и из-за этого ограничены в полетах, тогда как летающие животные едят более высококалорийную пищу, такую ​​как фрукты , нектар. , и насекомые. Млекопитающие, как правило, полагаются на более низкую скорость скольжения, чтобы увеличить время на поиски более низкокалорийной пищи. Равновесное планирование, обеспечивающее постоянную воздушную скорость и угол планирования, становится все труднее получить по мере увеличения размера животного. Более крупным животным необходимо скользить с гораздо большей высоты и на большие расстояния, чтобы это было энергетически выгодно . Планирование также очень подходит для избегания хищников, позволяя осуществлять контролируемые целевые приземления в более безопасные районы . В отличие от полета, планирование много раз развивалось независимо (более десятка раз среди современных позвоночных); однако эти группы не излучали столько же, сколько группы летающих животных.

Во всем мире распределение планирующих животных неравномерно, поскольку большинство из них обитает в тропических лесах Юго-Восточной Азии . (Несмотря на кажущуюся подходящей средой обитания в тропических лесах, в Индии или Новой Гвинее можно найти мало планеров, а на Мадагаскаре - ни одного.) Кроме того, в Африке обитает множество летающих позвоночных, в Южной Америке обитает семейство хилидов ( летающих лягушек ) и несколько видов. планирующих белок водятся в лесах северной Азии и Северной Америки. Эти различия обусловлены различными факторами. В лесах Юго-Восточной Азии доминирующие деревья навеса (обычно диптерокарпы ) выше, чем деревья навеса других лесов. Структура леса и расстояние между деревьями влияют на развитие скольжения у разных пород. Более высокий старт обеспечивает конкурентное преимущество в плане дальнейшего скольжения и дальнего путешествия. Планирующие хищники могут более эффективно искать добычу. Фактором может быть меньшая численность насекомых и мелких позвоночных, являющихся жертвой хищных животных (таких как ящерицы) в азиатских лесах. В Австралии многие млекопитающие (и все планеры млекопитающих) обладают до некоторой степени цепким хвостом. В глобальном масштабе мелкие планирующие виды обычно имеют хвосты, похожие на перья, а более крупные - покрытые мехом круглые пушистые хвосты, но более мелкие животные, как правило, полагаются на парашютный спорт, а не на развитие скользящих мембран. Скользящие мембраны, патагиумы , подразделяются на 4 группы: пропатагиум, дигипатагиум, плагиопатагиум и уропатагиум. Эти оболочки состоят из двух плотно связанных слоев кожи, соединяющих мои мышцы и соединительную ткань между передними и задними конечностями.

Эволюция полета с приводом

Полет с механическим приводом однозначно эволюционировал только четыре раза - птицы , летучие мыши , птерозавры и насекомые (хотя см. Выше о возможных независимых приобретениях внутри групп птиц и летучих мышей). В отличие от планеризма, который эволюционировал чаще, но, как правило, дает начало лишь горстке видов, все три существующие группы летающих с механическим приводом имеют огромное количество видов, что позволяет предположить, что полет является очень успешной стратегией, когда-то появившейся. Летучие мыши , после грызунов , имеют наибольшее количество видов среди всех отрядов млекопитающих , около 20% от всех видов млекопитающих . Птицы имеют наибольшее количество видов среди всех классов наземных позвоночных . Наконец, насекомые (большинство из которых летают в какой-то момент своего жизненного цикла) имеют больше видов, чем все другие группы животных вместе взятые.

Эволюция полета - одна из самых ярких и сложных в эволюции животных, она привлекла внимание многих выдающихся ученых и породила множество теорий. Кроме того, поскольку летающие животные, как правило, маленькие и имеют низкую массу (и то, и другое увеличивает отношение площади поверхности к массе), они имеют тенденцию к окаменению нечасто и плохо по сравнению с более крупными наземными видами с более тяжелыми костями, которые они разделяют. с участием. Окаменелости летающих животных, как правило, приурочены к исключительным отложениям окаменелостей, образовавшимся при весьма специфических обстоятельствах, что в целом приводит к плохой летописи окаменелостей и, в частности, к отсутствию переходных форм. Кроме того, поскольку окаменелости не сохраняют поведение или мышцы, бывает трудно отличить плохого летчика от хорошего планера.

Насекомые были первыми, кто начал летать примерно 350 миллионов лет назад. Происхождение крыла насекомого в процессе развития остается спорным, как и его цель до настоящего полета. Одно предположение состоит в том, что крылья изначально произошли от структур трахеи жабр и использовались, чтобы ловить ветер для мелких насекомых, которые живут на поверхности воды, в то время как другое заключается в том, что они эволюционировали из паранотальных долей или структур ног и постепенно перешли от парашютного спорта к скольжению. , к бегству исконно древесных насекомых.

Птерозавры были следующими, кто начал летать примерно 228 миллионов лет назад. Эти рептилии были близкими родственниками динозавров и достигли огромных размеров, причем некоторые из последних форм были самыми крупными летающими животными, когда-либо населявшими Землю, с размахом крыльев более 9,1 м (30 футов). Однако они имели широкий диапазон размеров, вплоть до размаха крыльев 250 мм (10 дюймов ) у Nemicolopterus .

Птицы имеют обширную летопись окаменелостей, а также множество форм, документирующих как их эволюцию от маленьких тероподных динозавров, так и многочисленных птицеподобных форм теропод, которые не пережили массового вымирания в конце мелового периода. В самом деле, археоптерикс , пожалуй, самая известная окаменелость переходного периода в мире, как из-за сочетания анатомии рептилий и птиц, так и благодаря удачному открытию всего через два года после публикации Дарвина « Происхождения видов» . Тем не менее, экология этого перехода значительно более спорна: различные ученые поддерживают либо происхождение "с опущенных деревьев" (в котором древесный предок эволюционировал в качестве планеризма, а затем - полета), либо происхождение "с земли вверх" (при котором быстро бегущие наземные животные предок использовал крылья для увеличения скорости и помощи в ловле добычи).

Летучие мыши эволюционировали совсем недавно (около 60 миллионов лет назад), скорее всего, от трепещущего предка, хотя их скудная палеонтологическая летопись помешала более детальному изучению.

Известно, что лишь несколько животных специализировались на парении: более крупные из вымерших птерозавров и некоторые крупные птицы. Полет с электроприводом является очень затратным с точки зрения энергии для крупных животных, но их размер является преимуществом, поскольку позволяет им иметь низкую нагрузку на крыло, то есть большую площадь крыла по сравнению с их весом, что увеличивает подъемную силу. Парение очень энергетически эффективно.

Биомеханика

Планирование и парашютный спорт

Во время свободного падения без аэродинамических сил объект ускоряется под действием силы тяжести, что приводит к увеличению скорости по мере опускания объекта. Во время прыжков с парашютом животные используют аэродинамические силы своего тела для противодействия силе или гравитации. Любой объект, движущийся в воздухе, испытывает силу сопротивления, которая пропорциональна площади поверхности и квадрату скорости, и эта сила будет частично противодействовать силе тяжести, замедляя спуск животного до более безопасной скорости. Если это сопротивление ориентировано под углом к ​​вертикали, траектория животного постепенно станет более горизонтальной, и оно будет преодолевать как горизонтальное, так и вертикальное расстояние. Меньшие регулировки могут позволить повороты или другие маневры. Это может позволить животному, прыгающему с парашютом, переместиться с высокого места на одном дереве на более низкое на другом дереве поблизости. В частности, у планирующих млекопитающих существует 3 типа траекторий, соответственно: S-планирование, J-планирование и «прямое» планирование, при котором виды либо набирают высоту после запуска, затем спускаются, быстро уменьшают высоту перед планированием и поддерживают снижение под постоянным углом.

Во время планирования подъемная сила играет повышенную роль. Как и сопротивление, подъемная сила пропорциональна квадрату скорости. Планирующие животные обычно прыгают или падают с высоких мест, таких как деревья, как и при прыжках с парашютом, и по мере того, как ускорение силы тяжести увеличивает их скорость, аэродинамические силы также увеличиваются. Поскольку животное может использовать подъемную силу и сопротивление для создания большей аэродинамической силы, оно может скользить под меньшим углом, чем животные, прыгающие с парашютом, что позволяет ему преодолевать большее горизонтальное расстояние с той же потерей высоты и достигать деревьев дальше. Успешные полеты планирующих животных достигаются за 5 шагов: подготовка, запуск, планирование, торможение и посадка. Планирующие виды лучше контролируют себя в воздухе, а хвост действует как руль направления, что позволяет им совершать крены или развороты во время полета. Во время приземления древесные млекопитающие вытягивают перед собой передние и задние конечности, чтобы подготовиться к приземлению и удерживать воздух, чтобы максимизировать сопротивление воздуха и снизить скорость удара.

Полет с приводом

В отличие от большинства воздушных транспортных средств, в которых объекты, создающие подъемную силу (крылья) и тягу (двигатель или пропеллер), разделены, а крылья остаются неподвижными, летающие животные используют свои крылья для создания подъемной силы и тяги, перемещая их относительно тела. Это сделало полет организмов значительно более трудным для понимания, чем полет транспортных средств, поскольку он включает в себя различные скорости, углы, ориентации, площади и схемы обтекания крыльев.

Птица или летучая мышь летит по воздуху со скоростью постоянной перемещает крыла вверх и вниз ( как правило , с каким - то носовой кормой движения, а). Поскольку животное находится в движении, относительно его тела возникает некоторый воздушный поток, который в сочетании со скоростью его крыльев создает более быстрый воздушный поток, движущийся над крылом. Это создаст вектор подъемной силы, направленный вперед и вверх, и вектор силы сопротивления, направленный назад и вверх. Направленные вверх компоненты противодействуют силе тяжести, удерживая тело в воздухе, в то время как передний компонент обеспечивает тягу для противодействия лобовому сопротивлению крыла и корпуса в целом. Полет птерозавров, вероятно, работал аналогичным образом, хотя живых птерозавров для изучения не осталось.

Полет насекомых значительно отличается из-за их небольшого размера, жестких крыльев и других анатомических отличий. Турбулентность и вихри играют гораздо большую роль в полете насекомых, что делает его еще более сложным и трудным для изучения, чем полет позвоночных. Существуют две основные аэродинамические модели полета насекомых. Большинство насекомых используют метод, создающий спиралевидный вихрь на передней кромке . Некоторые очень маленькие насекомые используют механизм " хлопать и хлопать" или механизм Вайса-Фога , при котором крылья хлопают вместе над телом насекомого, а затем разлетаются. Когда они распахиваются, воздух всасывается и создает вихрь над каждым крылом. Этот связанный вихрь затем перемещается по крылу и при хлопке действует как начальный вихрь для другого крыла. Циркуляция и подъемная сила увеличиваются за счет износа крыльев.

Пределы и крайности

Полет и парит

  • Самый большой. Ранее считалось, что самым крупным летающим животным был птеранодон , птерозавр с размахом крыльев до 7,5 метров (25 футов). Однако недавно обнаруженный птерозавр аждархид Quetzalcoatlus намного крупнее, его размах крыльев составляет от 9 до 12 метров (от 30 до 39 футов). Некоторые другие недавно обнаруженные виды птерозавров аждархид, такие как Hatzegopteryx , также могут иметь такой же или даже немного больший размах крыльев. Хотя широко распространено мнение, что Quetzalcoatlus достиг предела размеров летающего животного, то же самое однажды было сказано о Pteranodon . Самыми тяжелыми из ныне живущих летающих животных являются дрофа кори и большая дрофа, самцы которых достигают 21 килограмма (46 фунтов). У странствующего альбатроса самый большой размах крыльев среди всех летающих животных - 3,63 метра (11,9 фута). Среди живых животных, летающих над сушей, у андского кондора и аиста марабу самый большой размах крыльев - 3,2 метра (10 футов). Исследования показали, что летающие животные физически могут достигать 18-метрового (59 футов) размаха крыльев, но нет убедительных доказательств того, что любое летающее животное, даже птерозавры аждархид, достигло таких размеров.
Сравнение Quetzalcoatlus northropi с легким самолетом Cessna 172
  • Самый маленький. Не существует минимального размера для взлета. Действительно, в атмосфере плавает множество бактерий, которые составляют часть аэропланктона . Однако, чтобы передвигаться самостоятельно и не подвергаться чрезмерному влиянию ветра, требуется определенный размер. Самые маленькие летающие позвоночные - пчелиный колибри и летучая мышь-шмель , оба из которых могут весить менее 2 граммов (0,071 унции). Считается, что они представляют собой нижний предел размера для эндотермического полета.
  • Самый быстрый. Самым быстрым из всех известных летающих животных является сокол-сапсан , который при нырянии движется со скоростью 300 километров в час (190 миль в час) или быстрее. Самым быстрым животным в горизонтальном полете может быть мексиканская летучая мышь со свободным хвостом, которая , как утверждается, развивает скорость около 160 километров в час (99 миль в час), исходя из наземной скорости, установленной устройством слежения за самолетом; это измерение не отделяет какой-либо вклад от скорости ветра, поэтому наблюдения могут быть вызваны сильным попутным ветром .
  • Самый медленный. Большинству летающих животных необходимо двигаться вперед, чтобы оставаться в воздухе. Однако некоторые существа могут оставаться в одном и том же месте, известном как парение, либо быстро взмахивая крыльями, как это делают колибри , журчалки , стрекозы и некоторые другие, либо осторожно используя термики, как некоторые хищные птицы . Самая медленная летающая не парящая птица из зарегистрированных - это американский вальдшнеп со скоростью 8 километров в час (5,0 миль в час).
  • Самый высокий полет. Есть записи о стервятнике Руппеля Gyps rueppelli , большом стервятнике, засасывающемся в реактивный двигатель на высоте 11550 метров (37 890 футов) над Кот-д'Ивуаром в Западной Африке. Самым часто летающим животным является полосатый гусь Anser indicus , который мигрирует прямо над Гималаями между своими гнездовьями в Тибете и зимовками в Индии . Иногда их можно увидеть летающими над пиком Эвереста на высоте 8848 метров (29 029 футов).
Летяга в воздухе.

Планирование и парашютный спорт

  • Самый эффективный планер. Это можно принять как животное, которое проходит наибольшее горизонтальное расстояние на метр упавшего. Белки-летяги, как известно, скользят на расстоянии до 200 метров (660 футов), но по измерениям их коэффициент скольжения составляет около 2. Летучие рыбы скользят на протяжении сотен метров на сквозняках на краю волн только при первом прыжке с поверхности. вода, чтобы обеспечить высоту, но может получить дополнительную подъемную силу от волнового движения. С другой стороны, у альбатросов отношение подъемной силы к сопротивлению составляет 20, и, таким образом, на каждые 20 ударов в неподвижном воздухе они падают всего на 1 метр (фут).
  • Самый маневренный планер. Многие планирующие животные обладают некоторой способностью к повороту, но трудно оценить, какая из них является наиболее маневренной. Даже райские древесные змеи , китайские летающие лягушки и летающие муравьи обладают значительной способностью поворачиваться в воздухе.

Летающие животные

Сохранившийся

Пчела в полете.

Насекомые

  • Насекомые. Первыми из всех животных развил полет, насекомые также являются единственными беспозвоночными, которые эволюционировали в полете. Видов слишком много, чтобы перечислять их здесь. Полет насекомых - активная область исследований.
Птицы - успешная группа летающих позвоночных.

Птицы

  • Птицы (летающие, парящие) - большинство из примерно 10 000 ныне живущих видов могут летать ( за исключением нелетающих птиц ). Птичий полет - одна из наиболее изученных форм воздушного передвижения животных. См. Список парящих птиц, чтобы узнать о птицах, которые могут как летать, так и парить.
Ушастая летучая мышь Таунсендса ( Corynorhinus townsendii ) с "ручным крылом"

Млекопитающие

  • Летучие мыши . Насчитывается около 1240 видов летучих мышей, что составляет около 20% всех классифицированных видов млекопитающих. Большинство летучих мышей ведут ночной образ жизни, и многие из них питаются насекомыми во время полета по ночам, используя эхолокацию, чтобы поймать свою добычу.

Вымерший

Среди птерозавров были самые большие известные летающие животные.

Рептилии

  • Птерозавры . Птерозавры были первыми летающими позвоночными, и принято считать, что они были искушенными летающими животными. У них были большие крылья, образованные патагием, простирающимся от туловища до резко удлиненного безымянного пальца. Существовали сотни видов, большинство из которых, как полагают, были периодически летающими крыльями, и множество парящих. Самые большие известные летающие животные - птерозавры.

Нептичьи динозавры

  • Тероподы (планирующие и летающие). Было несколько видов динозавров- теропод, которые, как считалось, могли парить или летать, но не классифицируются как птицы (хотя они тесно связаны между собой). У некоторых видов ( Microraptor gui , Microraptor zhaoianus и Changyuraptor ) были обнаружены полностью оперенные на всех четырех конечностях, что дало им четыре «крыла», которые они, как полагают, использовали для планирования или полета. Недавнее исследование показывает, что полет мог быть приобретен независимо в различных линиях.

Планирующие животные

Сохранившийся

Насекомые

  • Скользящие щетинно-хвостики . Направленный спуск с высоты птичьего полета встречается у некоторых тропических древесных щетинохвостов , бескрылых родственных таксонов крылатых насекомых. Срединная хвостовая нить щетинок хвоста важна для коэффициента скольжения и контроля скольжения.
  • Муравьи-планеры . Нелетающие рабочие этих насекомых во вторую очередь приобрели некоторую способность перемещаться по воздуху. Планирование развилось независимо у ряда видов древесных муравьев из групп Cephalotini , Pseudomyrmecinae и Formicinae (в основном Camponotus ). Все древесные долиходерины и нецефалотиновые мирмицины, за исключением Daceton armigerum , не скользят. Живя под пологом тропического леса, как и многие другие планеры, планирующие муравьи используют свое скольжение, чтобы вернуться к стволу дерева, на котором они живут, если они упадут или будут сбиты с ветки. Планирование было впервые обнаружено у Cephalotes atreus в тропических лесах Перу . Cephalotes atreus может делать повороты на 180 градусов и определять местонахождение туловища с помощью визуальных подсказок, успешно приземляясь в 80% случаев. Уникальные среди планирующих животных муравьи Cephalotini и Pseudomyrmecinae сначала скользят брюшком, однако Forminicae скользят более традиционным способом, головой вперед.
  • Планирующие незрелые насекомые. Бескрылые неполовозрелые стадии некоторых видов насекомых, у которых есть крылья во взрослом возрасте, также могут демонстрировать способность парить. К ним относятся некоторые виды тараканов , богомолов , катидид , палочников и настоящих жуков . [1]

Пауки

Неоновый летающий кальмар

Моллюски

  • Летающий кальмар . Некоторые океанические кальмары семейства Ommastrephidae , такие как тихоокеанский летающий кальмар , выпрыгивают из воды, спасаясь от хищников, - адаптация, аналогичная адаптации летучей рыбы . Более мелкие кальмары летают косяками и, как было замечено, преодолевают расстояния до 50 метров (160 футов). Маленькие плавники по направлению к задней части мантии не создают большой подъемной силы, но помогают стабилизировать движение в полете. Они выходят из воды, выталкивая воду из своей воронки; действительно, было замечено, что некоторые кальмары продолжают распылять воду, находясь в воздухе, обеспечивая тягу даже после выхода из воды. Это может сделать летающих кальмаров единственными животными, способными летать на реактивных двигателях. Неоновые летающие кальмары наблюдались скользить на расстояние более 30 метров (100 футов), со скоростью до 11,2 метров в секунду (37 фута / с).

Рыба

  • Летучая рыба . Есть более 50 видов летучих рыб , принадлежащих к семейству Exocoetidae . В основном это морские рыбы от маленького до среднего размера. Самая крупная летучая рыба может достигать длины 45 сантиметров (18 дюймов), но большинство видов имеют длину менее 30 см (12 дюймов). Их можно разделить на двухкрылые разновидности и четырехкрылые разновидности. Прежде чем рыба покидает воду, она увеличивает свою скорость примерно до 30 длин тела в секунду, а когда она вырывается на поверхность и освобождается от сопротивления воды, она может двигаться со скоростью около 60 километров в час (37 миль в час). Скольжения обычно достигают 30–50 метров (100–160 футов) в длину, но некоторые из них наблюдались парящими на сотни метров с использованием восходящего потока на передних кромках волн. Рыба также может совершать серию скользящих движений, каждый раз опуская хвост в воду для создания тяги вперед. Самая продолжительная зарегистрированная серия скользящих движений, когда рыба лишь периодически опускала хвост в воду, составила 45 секунд (видео здесь). Было высказано предположение, что род Exocoetus находится на эволюционной границе между полетом и планированием. В воздухе он взмахивает увеличенными грудными плавниками , но все еще кажется, что он только скользит, так как нет и намека на силовой удар. Было обнаружено, что некоторые летучие рыбы могут летать так же эффективно, как некоторые летающие птицы.
  • Полуклювы . Группа, относящаяся к Exocoetidae, один или два вида гемиргамфид обладают увеличенными грудными плавниками и демонстрируют настоящий планирующий полет, а не простые прыжки. Маршалл (1965) сообщает, что Euleptorhamphus viridis может преодолевать 50 метров (160 футов) за два отдельных прыжка.
  • Пресноводная рыба-бабочка (возможно, плавающая). Pantodon buchholzi может прыгать и, возможно, парить на коротких дистанциях. Он может перемещаться по воздуху в несколько раз длиннее своего тела. При этом рыба хлопает большими грудными плавниками, давая ей свое общее название. Однако вопрос о том, действительно ли пресноводная рыба-бабочка может скользить, остается спорным, Saidel et al. (2004) утверждают, что это невозможно.

Амфибии

Планирование развилось независимо у двух семейств древесных лягушек: Rhacophoridae Старого Света и Hylidae Нового Света . Внутри каждой линии есть ряд способностей к скольжению: от непреднамеренного планирования до парашютного спорта и до полного планирования.

Рептилии

Некоторые ящерицы и змеи умеют скользить:

  • Скользящая ящерица Драко
    Драко- ящерицы . Существует 28 видов ящериц из рода Draco , обитающих в Шри-Ланке , Индии и Юго-Восточной Азии . Они живут на деревьях, питаются древесными муравьями, но гнездятся на лесной подстилке. Они могут скользить на расстояние до 60 метров (200 футов) и на этом расстоянии теряют всего 10 метров (30 футов) в высоте. Необычно, что их патагиум (скользящая мембрана) опирается на удлиненные ребра, а не на более распространенную ситуацию среди скользящих позвоночных , когда патагиум прикреплен к конечностям. В расширенном состоянии ребра образуют полукруг с обеих сторон тела ящерицы и могут складываться к телу, как складной веер.
  • Скользящие лацертиды . Есть два вида скользя lacertid , рода Holaspis , найденный в Африке . У них есть бахрома на пальцах ног и по бокам хвоста, и они могут расплющивать свое тело во время скольжения или прыжков с парашютом.
  • Нижняя сторона летающего геккона Куля Ptychozoon kuhli . Обратите внимание на приспособления для скольжения: лоскуты кожи на ногах, ступнях, по бокам тела и по бокам головы.
    Птичозонные летающие гекконы . Есть шесть видов планирующих гекконов из рода Ptychozoon из Юго-Восточной Азии. У этих ящериц есть небольшие полоски кожи вдоль конечностей, туловища, хвоста и головы, которые ловят воздух и позволяют им скользить.
  • Люперзавр летающих гекконов . Возможный сестринский таксон Ptychozoon, который имеет похожие створки и складки, а также скользит.
  • Thecadactylus летающие гекконы . По крайней мере, некоторые виды Thecadactylus , такие как T. rapicauda , умеют скользить.
  • Косимботус летающий геккон . Подобные приспособления к Ptychozoon обнаружены у двух видов гекконов рода Cosymbotus .
  • Змеи Chrysopelea . Пять видов змей из Юго-Восточной Азии, Меланезии и Индии . Рай древесной змея южного Таиланда , Малайзия , Борнео , Филиппины и Сулавеси является наиболее способным планером из этих змей изученных. Он скользит, вытягивая свое тело в стороны и открывая ребра так, чтобы живот стал вогнутым, а также совершая боковые скользящие движения. Он может замечательно скользить до 100 метров (330 футов) и делать повороты на 90 градусов.

Млекопитающие

Летучие мыши - единственные свободно летающие млекопитающие . Некоторые другие млекопитающие умеют скользить или прыгать с парашютом; Наиболее известны белки-летяги и летающие лемуры .

  • Белки-летяги (подсемейство Petauristinae ). Есть более 40 видов живых существ, разделенных на 14 родов белок-летягов . Белки-летяги встречаются в Азии (большинство видов), Северной Америке (род Glaucomys ) и Европе ( сибирская летяга ). Они обитают в тропической, умеренной и субарктической среде, причем Glaucomys предпочитают бореальные и горные хвойные леса, особенно приземляясь на деревья красной ели ( Picea rubens ) в качестве посадочных площадок; они, как известно, быстро лазают по деревьям, но им нужно время, чтобы найти подходящее место для приземления. Они, как правило, ведут ночной образ жизни и очень чувствительны к свету и шуму. Когда белка-летяга хочет перейти к дереву, которое находится дальше, чем расстояние, на которое можно прыгнуть, она вытягивает хрящевую шпору на локте или запястье. Это открывает лоскут пушистой кожи ( патагиум ), который простирается от запястья до щиколотки. Он летит, распростертый орел, с распушенным хвостом, как парашют, и при приземлении сжимает дерево когтями. Сообщается, что белки-летяги скользят на высоте более 200 метров (660 футов).
  • Аномалии или чешуйчатые летяги (семейство Anomaluridae ). Эти ярко окрашенные африканские грызуны не являются белками, а в результате конвергентной эволюции превратились в белок-летяги . Всего семь видов, разделенных на три рода. У всех видов, кроме одного, есть скользящие перепонки между передними и задними ногами. Род Idiurus состоит из двух особо мелких видов, известных как летающие мыши , но они также не являются настоящими мышами.
  • Colugos или «летающие лемуры» (отряд Dermoptera ). Есть два вида колуго. Несмотря на свое общее название, колуго не лемуры ; настоящие лемуры - приматы . Молекулярные данные свидетельствуют о том, что колуго являются сестринской группой приматов; однако некоторые маммологи предполагают, что они - сестра летучих мышей . Обитаемый в Юго-Восточной Азии, колуго, вероятно, является наиболее приспособленным для планеризма млекопитающим, его патагиум настолько велик, насколько это возможно геометрически. Они могут скользить до 70 метров (230 футов) с минимальной потерей высоты. У них самый развитый пропатагиум из всех планирующих млекопитающих со средней скоростью запуска около 3,7 м / с; Колуго майя, как известно, начинает скользить, не прыгая.
  • Сифака , вид лемура, и, возможно, некоторые другие приматы (возможно ограниченное скольжение или прыжки с парашютом). Было высказано предположение, что у ряда приматов есть приспособления, которые позволяют ограниченное скольжение или прыжки с парашютом: сифаки, индрисы , галаго и обезьяны саки . В частности, сифака, тип лемура , имеет густые волосы на предплечьях, которые, как утверждается, обеспечивают сопротивление, и небольшую мембрану под мышцами, которая, как предполагается, обеспечивает подъемную силу за счет свойств крыла.
  • Летающие фалангеры или крылатые планеры (подсемейство Petaurinae ). Опоссумы водятся в Австралии и Новой Гвинее . В скользя мембраны едва заметны , пока они не прыгают. При прыжке животное вытягивает все четыре лапы и растягивает рыхлые складки кожи. Подсемейство насчитывает семь видов. Из шести видов рода Petaurus , на сахар планера и Биак планера являются наиболее распространенными видами. Единственный вид в роду Gymnobelideus , опоссум Ледбитера имеет только рудиментарную скользящую мембрану.
  • Большой планер ( Petauroides volans ). Единственный вид рода Petauroides семейства Pseudocheiridae . Это сумчатое животное встречается в Австралии и первоначально относилось к летающим фалангерам, но теперь признано отдельным. Его летающая перепонка простирается только до локтя, а не до запястья, как у Petaurinae . У него удлиненные конечности по сравнению со своими не скользящими сородичами.
  • Опоссумы с перьями (семейство Acrobatidae ). Это семейство сумчатых состоит из двух родов, каждый с одним видом. Карликовый летучий кускус ( Acrobates таеиз ), найденный в Австралии является размером очень маленьких мышей и является самым маленьким планером млекопитающим. Перьехвостый кускус ( Distoechurus pennatus ) находится в Новой Гвинее , но не скользит. У обоих видов жестковолосый хвост, напоминающий перо.

Вымерший

Рептилии

  • Восстановление жизни Weigeltisaurid Weigeltisaurus jaekeli из поздней перми (259–252 миллиона лет назад). Вейгельтизауриды представляют собой старейших из известных летающих позвоночных.
    Вымершие рептилии, похожие на Драко . Есть ряд неродственных вымерших рептилий, похожих на ящериц, с такими же «крыльями», как у ящериц Дракона . К ним относятся позднепермские Weigeltisauridae , триасовые Kuehneosauridae и Mecistotrachelos и меловые ящерицы Xianglong . Самый крупный из них, кунеозавр , имеет размах крыльев 30 сантиметров (12 дюймов) и, по оценкам, способен парить около 30 метров (100 футов).
  • Sharovipterygidae . Эти странные рептилии из верхнего триаса в Кыргызстане и Польше необычно имели перепонку на удлиненных задних конечностях, значительно расширяющую их в остальном нормальные патагии, похожие на белки-летяги . Передние конечности, напротив, намного меньше.
  • Гипуронектор . Этот причудливый дрепанозавр имеет пропорции конечностей, особенно удлиненных передних конечностей, которые соответствуют летающим или планирующим животным с патагиями .

Нептичьи динозавры

  • Восстановление жизни И Ци, скользящего скансориоптеригидного динозавра из средней юры Китая.
    Scansoriopterygidae уникален среди динозавров по развитию перепончатых крыльев, в отличие от крылатых крыльев других теропод. Как и в случае с современными аномалиями, он разработал костяной стержень, который помогает поддерживать крыло, хотя и на запястье, а не на локте.

Рыба

Волатикотериды предшествовали летучим мышам как воздухоплаватели-млекопитающие как минимум на 110 миллионов лет

Млекопитающие

  • Volaticotherium antiquum . Скользящая eutriconodont , давно считается самым ранним скользя млекопитающее до открытия современного скользящего haramiyidans. Он жил около 164 миллионов лет назад и использовал покрытую мехом кожную мембрану, чтобы скользить по воздуху. Тесно связана Argentoconodon также полагают, быласостоянии скользить,основе посткраниального сходства; он жил около 165 миллионов лет назад, в период средней и поздней юры на территории современного Китая.
  • В haramiyidans Vilevolodon , Xianshou , Maiopatagium и Arboroharamiya известные из средне-поздней юре Китая был обширный перепонка, весьма сходящийся с теми colugos .
  • Скользящая metatherian (возможно, сумчатых ) , как известно из палеоцена из Itaboraí , Бразилия .
  • Планирующий грызун, принадлежащий к вымершему семейству Eomyidae , Eomys quercyi известен с позднего олигоцена Германии.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки

СМИ, связанные с полетом животных на Викискладе?