колибри -Hummingbird
| Колибри Временной диапазон: рупельский
|
|
|---|---|
|
|
| Четыре колибри из Тринидада и Тобаго |
|
Научная классификация 
|
|
| Королевство: | Анималия |
| Тип: | Хордовые |
| Сорт: | Авес |
| Клада : | Стризоры |
| Заказ: | Аподиформы |
| Семья: |
Трохилиды Вигорс , 1825 г. |
| Тип рода | |
|
Трохил |
|
| Подсемейства | |
|
† Eurotrochilus |
|
Колибри — это птицы , обитающие в Америке и составляющие биологическое семейство Trochilidae . Насчитывая около 366 видов и 113 родов , они встречаются от Аляски до Огненной Земли , но большинство видов встречается в Центральной и Южной Америке . Около 28 видов колибри занесены в список находящихся под угрозой исчезновения или находящихся под угрозой исчезновения, при этом популяция многих видов сокращается.
Колибри обладают разнообразными специализированными характеристиками, обеспечивающими быстрый маневренный полет, исключительную метаболическую способность , адаптацию к большой высоте, чувствительные зрительные и коммуникативные способности, а также миграцию на большие расстояния у некоторых видов. Среди всех птиц самцы колибри имеют самое большое разнообразие окраски оперения , особенно синего, зеленого и пурпурного. Колибри - самые маленькие взрослые птицы, их длина составляет 7,5–13 см (3–5 дюймов). Самый маленький из них - колибри-пчела размером 5 см (2,0 дюйма) , который весит менее 2,0 г (0,07 унции), а самый крупный - гигантский колибри размером 23 см (9,1 дюйма) и весом 18–24 грамма (0,63–0,85 унция). Известные своими длинными клювами , колибри специализируются на питании цветочным нектаром, но все виды также потребляют мелких насекомых.
Они известны как колибри из-за гудящего звука, создаваемого их взмахами крыльев , которые хлопают на высоких частотах, слышимых для других птиц и людей. Они парят с высокой частотой взмахов крыльями, которая варьируется от 12 ударов в секунду у самых крупных видов до 80 ударов в секунду у маленьких колибри.
У колибри самая высокая удельная скорость метаболизма среди всех теплокровных животных. Чтобы сохранить энергию, когда пищи не хватает, а ночью, когда они не добывают пищу, они могут впадать в оцепенение , состояние, похожее на гибернацию , и замедлять скорость своего метаболизма до 1/15 от нормальной скорости. В то время как большинство колибри не мигрируют , у рыжеволосых колибри одна из самых длинных миграций среди птиц, они путешествуют два раза в год между Аляской и Мексикой на расстояние около 3900 миль (6300 км).
Колибри отделились от своей родственной группы , стрижей и древесных стрижей , около 42 миллионов лет назад. По оценкам, общий предок современных колибри жил 22 миллиона лет назад в Южной Америке.
Описание
_adult_male_non-breeding.jpg)
.jpg)
Колибри - это маленькие птицы (весом 2–20 граммов (0,071–0,705 унции)) с длинными узкими клювами. Радужные цвета и узкоспециализированные перья многих видов (в основном у самцов) дают некоторым колибри экзотические общие имена, такие как солнечный камень, фея, лесная звезда, сапфир или сильфида .
Колибри имеют ограниченное распространение в Новом Свете , более 300 видов в Центральной и Южной Америке и только около 15 местных видов, а также 9 бродячих видов в Соединенных Штатах и Канаде. Самый северный колибри — рыжий ( Selasphorus rufus ), который размножается на севере, вплоть до побережья Аляски и по всей Британской Колумбии , в то время как краснозобый колибри размножается в восточной Канаде и восточной части Соединенных Штатов, мигрируя, чтобы провести зиму в Карибском регионе, восточной Мексике. , и страны Центральной Америки. Общая оценка популяции краснозобого колибри составляет 34 миллиона птиц, что делает его самым густонаселенным среди колибри в Соединенных Штатах и Канаде, в то время как некоторые виды находятся под угрозой исчезновения и исчезают, и осталось всего несколько сотен.
У колибри компактное тело с относительно длинными лопастными крыльями, имеющими анатомическую структуру, позволяющую вертолетоподобному полету в любом направлении, в том числе способность зависать. В частности, во время парения взмахи крыльев издают гудящие звуки, которые также могут использоваться для предупреждения других птиц. У некоторых видов перья хвоста издают звуки, используемые самцами во время брачного полета. У колибри чрезвычайно быстрые взмахи крыльев, достигающие 80 в секунду, что поддерживается высокой скоростью метаболизма, зависящей от добычи сахаров из цветочного нектара. Колибри издают негромкие песни, напоминающие скрип или скрип. Из тех видов, которые были измерены во время полета в аэродинамических трубах, максимальная скорость полета колибри превышает 15 м / с (54 км / ч; 34 мили в час). Во время ухаживания некоторые самцы ныряют с высоты 30 метров (100 футов) над самкой со скоростью около 23 м/с (83 км/ч; 51 миль в час).
Полы различаются по окраске перьев, у самцов отчетливый блеск и орнамент на голове, шее, крыльях и грудных перьях. Наиболее типичным украшением перьев у самцов является горжет - похожее на нагрудник переливающееся пятно на шее с перьями, которое меняет яркость в зависимости от угла обзора, чтобы привлечь самок и предупредить конкурентов-самцов за территорию.
Самки колибри строят гнездо в виде маленькой чаши , используя паутину, лишайники , мох и свободные нити растительных волокон, обычно прикрепленные к ветке дерева. Как правило, поздней весной в течение 2–3 недель насиживают два белых яйца в форме горошины — самые маленькие из всех птиц. Вскармливаемые срыгиванием только от матери, птенцы оперяются примерно через 3 недели.
Внешне похожие виды
Некоторые виды нектарников — группа Старого Света , ограниченная по распространению Евразией , Африкой и Австралией — напоминают колибри по внешнему виду и поведению, но не имеют отношения к колибри, так как их сходство обусловлено конвергентной эволюцией .
Мотылек колибри имеет характеристики полета и кормления, подобные характеристикам колибри. Колибри можно спутать с бражником-колибри , который является крупным летающим насекомым с возможностью зависания и существует только в Евразии.
Диапазон
Распространение колибри ограничено Северной и Южной Америкой от юга центральной Аляски до Огненной Земли , включая Карибский бассейн. Большинство видов обитают в тропиках и субтропиках Центральной и Южной Америки, но некоторые виды также размножаются в умеренном климате, а некоторые горные звезды встречаются даже в альпийских высокогорьях Анд на высоте до 5 200 м (17 100 футов).
Наибольшее видовое богатство наблюдается во влажных тропических и субтропических лесах северных Анд и прилегающих предгорий, но количество видов, встречающихся в Атлантическом лесу , Центральной Америке или на юге Мексики , также намного превышает количество, встречающееся в южной части Южной Америки, на Карибских островах, США и Канада. В то время как менее 25 различных видов колибри были зарегистрированы в Соединенных Штатах и менее 10 видов в Канаде и Чили , только в Колумбии их более 160, а в сравнительно небольшом Эквадоре - около 130 видов.
Мигрирующий краснозобый колибри размножается в диапазоне от юго-востока Соединенных Штатов до Онтарио , в то время как колибри с черным подбородком , его близкий родственник и еще один мигрант, является наиболее распространенным и обычным видом на юго-западе Соединенных Штатов. Рыжий колибри - наиболее распространенный вид в западной части Северной Америки и единственный колибри, зарегистрированный за пределами Америки, встречающийся на Чукотском полуострове в России.
Таксономия и систематика
Семейство Trochilidae было введено в 1825 году ирландским зоологом Николасом Эйлуордом Вигорсом с Trochilus в качестве типового рода . В традиционной таксономии колибри помещены в отряд Apodiformes , который также включает стрижей , но некоторые систематики выделили их в свой собственный отряд Trochiliformes. Кости крыльев колибри полые и хрупкие, что затрудняет окаменение и делает их эволюционную историю плохо задокументированной. Хотя ученые предполагают, что колибри произошли из Южной Америки, где видовое разнообразие наиболее велико, возможные предки современных колибри могли жить в некоторых частях Европы и на юге современной России .
Было идентифицировано около 366 колибри. Их традиционно делят на два подсемейства : отшельники (подсемейство Phaethornithinae) и типичные колибри (подсемейство Trochilinae , все остальные). Однако молекулярно-филогенетические исследования показали, что отшельники являются сестрами топазов , что делает предыдущее определение Trochilinae не монофилетическим . Колибри образуют девять основных клад : топазы и якобины , отшельники, манго , кокетки , бриллианты , гигантские колибри ( Patagona gigas ), горные драгоценные камни , пчелы и изумруды . Топазы и якобины вместе взятые имеют самый старый раскол с остальными колибри. Семейство колибри занимает третье место среди всех семейств птиц по количеству видов (после тиранов- мухоловок и танагеров ).
Ископаемые колибри известны с плейстоцена Бразилии и Багамских островов , но ни один из них еще не был научно описан, и известны окаменелости и субфоссилии нескольких существующих видов. До недавнего времени более старые окаменелости нельзя было надежно идентифицировать как останки колибри.
В 2004 году Джеральд Майр обнаружил две окаменелости колибри возрастом 30 миллионов лет. Окаменелости этого примитивного вида колибри, названного Eurotrochilus inexpectatus («неожиданный европейский колибри»), хранились в ящике музея в Штутгарте ; они были обнаружены в глиняной яме в Вислох -Фрауэнвайлер, к югу от Гейдельберга , Германия , и, поскольку предполагалось, что колибри никогда не встречались за пределами Америки, их не признали колибри, пока Майр не рассмотрел их поближе.
В яме Мессель и на Кавказе были обнаружены окаменелости птиц, которые не могут быть однозначно отнесены ни к колибри, ни к родственному вымершему семейству Jungornithidae , возраст которых составляет от 35 до 40 миллионов лет назад; это указывает на то, что раскол между этими двумя линиями действительно произошел примерно в то время. Районы, где были обнаружены эти ранние окаменелости, имели климат , очень похожий на климат северной части Карибского бассейна или самого южного Китая в то время. В настоящее время остается самой большой загадкой то, что произошло с колибри примерно за 25 миллионов лет между примитивным Eurotrochilus и современными окаменелостями. Поразительная морфологическая адаптация , уменьшение размеров, расселение в Америке и вымирание в Евразии — все это произошло в течение этого промежутка времени. Результаты гибридизации ДНК-ДНК предполагают, что основное излучение южноамериканских колибри произошло, по крайней мере, частично в миоцене , примерно 12–13 миллионов лет назад, во время поднятия северных Анд .
В 2013 году было обнаружено, что окаменелость птицы возрастом 50 миллионов лет, обнаруженная в Вайоминге , была предшественником колибри и стрижей до того, как группы разошлись.
Эволюция
Считается, что колибри отделились от других представителей Apodiformes, насекомоядных стрижей (семейство Apodidae) и древесных стрижей (семейство Hemiprocnidae), около 42 миллионов лет назад, вероятно, в Евразии. Несмотря на их нынешнее распространение в Новом Свете, самые ранние виды колибри встречались в раннем олигоцене ( рупельский период около 34–28 миллионов лет назад) в Европе, принадлежали к роду Eurotrochilus и имели морфологию, аналогичную современным колибри.
филогения
Филогенетическое древо недвусмысленно указывает на то, что современные колибри произошли из Южной Америки, а последний общий предок всех ныне живущих колибри жил около 22 миллионов лет назад.
Карта генеалогического древа колибри, реконструированная на основе анализа 284 видов , показывает быстрое разнообразие 22 миллионов лет назад. Колибри делятся на девять основных подвидов — топазы , отшельники , манго , бриллианты , кокетки , гигантские колибри, горные драгоценные камни , пчелы и изумруды , — определяющие их связь с цветущими растениями , несущими нектар , которые привлекают колибри в новые географические районы.
Молекулярно-филогенетические исследования колибри показали, что это семейство состоит из девяти основных ветвей. Когда Эдвард Дикинсон и Джеймс Ван Ремсен-младший обновили Полный контрольный список птиц мира Говарда и Мура для 4-го издания в 2013 году, они разделили колибри на шесть подсемейств.
Молекулярно-филогенетические исследования определили взаимоотношения между основными группами колибри. На кладограмме ниже английские названия введены в 1997 г. Латинские названия введены в 2013 г.
| Трохилиды |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В то время как все колибри зависят от цветочного нектара, который питает их высокий метаболизм и парящий полет, скоординированные изменения в форме цветка и клюва стимулировали формирование новых видов колибри и растений. Благодаря этому исключительному эволюционному образцу в одном регионе, например в Андах , могут сосуществовать до 140 видов колибри .
Эволюционное древо колибри показывает, что одним из ключевых эволюционных факторов, по-видимому, был измененный вкусовой рецептор , который позволил колибри искать нектар.
Повзрослев, самцы определенного вида, длинноклювого отшельника Phaethornis longirostris, по-видимому, развивают кинжальное оружие на кончике клюва в качестве вторичного полового признака для защиты мест спаривания .
Географическая диверсификация
Анды кажутся особенно богатой средой для эволюции колибри, потому что диверсификация происходила одновременно с подъемом гор за последние 10 миллионов лет. Колибри продолжают динамично диверсифицироваться, населяя экологические регионы Южной Америки, Северной Америки и Карибского бассейна, что указывает на растущую эволюционную радиацию .
В пределах одного и того же географического региона клады колибри эволюционировали совместно с кладами нектароносных растений, влияя на механизмы опыления . То же самое верно и для колибри с меченосным клювом ( Ensifera ensifera ), одного из морфологически наиболее экстремальных видов и одной из его основных ветвей пищевых растений ( секция Passiflora Tacsonia ).
Коэволюция с орнитофильными цветами
Колибри — специализированные нектароядные, привязанные к орнитофильным цветам, которыми они питаются. Эта коэволюция подразумевает, что морфологические признаки колибри, такие как длина клюва, кривизна клюва и масса тела, коррелируют с морфологическими признаками растений, такими как длина венчика , кривизна и объем. Некоторые виды, особенно с необычной формой клюва, такие как колибри с меченосным клювом и серповидный клюв , эволюционировали вместе с небольшим количеством видов цветов. Однако даже в наиболее специализированных мутуализмах колибри и растений количество линий пищевых растений отдельных видов колибри со временем увеличивается. Колибри -пчела ( Mellisuga helenae ) — самая маленькая птица в мире — эволюционировала в карликовость , вероятно, потому, что ей приходилось конкурировать с длинноклювыми колибри, имеющими преимущество в добыче нектара из специализированных цветов, что привело к тому, что колибри-пчела более успешно конкурировала за добычу цветов с насекомые.
Многие растения, опыляемые колибри, дают цветы красных, оранжевых и ярко-розовых оттенков, хотя птицы берут нектар и с цветов других цветов. Колибри могут видеть длины волн в ближнем ультрафиолетовом диапазоне, но цветы, опыляемые колибри, не отражают эти длины волн, как многие цветы, опыляемые насекомыми. Этот узкий цветовой спектр может сделать опыляемые колибри цветы относительно незаметными для большинства насекомых, тем самым уменьшая кражу нектара . Цветки, опыляемые колибри, также производят относительно слабый нектар (в среднем 25% сахара по весу), содержащий высокую долю сахарозы , тогда как цветы, опыляемые насекомыми, обычно производят более концентрированный нектар, в котором преобладают фруктоза и глюкоза .
Колибри и растения, которые они посещают в поисках нектара, имеют тесную коэволюционную связь, обычно называемую мутуалистической сетью растений и птиц . Эти птицы демонстрируют высокую специализацию и модульность, особенно в сообществах с высоким видовым богатством. Эти ассоциации также наблюдаются, когда близкородственные колибри, например, два вида одного рода, посещают разные наборы цветущих видов.
Половые диморфизмы
_JCB.jpg)
Колибри демонстрируют половой диморфизм размеров в соответствии с правилом Ренша , согласно которому самцы меньше самок у мелкотелых видов, а самцы крупнее самок у крупнотелых видов. Степень этой половой разницы в размерах варьируется среди клад колибри. Например, клада Mellisugini (пчелы) демонстрирует диморфизм больших размеров, при этом самки крупнее самцов. И наоборот, клада Lesbiini (кокетки) демонстрирует очень небольшой диморфизм размеров; самцы и самки одинаковы по размеру. Половой диморфизм в размере и форме клюва также присутствует между самцами и самками колибри, где во многих ветвях самки имеют более длинные и изогнутые клювы, предназначенные для доступа к нектару из высоких цветов. У самцов и самок одинакового размера клювы у самок, как правило, крупнее.
Половые различия в размере и клюве, вероятно, возникли из-за ограничений, налагаемых ухаживанием, поскольку брачные демонстрации самцов колибри требуют сложных маневров в воздухе. Самцы, как правило, меньше самок, что позволяет сохранять энергию, чтобы соревноваться в добыче корма и чаще участвовать в ухаживании. Таким образом, половой отбор благоприятствует более мелким самцам колибри.
Самки колибри, как правило, крупнее, требуют больше энергии, с более длинными клювами, которые позволяют более эффективно доставать нектар из расщелин высоких цветов. Таким образом, самки лучше добывают пищу, собирают нектар цветов и удовлетворяют энергетические потребности своего большего размера тела. Таким образом, направленный отбор благоприятствует более крупным колибри с точки зрения добывания пищи.
Другая эволюционная причина этого диморфизма полового клюва заключается в том, что силы отбора, возникающие в результате конкуренции за нектар между полами каждого вида, вызывают половой диморфизм. В зависимости от того, какой пол владеет территорией в этом виде, другой пол имеет более длинный клюв и может питаться большим разнообразием цветов, что снижает внутривидовую конкуренцию . Например, у видов колибри, у которых самцы имеют более длинные клювы, самцы не владеют определенной территорией и имеют систему спаривания токов. У видов, у которых клюв у самцов короче, чем у самок, самцы защищают свои ресурсы, поэтому самкам выгоден более длинный клюв, чтобы питаться более широким спектром цветов.
Цвета перьев
Гамма окраски оперения колибри , особенно для синего, зеленого и фиолетового цветов в горловине и макушке самцов, занимает 34% всего цветового пространства перьев птиц. Белые (непигментированные) перья имеют самую низкую распространенность в цветовой гамме колибри. Разнообразие окраски оперения колибри возникло в результате полового и социального отбора по окраске оперения, что коррелирует со скоростью развития видов колибри на протяжении миллионов лет. Яркие цвета оперения у самцов являются частью агрессивной конкуренции за цветочные ресурсы и спаривание. Яркие цвета являются результатом пигментации перьев и призматических клеток в верхних слоях перьев головы, горжетки , груди, спины и крыльев. Когда солнечный свет попадает на эти клетки, он расщепляется на длины волн, которые отражаются к наблюдателю с разной степенью интенсивности, при этом перьевая структура действует как дифракционная решетка . Радужные цвета колибри являются результатом комбинации преломления и пигментации, поскольку сами дифракционные структуры состоят из меланина , пигмента, а также могут быть окрашены каротиноидной пигментацией и более приглушенными черными, коричневыми или серыми цветами в зависимости от меланина.
Просто изменив положение, перья приглушенной птицы могут мгновенно стать огненно-красными или ярко-зелеными. Например, во время демонстрации ухаживания самцы красочной колибри Анны ориентируют свое тело и перья по направлению к солнцу, чтобы усилить демонстрацию радужного оперения интересующей самки.
Одно исследование колибри Анны показало, что диетический белок был влиятельным фактором в цвете перьев, поскольку у птиц, получавших больше белка, вырастали значительно более красочные перья на макушке , чем у тех, кто питался диетой с низким содержанием белка. Кроме того, у птиц на диете с высоким содержанием белка хвостовые перья были более желтыми (более насыщенными ) по сравнению с птицами на диете с низким содержанием белка.
Специализированные характеристики и метаболизм
Напевая
Колибри названы в честь выдающегося гудящего звука, который издают взмахи их крыльев во время полета и зависания, чтобы кормить или взаимодействовать с другими колибри. Гудение служит целям общения, предупреждая других птиц о прибытии собирателя или потенциального партнера. Гудящий звук возникает из-за аэродинамических сил , создаваемых нисходящими и восходящими взмахами быстрых взмахов крыльев, вызывая колебания и гармоники , которые вызывают акустические качества, сравнимые с музыкальным инструментом . Гудящий звук колибри уникален среди летающих животных по сравнению с визгом комаров , жужжанием пчел и «свистом» более крупных птиц.
Взмахи крыльев, вызывающие жужжание колибри при зависании, достигаются за счет упругой отдачи ударов крыльев, производимой основными летательными мышцами: большой грудной (основная мышца, опускающая движение) и надкоракоидной (основная мышца, поднимающая вверх).
Зрение
Хотя глаза колибри имеют небольшой диаметр (5–6 мм), они расположены в черепе за счет уменьшения окостенения черепа и занимают большую часть черепа по сравнению с другими птицами и животными. Кроме того, глаза колибри имеют большую роговицу , которая составляет около 50% от общего поперечного диаметра глаза, в сочетании с необычайной плотностью ганглиозных клеток сетчатки , ответственных за визуальную обработку, содержащих около 45 000 нейронов на мм 2 . Увеличенная роговица по отношению к общему диаметру глаза служит для увеличения восприятия света глазом, когда зрачок максимально расширен, что позволяет совершать ночные полеты.
В ходе эволюции колибри адаптировались к навигационным потребностям в обработке изображений во время быстрого полета или зависания за счет развития исключительно плотного массива нейронов сетчатки, что позволило повысить пространственное разрешение в боковых и лобных полях зрения . Морфологические исследования мозга колибри показали, что гипертрофия нейронов — относительно самая большая у любой птицы — существует в области, называемой претектальным ядром лентиформной мезэнцефали (называемой ядром зрительного тракта у млекопитающих), отвечающей за уточнение динамической обработки зрительной информации во время парения и во время быстрых движений. полет.
Увеличение области мозга, отвечающей за визуальную обработку, указывает на повышенную способность к восприятию и обработке быстро движущихся визуальных стимулов, возникающих во время быстрого полета вперед, поиска пищи насекомыми, конкурентных взаимодействий и высокоскоростного ухаживания. Исследование широкохвостых колибри показало, что у колибри есть четвертый цветочувствительный зрительный конус (у людей их три), который улавливает ультрафиолетовый свет и позволяет различать неспектральные цвета , возможно, играя роль в идентичности цветка, демонстрации ухаживания, территориальной защите. и уклонение от хищников. Четвертый цветовой конус расширит диапазон видимых цветов для колибри, чтобы они могли воспринимать ультрафиолетовый свет и цветовые комбинации перьев и горжетов, разноцветных растений и других объектов в их среде, позволяя обнаруживать до пяти неспектральных цветов, включая фиолетовый, ультрафиолетово-красный, ультрафиолетово-зеленый, ультрафиолетово-желтый и ультрафиолетово-фиолетовый.
Колибри очень чувствительны к раздражителям в поле зрения, реагируя даже на минимальное движение в любом направлении, переориентируясь в полете. Их визуальная чувствительность позволяет им точно зависать на месте в сложных и динамичных природных средах. Эти функции обеспечиваются чечевицеобразным ядром , настроенным на высокие скорости, что обеспечивает точное управление и предотвращение столкновений во время полета вперед.
Метаболизм
У колибри самый высокий метаболизм среди всех позвоночных животных, что необходимо для поддержки быстрого взмаха крыльев во время зависания и быстрого полета вперед. Во время полета и зависания потребление кислорода на грамм мышечной ткани у колибри примерно в 10 раз выше, чем у элитных спортсменов-людей. Колибри достигают этой необычайной способности потреблять кислород за счет исключительной плотности и близости капилляров и митохондрий в их летательных мышцах.
Колибри редко встречаются среди позвоночных из-за их способности быстро использовать проглоченные сахара для подпитки энергозатратного парящего полета, обеспечивая до 100% своих метаболических потребностей за счет сахара, который они пьют. Летающие мышцы колибри обладают чрезвычайно высокой способностью окислять углеводы и жирные кислоты с помощью ферментов гексокиназы , карнитинпальмитоилтрансферазы и цитратсинтазы со скоростью, которая является самой высокой из известных для скелетных мышц позвоночных . Чтобы поддерживать быстрые взмахи крыльев во время полета и зависания, колибри расходуют человеческий эквивалент 150 000 калорий в день, что, по оценкам, в 10 раз превышает потребление энергии марафонцем на соревнованиях.
Колибри могут использовать только что проглоченный сахар для подпитки парящего полета в течение 30–45 минут после употребления. Эти данные свидетельствуют о том, что колибри способны окислять сахар в летательных мышцах с достаточно высокой скоростью, чтобы удовлетворить свои экстремальные метаболические потребности — как указано в обзоре 2017 года, показывающем, что колибри имеют в своих летательных мышцах механизм «прямого окисления» сахаров в максимальное количество АТФ . yield, чтобы поддерживать высокую скорость метаболизма для парения, поиска пищи на высоте и миграции. Эта адаптация произошла в результате эволюционной утраты ключевого гена , фруктозо-бисфосфатазы 2 ( FBP2 ), что совпало с началом парения колибри, которое, согласно ископаемым свидетельствам, произошло около 35 миллионов лет назад. Без FBP2 гликолиз и митохондриальное дыхание в летающих мышцах усиливаются, что позволяет колибри более эффективно метаболизировать сахар для получения энергии .
Полагаясь на вновь съеденный сахар для подпитки полета, колибри резервируют свои ограниченные жировые запасы для поддержания ночного голодания во время оцепенения или для обеспечения перелетов. Исследования метаболизма колибри показывают, как мигрирующий колибри с красным горлом может пересечь 800 км (500 миль) Мексиканского залива в беспосадочном полете. Этот колибри, как и другие мигрирующие на большие расстояния птицы, запасает жир в качестве запаса топлива, увеличивая свой вес на целых 100%, а затем обеспечивая метаболическое топливо для полета над открытой водой. Количество жира (1–2 г), используемого мигрирующей колибри для пересечения Мексиканского залива за один полет, аналогично количеству жира, используемому человеком, поднимающимся на высоту около 50 футов (15 м).
Частота сердечных сокращений колибри может достигать 1260 ударов в минуту, измеренная у синегорлых колибри с частотой дыхания 250 вдохов в минуту в состоянии покоя.
Адаптация гемоглобина к высоте
Десятки видов колибри живут круглый год в тропических горных местообитаниях на больших высотах, например, в Андах на высоте от 1500 метров (4900 футов) до 5200 метров (17100 футов), где парциальное давление кислорода в воздухе снижено . состояние гипоксической нагрузки для высоких метаболических потребностей колибри. Исследователи обнаружили, что у андских колибри, живущих на больших высотах, белок, переносящий кислород в крови — гемоглобин — имеет повышенное сродство к связыванию кислорода , и что этот адаптивный эффект, вероятно, является результатом эволюционных мутаций в молекуле гемоглобина посредством специфических аминокислотных изменений, вызванных естественными изменениями. выбор.
Рассеивание тепла
Высокая скорость метаболизма колибри, особенно во время быстрого полета вперед и зависания, приводит к повышенному нагреву тела, что требует специальных механизмов терморегуляции для отвода тепла, что становится еще более серьезной проблемой в жарком и влажном климате. Колибри рассеивают тепло частично за счет испарения через выдыхаемый воздух и от структур тела с тонким оперением или без него, например, вокруг глаз, плеч, под крыльями ( патагия ) и ступней.
Во время парения колибри не получают выгоды от потери тепла за счет конвекции воздуха во время полета вперед, за исключением движения воздуха, создаваемого их быстрым взмахом крыльев, что, возможно, способствует конвективной потере тепла от вытянутых ног. Меньшие виды колибри, такие как каллиопа , по-видимому, адаптируют свое относительно более высокое отношение поверхности к объему для улучшения конвективного охлаждения за счет движения воздуха крыльями. Когда температура воздуха поднимается выше 36 ° C (97 ° F), тепловые градиенты, пассивно направляющие тепло за счет конвективного рассеивания вокруг глаз, плеч и ступней, уменьшаются или устраняются, что требует рассеивания тепла в основном за счет испарения и выдоха . В холодном климате колибри втягивают лапы в перья на груди, чтобы исключить воздействие на кожу и свести к минимуму рассеивание тепла.
оцепенение
Метаболизм колибри может замедляться ночью или в любое время, когда пища недоступна; птицы входят в состояние глубокого сна (известное как оцепенение ), чтобы предотвратить падение запасов энергии до критического уровня. Одно исследование широкохвостых колибри показало, что масса тела уменьшалась линейно во время оцепенения со скоростью 0,04 г в час.
Было показано , что во время ночного оцепенения температура тела карибского колибри падает с 40 до 18 ° C, при этом частота сердечных сокращений и дыхания резко замедляются (частота сердечных сокращений составляет примерно от 50 до 180 ударов в минуту по сравнению с дневной частотой выше 1000 ударов в минуту). Записи колибри Metallura phoebe в ночном оцепенении на высоте около 3800 метров (12 500 футов) в Андах показали, что температура тела упала до 3,3 ° C (38 ° F), самого низкого известного уровня для птиц или млекопитающих, не впадающих в спячку. В холодные ночи на высоте колибри находились в оцепенении от 2 до 13 часов в зависимости от вида, при этом охлаждение происходило со скоростью 0,6 ° C в минуту, а согревание - 1-1,5 ° C в минуту. Высокогорные андские колибри также теряли массу тела в отрицательной пропорции к тому, как долго птицы находились в оцепенении, теряя около 6% веса каждую ночь.
Во время оцепенения, чтобы предотвратить обезвоживание , функция почек снижается, сохраняя необходимые соединения, такие как глюкоза, вода и питательные вещества. Циркулирующий гормон кортикостерон является одним из сигналов, который пробуждает колибри от оцепенения .
Использование и продолжительность оцепенения различаются у разных видов колибри и зависят от того, защищает ли доминирующая птица территорию, а нетерриториальные подчиненные птицы имеют более длительные периоды оцепенения. Колибри с более высоким процентным содержанием жира с меньшей вероятностью впадет в состояние оцепенения по сравнению с птицей с меньшим количеством жира, поскольку птица может использовать энергию из своих жировых запасов. Оцепенение у колибри, по-видимому, не связано с ночной температурой, поскольку оно происходит в широком диапазоне температур, при этом экономия энергии такого глубокого сна больше связана с фотопериодом и продолжительностью оцепенения.
Функция почек
Динамический диапазон скорости метаболизма у колибри требует параллельного динамического диапазона функции почек . В течение дня потребления нектара с соответствующим высоким потреблением воды, которое может в пять раз превышать массу тела в день, почки колибри перерабатывают воду посредством скорости клубочковой фильтрации (СКФ) в количествах, пропорциональных потреблению воды, тем самым избегая гипергидратации . Однако во время коротких периодов лишения воды, например, в ночное оцепенение, СКФ падает до нуля, сохраняя воду в организме.
Почки колибри также обладают уникальной способностью контролировать уровень электролитов после употребления нектара с высоким содержанием натрия и хлорида или без них, что указывает на то, что почечные и гломерулярные структуры должны быть высокоспециализированными для изменения минерального качества нектара. Морфологические исследования почек колибри Анны показали адаптацию высокой плотности капилляров в непосредственной близости от нефронов , что позволяет точно регулировать уровень воды и электролитов.
Песня, обучение вокалу и слух
Многие виды колибри демонстрируют разнообразный вокальный репертуар: чириканье, писк, свист и жужжание. Вокализации различаются по сложности и спектральному содержанию во время социальных взаимодействий, поиска пищи, территориальной защиты, ухаживания и общения матери и птенца. Территориальные голосовые сигналы могут воспроизводиться в быстрой последовательности, чтобы воспрепятствовать агрессивным столкновениям, при этом скорость и громкость щебетания увеличиваются, когда злоумышленники упорствуют. В период размножения самцы и самки колибри издают звуки во время ухаживания.
Колибри демонстрируют способность к обучению вокалу, позволяющую варьировать песни - «диалекты», существующие у одного и того же вида. Например, песня синегорлого колибри отличается от типичных песен осцинов своим широким частотным диапазоном, простирающимся от 1,8 кГц до примерно 30 кГц. Он также производит ультразвуковые вокализации, которые не работают при общении. Поскольку синегорлые колибри часто чередуют пение с ловлей мелких летающих насекомых, возможно, ультразвуковые щелчки, производимые во время пения, нарушают схему полета насекомых, делая насекомых более уязвимыми для хищников. У длинноклювых отшельников Анны, Косты и андских колибри есть певческие диалекты, которые различаются в зависимости от места обитания и филогенетических клад.
Вокальный орган птиц, сиринкс , играет важную роль в понимании производства песен колибри. Что отличает сиринкс колибри от сиринкса других птиц отряда Apodiformes, так это наличие внутренней мышечной структуры, дополнительных хрящей и большой барабанной перепонки, служащей точкой прикрепления внешних мышц. повышенная способность колибри контролировать высоту звука и большой частотный диапазон.
Песни колибри исходят как минимум из семи специализированных ядер переднего мозга . Исследование генетической экспрессии показало, что эти ядра обеспечивают вокальное обучение (способность приобретать вокализацию путем подражания), редкую черту, которая, как известно, встречается только у двух других групп птиц ( попугаи и певчие птицы ) и нескольких групп млекопитающих (включая людей, китов и китов). дельфины и летучие мыши ). За последние 66 миллионов лет только колибри, попугаи и певчие птицы из 23 отрядов птиц , возможно, независимо развили семь сходных структур переднего мозга для обучения пению и вокалу, что указывает на то, что эволюция этих структур находится под сильными эпигенетическими ограничениями, возможно, происходящими от общего предка. .
Как правило, считается, что птицы вокализируют и слышат в диапазоне 2–5 кГц, при этом чувствительность слуха падает с более высокими частотами. У эквадорской горной звезды ( Oreotrochilus chimborazo ) в дикой природе были зарегистрированы вокализации на частоте выше 10 Гц, что значительно превышает известные слуховые способности большинства птиц. Ядра системы песен в мозгу колибри похожи на мозг певчих птиц, но мозг колибри имеет специальные области, задействованные для обработки песен.
Продолжительность жизни
У колибри необычно долгая продолжительность жизни для организмов с таким быстрым метаболизмом. Хотя многие умирают в течение первого года жизни, особенно в уязвимый период между вылуплением и оперением , те, кто выживает, могут иногда прожить десять лет или больше. Среди наиболее известных североамериканских видов типичная продолжительность жизни составляет, вероятно, от 3 до 5 лет. Для сравнения, мелкие землеройки , одни из самых маленьких из всех млекопитающих, редко живут дольше 2 лет. Самая длинная зарегистрированная продолжительность жизни в дикой природе относится к самке широкохвостого колибри, которая была окольцована (окольцована) во взрослом возрасте не менее одного года, а затем повторно поймана через 11 лет, в результате чего ей исполнилось не менее 12 лет. Другие рекорды продолжительности жизни полосатых колибри включают предполагаемый минимальный возраст 10 лет 1 месяц для самки колибри с черным подбородком, аналогичной по размеру широкохвостой колибри, и не менее 11 лет 2 месяца для гораздо более крупной желтобрюхой колибри .
Хищники
Богомолы были замечены как хищники колибри. Другие хищники включают стрекоз , лягушек , пауков-кругопрядов и других птиц, таких как дорожный бегун .
Воспроизведение
Самцы колибри участия в гнездовании не принимают. Большинство видов строят чашеобразное гнездо на ветке дерева или кустарника. Гнездо различается по размеру в зависимости от конкретного вида - от меньше половины скорлупы грецкого ореха до нескольких сантиметров в диаметре.
Многие виды колибри используют шелк паука и лишайник, чтобы связать материал гнезда вместе и закрепить структуру. Уникальные свойства шелка позволяют гнезду расширяться по мере роста молодых колибри. Откладываются два белых яйца, которые, несмотря на то, что они самые маленькие из всех птичьих яиц, имеют большие размеры по сравнению с размером взрослой колибри. Насиживание длится от 14 до 23 дней, в зависимости от вида, температуры окружающей среды и внимательности самки к гнезду. Мать кормит своих птенцов мелкими членистоногими и нектаром, вставляя свой клюв в открытый рот птенца , а затем отрыгивая пищу в его зоб . Колибри остаются в гнезде на 18–22 дня, после чего покидают гнездо, чтобы добывать корм самостоятельно, хотя птица-мать может продолжать кормить их еще 25 дней.
Полет
Полет колибри интенсивно изучался с аэродинамической точки зрения с использованием аэродинамических труб и высокоскоростных видеокамер . В двух исследованиях рыжих колибри или колибри Анны в аэродинамической трубе использовались методы велосиметрии изображений частиц для исследования подъемной силы, создаваемой при движении птицы вверх и вниз. Птицы поддерживали 75% своего веса во время движения вниз и 25% во время движения вверх, при этом крылья совершали движение «восьмеркой».
Многие более ранние исследования предполагали, что подъемная сила создается одинаково во время двух фаз цикла взмахов крыльев, как и в случае насекомых одинакового размера. Это открытие показывает, что парение колибри похоже на парение насекомых, таких как бражник , но отличается от него . Дальнейшие исследования с использованием электромиографии парящих рыжих колибри показали, что мышечное напряжение в большой грудной мышце (основная мышца, идущая вниз) было самым низким из когда-либо зарегистрированных у летающих птиц, а основная мышца, идущая вверх (надкоракоидная), пропорционально больше, чем у других видов птиц. Предположительно из-за быстрых взмахов крыльев при полете и зависании крылья колибри приспособились работать без alula .
Крылья гигантских колибри взмахивают всего 12 раз в секунду, а крылья типичных колибри взмахивают до 80 раз в секунду. По мере уменьшения плотности воздуха, например, на больших высотах, увеличивается количество энергии, которую колибри должен использовать для парения. Поэтому виды колибри, приспособленные к жизни на больших высотах, имеют более крупные крылья, чтобы компенсировать негативное влияние низкой плотности воздуха на подъемную силу.
Замедленное видео показало, как колибри справляются с дождем во время полета. Чтобы убрать воду с головы, они трясут головой и телом, подобно трясущейся собаке, чтобы пролить воду. Кроме того, когда капли дождя в совокупности могут весить до 38% веса тела птицы, колибри смещают свое тело и хвост горизонтально, быстрее взмахивают крыльями и уменьшают угол движения крыльев при полете в сильный дождь.
Взмахи крыльев и стабильность полета
Самые высокие зарегистрированные взмахи крыльев для диких колибри во время зависания составляют 88 взмахов в секунду, измеренных для краснозобой древесной звезды ( Calliphlox mitchellii ) весом 3,2 г. Количество ударов в секунду увеличивается выше «нормального» во время зависания во время ухаживания (до 90 в секунду для колибри-каллиопы, Selasphorus calliope ), скорость взмахов крыльев на 40% выше, чем ее типичная скорость зависания.
В условиях турбулентного воздушного потока, созданного экспериментально в аэродинамической трубе , колибри демонстрируют стабильное положение головы и ориентацию, когда они парят над кормушкой. Когда ветер дует сбоку, колибри компенсируют это увеличением амплитуды взмахов крыльев и угла взмаха, а также асимметричным изменением этих параметров между крыльями и от одного взмаха к другому. Они также изменяют ориентацию и увеличивают общую площадь поверхности своих хвостовых перьев до формы веера . Во время парения зрительная система колибри способна отделять видимое движение, вызванное движением самой колибри, от движений, вызванных внешними источниками, такими как приближающийся хищник. В естественных условиях, полных очень сложных фоновых движений, колибри могут точно зависать на месте благодаря быстрой координации зрения с положением тела.
Звуки перьев
Брачные погружения
Во время ухаживания самец колибри Анны поднимается примерно на 35 м (115 футов) над самкой, а затем ныряет со скоростью 27 м / с (89 футов / с), что равно 385 длинам тела в секунду, издавая высокий звук. возле самки в надире погружения. Это нисходящее ускорение во время погружения является самым высоким из зарегистрированных для любого позвоночного, совершающего произвольный воздушный маневр; в дополнение к ускорению, скорость относительно длины тела является самой высокой из известных для любого позвоночного. Например, скорость пикирования сапсанов в погоне за добычей примерно в два раза выше. При максимальной скорости спуска в ухаживающем колибри во время погружения возникает гравитационная сила около 10 g (Примечание: перегрузка создается, когда птица выходит из пикирования).
Внешние рулевые перья самцов колибри Анны ( Calypte anna ) и колибри Selasphorus (например, Allen's, calliope) вибрируют во время брачного пикирования и издают слышимый щебет, вызванный аэроупругим трепетом. Колибри не могут издавать звук брачного ныряния, если у них отсутствуют внешние хвостовые перья, и те же самые перья могут издавать звук ныряния в аэродинамической трубе. Птица может петь с той же частотой, что и чириканье хвостового пера, но ее маленький сиринкс не способен на такую же громкость. Звук вызван аэродинамикой быстрого воздушного потока, обтекающего хвостовые перья, заставляющего их трепетать и вибрировать , что создает пронзительный звук брачного пикирования.
Многие другие виды колибри также издают звуки крыльями или хвостами во время полета, зависания или ныряния, в том числе крылья колибри-каллиопы, широкохвостого колибри, рыжего колибри, колибри Аллена и видов стримерхвоста, а также хвоста . колибри Косты и колибри с черным подбородком, а также ряд родственных видов. Гармоники звуков во время брачных ныряний различаются у разных видов колибри.
Крылья перьевая трель
Самцы рыжеволосых и широкохвостых колибри (род Selasphorus ) имеют отличительную особенность крыльев при обычном полете, которая звучит как позвякивание или жужжащий пронзительный свист – трель. Трель возникает из-за того, что воздух проходит через щели, образованные заостренными концами девятого и десятого основных перьев крыла, создавая звук, достаточно громкий, чтобы его могли обнаружить самки или соревнующиеся самцы колибри и исследователи на расстоянии до 100 м.
С точки зрения поведения трель служит нескольким целям: она сообщает о поле и присутствии самца птицы; обеспечивает слышимую агрессивную защиту кормовой территории и тактику вторжения; усиливает сообщение об угрозе; и это способствует привлечению партнера и ухаживанию.
Миграция
Относительно небольшое количество колибри мигрирует в процентах от общего числа видов; из примерно 366 известных видов колибри ежегодно мигрируют только 12–15 видов, особенно в Северной Америке. Большинство колибри живут в поясе тропических лесов Амазонии и Центральной Америки , где сезонные изменения температуры и источники пищи относительно постоянны, что исключает необходимость миграции. Как самые маленькие из ныне живущих птиц, колибри относительно ограничены в сохранении тепловой энергии и, как правило, не могут поддерживать присутствие в более высоких широтах в зимние месяцы, если в конкретном месте нет большого запаса пищи в течение года, особенно доступа к цветочному нектару. Другими факторами миграции являются сезонные колебания пищи, климата, конкуренция за ресурсы, хищники и внутренние сигналы.
Большинство североамериканских колибри осенью мигрируют на юг, чтобы провести зиму в Мексике, на Карибских островах или в Центральной Америке. Несколько южных южноамериканских видов также перемещаются на север, в тропики, в течение южной зимы. Несколько видов являются круглогодичными жителями Флориды , Калифорнии и дальних юго-западных пустынных районов США. Среди них колибри Анны, обычный житель южной Аризоны и внутренних районов Калифорнии, и желтобрюхий колибри, зимующий житель от Флориды через побережье Мексиканского залива до Южного Техаса . Краснозобые колибри распространены вдоль атлантического пролетного пути и летом мигрируют с севера, вплоть до атлантической Канады , возвращаясь на зиму в Мексику, Южную Америку, южный Техас и Флориду. Зимой в южной Луизиане присутствуют колибри с черным подбородком, желтобрюхие, каллиопы, Аллена, Анны, красногорлые, рыжие, широкохвостые и ширококлювые колибри.
Рыжий колибри размножается дальше на север, чем любой другой вид колибри, часто размножаясь в больших количествах в умеренном климате Северной Америки и зимуя во все большем количестве вдоль побережья субтропического Мексиканского залива и Флориды, а не в западной или центральной Мексике. Мигрируя весной на север до Юкона или южной Аляски, рыжий колибри мигрирует более экстенсивно и гнездится дальше на север, чем любой другой вид колибри, и должен переносить периодические отрицательные температуры на своей территории размножения. Эта холодостойкость позволяет ему выживать при отрицательных температурах при условии наличия надлежащего укрытия и пищи.
Судя по смещению размеров тела, рыжий колибри совершает, пожалуй, самое длинное миграционное путешествие среди всех птиц в мире. При длине чуть более 3 дюймов (7,6 см) рыжие колибри преодолевают 3900 миль (6300 км) в одну сторону от Аляски до Мексики в конце лета, расстояние, равное 78 470 000 длин тела, а затем совершают обратный путь следующей весной. Для сравнения, арктическая крачка длиной 13 дюймов (33 см) совершает полет в одну сторону на расстояние около 11 185 миль (18 001 км), или 51 430 000 длин тела, что составляет всего 65% смещения тела во время миграции рыжих колибри.
Миграция рыжих колибри на север происходит вдоль Тихоокеанского пролетного пути и может быть связана по времени с появлением цветов и листьев деревьев весной в начале марта, а также с наличием насекомых в качестве пищи. Прибытие в места размножения до появления нектара из зрелых цветов может поставить под угрозу возможности размножения.
Кормление
Для питания колибри питаются различными насекомыми, в том числе комарами, дрозофилами , комарами в полете или тлей на листьях и пауками в их паутине. Нижний клюв колибри гибкий и может изгибаться на 25 градусов, когда он расширяется у основания, создавая большую поверхность для ловли насекомых. Колибри парят в роях насекомых , используя метод, называемый «парение » , чтобы облегчить кормление.
Для удовлетворения энергетических потребностей колибри пьют нектар, сладкую жидкость внутри определенных цветов. Подобно пчелам, они способны оценивать количество сахара в нектаре, который они пьют; они обычно отвергают виды цветов, которые производят нектар с содержанием сахара менее 10%, и предпочитают те, в которых содержание сахара выше. Нектар представляет собой смесь глюкозы, фруктозы и сахарозы и является плохим источником других питательных веществ , поэтому колибри должны удовлетворять свои потребности в питании, потребляя насекомых.
Колибри не проводят весь день в полете, так как затраты энергии были бы непомерно высокими; большая часть их активности состоит просто в том, чтобы сидеть или сидеть. Колибри едят много маленьких порций и потребляют около половины своего веса в виде нектара (в два раза больше своего веса в нектаре, если нектар состоит из 25% сахара) каждый день. Колибри быстро переваривают пищу из-за небольшого размера и высокого метаболизма; Сообщалось о среднем времени удерживания менее часа. Колибри тратят в среднем 20% своего времени на кормление и 75–80% сидя и переваривая пищу.
Поскольку их высокий метаболизм делает их уязвимыми к голоду , колибри очень привязаны к источникам пищи. Некоторые виды, в том числе многие из обитающих в Северной Америке, являются территориальными и пытаются охранять источники пищи (например, кормушку) от других колибри, пытаясь обеспечить запасы пищи в будущем. Кроме того, колибри имеют увеличенный гиппокамп , область мозга, обеспечивающую пространственную память, используемую для картирования цветов, ранее посещенных во время сбора нектара.
Клювы колибри гибкие, и их форма сильно различается в зависимости от приспособления к специализированному питанию. У некоторых видов, таких как отшельники ( Phaethornis spp.), длинные клювы позволяют им проникать глубоко в цветки с помощью длинных венчиков. У шиповников короткие острые клювы, приспособленные для питания цветками с короткими венчиками и протыкающими основания более длинных. Чрезвычайно изогнутые клювы серповидных приспособлены для извлечения нектара из изогнутых венчиков цветов семейства геснериевых . Клюв огненнохвостой шиловидки имеет загнутый вверх кончик, приспособленный для кормления нектаром трубчатых цветков при парении. Размеры клюва колибри варьируются от 5 мм до 100 мм (около 4 дюймов). При ловле насекомых в полете челюсть колибри сгибается вниз, чтобы расширить клюв для успешной поимки.
Восприятие сладкого нектара
Восприятие сладости нектара развилось у колибри во время их генетической дивергенции от насекомоядных стрижей, их ближайших родственников птиц. Хотя единственный известный сенсорный рецептор сладкого, называемый T1R2 , отсутствует у птиц, исследования экспрессии рецептора показали, что колибри адаптировали углеводный рецептор из рецептора T1R1 - T1R3 , идентичный рецептору, воспринимаемому как умами у людей, по существу, переназначив его, чтобы он функционировал как Рецептор сладости нектара. Эта адаптация к вкусу позволила колибри обнаруживать сладкий нектар и использовать его в качестве источника энергии, облегчая их распространение по географическим регионам, где доступны цветы, несущие нектар.
Язык как микронасос
Колибри пьют своим длинным языком, быстро лакая нектар. Их языки имеют полукруглые трубки, которые проходят по всей длине, чтобы облегчить потребление нектара за счет быстрого всасывания и выкачивания нектара. В то время как считалось, что нектар втягивается в эти трубочки капиллярным действием, высокоскоростная фотография показала, что трубочки открываются вниз по бокам, когда язык входит в нектар, а затем закрываются вокруг нектара, задерживая его, чтобы его можно было втянуть обратно в клюв в течение 14 миллисекунд на лизание со скоростью до 20 лизаний в секунду. Раздвоенный язык сжимается до тех пор, пока не достигает нектара, затем язык раскрывается, быстрое действие улавливает нектар, который движется вверх по бороздкам, подобно действию насоса, без участия капиллярного действия . Следовательно, гибкость языка позволяет получать, транспортировать и выгружать нектар с помощью насоса, а не с помощью капиллярного сифона , как считалось раньше.
Кормушки и искусственный нектар
В дикой природе колибри посещают цветы в пищу, извлекая нектар, который состоит из 55% сахарозы, 24% глюкозы и 21% фруктозы в пересчете на сухое вещество. Колибри также берут сахарную воду из кормушек для птиц , что позволяет людям наблюдать за колибри и наслаждаться ими вблизи, обеспечивая птиц надежным источником энергии, особенно когда цветки менее обильны. Однако отрицательный аспект искусственных кормушек заключается в том, что птицы могут искать меньше цветочного нектара для еды и, таким образом, могут уменьшить количество опыления, которое их естественное кормление обеспечивает.
Белый сахар-песок используется в кормушках для колибри в концентрации 20% в качестве общего рецепта, хотя колибри будут более агрессивно защищать кормушки, когда содержание сахара составляет 35%, что указывает на предпочтение нектара с более высоким содержанием сахара. Органические и «сырые» сахара содержат железо , которое может быть вредным, а также не следует использовать коричневый сахар, сироп агавы , патоку и искусственные подсластители . Мед производится пчелами из нектара цветов, но использовать его в кормушках нецелесообразно, так как при разбавлении водой в нем легко размножаются микроорганизмы , отчего он быстро портится.
Когда-то считалось, что красный пищевой краситель является благоприятным ингредиентом для нектара в домашних кормушках, но в нем нет необходимости. Коммерческие продукты, продаваемые как «растворимый нектар» или «корм для колибри», также могут содержать консерванты или искусственные ароматизаторы, а также красители, которые не нужны и потенциально вредны. Хотя некоторые коммерческие продукты содержат небольшое количество пищевых добавок, колибри получают все необходимые питательные вещества из насекомых, которых они едят, что делает ненужными дополнительные питательные вещества.
Визуальные признаки кормления
Колибри обладают исключительной остротой зрения, что позволяет им различать источники пищи во время кормления. Хотя считается, что колибри привлекает цвет при поиске пищи, такой как красные цветы или искусственные кормушки, эксперименты показывают, что местоположение и качество цветочного нектара являются наиболее важными «маяками » для поиска пищи. Колибри мало зависят от визуальных сигналов цвета цветка, чтобы найти место, богатое нектаром, а скорее используют окружающие ориентиры, чтобы найти награду за нектар.
По крайней мере, у одного вида колибри - огненной короны с зеленой спинкой ( Sephanoides sephaniodes ) - предпочтительные цвета цветов находятся в красно-зеленой длине волны для зрительной системы птицы, что обеспечивает более высокий контраст, чем для других цветов цветов. Кроме того, оперение макушки самцов огненной короны сильно переливается в красном диапазоне длин волн (пик на 650 нанометрах), что, возможно, обеспечивает конкурентное преимущество в виде доминирования при поиске пищи среди других видов колибри с менее ярким оперением. Способность различать цвета цветов и оперения обеспечивается зрительной системой, имеющей четыре одиночные колбочки и двойную колбочку, экранированные каплями фоторецепторного масла , которые улучшают различение цветов.
Обоняние
В то время как колибри полагаются в первую очередь на зрение и слух, чтобы оценить конкуренцию со стороны птиц и насекомых-собирателей вблизи источников пищи, они также могут обнаруживать по запаху присутствие в нектаре защитных химических веществ от насекомых (таких как муравьиная кислота ) и феромонов агрегации муравьев-фуражиров. которые мешают кормлению.
В мифе и культуре
Ацтеки носили талисманы колибри , художественные изображения колибри и фетиши , сделанные из настоящих частей колибри, как символы силы, энергии и склонности к работе, а также их острые клювы, которые символически имитировали орудия оружия, кровопускания, проникновения и близости. Талисманы колибри ценились за то, что они притягивали к владельцу сексуальную потенцию, энергию, силу и умение обращаться с оружием и вести войну . Ацтекский бог войны Уицилопочтли часто изображается в искусстве в виде колибри. Ацтеки верили, что павшие воины перевоплотятся в колибри. Слово huitzil на языке науатль переводится как колибри . На одной из линий Наски изображен колибри (справа).
Тринидад и Тобаго , известный как «Земля колибри», изображает колибри на гербе этой страны , монете в 1 цент и ливрее национальной авиакомпании Caribbean Airlines .
Гора Умунхум в горах Санта-Крус в Северной Калифорнии называется Олоне , что означает «место отдыха колибри». В культурах хопи и зуни есть миф о создании колибри о младших брате и сестре, которые голодают, потому что на землю пришли засуха и голод . Их родители ушли в поисках еды, поэтому мальчик вырезает из куска дерева маленькую птичку, чтобы развлечь свою сестру. Когда девочка подбрасывает фигурку в воздух, птица оживает, превращаясь в колибри. Затем маленькая птичка летит к Богу плодородия и просит дождя, и бог выполняет просьбу, что помогает урожаю снова расти.
Gibson Hummingbird — модель акустической гитары , описанная Gibson Brands, крупным производителем гитар, как имеющая форму колибри. Во время конкурса костюмов на конкурсе красоты «Мисс Вселенная 2016» мисс Эквадор Конни Хименес была одета в костюм, вдохновленный перьями крыльев колибри.
Галерея
Цветная иллюстрация из « Kunstformen der Natur» Эрнста Геккеля ( 1899 г.), на которой изображены различные колибри.
Гнездо колибри падшей Анны показано рядом с зубочисткой для масштаба.
Смотрите также
- AeroVironment Nano Hummingbird – искусственная колибри
Примечания
Рекомендации
Внешние ссылки
- The Hummingbird Website Hummingbird фото, видео, статьи, ссылки, часто задаваемые вопросы
- Фотогалерея высокого разрешения почти из 100 видов
- Фотогалерея высокого разрешения многих видов колибри
- Видео, как язык колибри действует как микронасос во время кормления нектаром