Відношення довжини крила до маси тіла у птахів з різним стилем польоту і моделлю розвитку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Відношення довжини крила до маси тіла у птахів з різним стилем польоту і моделлю розвитку

О. В. ШАТКОВСЬКА, кандидат біологічних наук Інститут зоології ім. І. І. Шмальгаузена НАН України

Анотація

Проаналізовано взаємозв'язок між стилем польоту і біологією розвитку птахів. Встановлено, що птахи з нагніздною моделлю розвитку використовують переважно переривчастий політ, виводкові - маховий політ, напіввиводкові-напівнагніздні - переважно маховий політ та паріння. Стиль польоту пов'язаний зі ступенем навантаження на крило птахів. Найменше навантаження на крило мають птахи з нагніздною моделлю розвитку і переривчастим стилем польоту, найбільше - птахи з виводковою і напіввиводковою моделлю розвитку, що перейшли до паріння.

Стиль польоту, навантаження на крило, модель розвитку птахів

Особливості морфології птахів пов'язані з їх екологією. На необхідності розглядати комплексно різні аспекти біології птахів наголошував К. Діал [2], підкреслюючи, що стратегія гніздування, стиль польоту, маса тіла пташенят і дорослих особин , траєкторії нагніздно-виводкового розвитку і походження польоту є взаємопов'язаними і взаємозалежними явищами.

Виходячи з уявлень про ймовірний взаємозв'язок різних аспектів біології птахів і спираючись на кількісні дані, ми проаналізували ступінь навантаження на крило у птахів з різним стилем польоту і моделлю розвитку. Відношення довжини грудної кінцівки до маси тіла є умовною величиною і дозволяє уніфікувати матеріал і отримати зпівставні величини для різних видів птахів, а також опосередковано судити про ступінь навантаження на крило.

Мета дослідження - встановити відношення довжини крила до маси тіла у птахів з різним стилем польоту і моделлю розвитку

Матеріал і методика дослідження.

Матеріалом для дослідження слугували виміри довжини елементів крила , взяті зі статті X. Ванг із співавторами [2], з доповненням вимірами елементів крила птахів з колекції музею НУБІП України. Загальна вибірка склала 192 види.

Розмежування видів птахів за стилями польоту приведено згідно X. Ванг із співавторами [3].

Виділені наступні стилі польоту: маховий

(continuous flapping) (CF), маховий і паріння (flapping and soaring) (FS),

маховий і маневрування (flapping and gliding) (FG), переривчастий стиль польоту (passerine-type) (PT). Розподіл птахів за моделями розвитку приведено згідно К. Діал [2] з деяким спрощенням класифікації. Для полегшення аналізу ми об'єднали деякі різновиди моделей розвитку, виділивши три основні: виводкова, напіввиводкова - напівнагніздна і нагніздна (рис. 1).

Довжина крила (L) визначалась як сума довжин humerus, ulna, manus, primary feather. Регресія між L/m і масою тіла (m) досліджувалася за допомогою RMA аналізу (PAST) [3]. Для кожної групи птахів з певною моделлю розвитку і стилем польоту аналізувалися середні значення відношення L/m. Достовірність різниці між показниками визначалася за допомогою Kruskal-Wallis test.

Стиль польоту

Рис. 1. Середнє значення відношення довжини крила до маси тіла (L/m) у птахів з різним стилем польоту і моделлю розвитку: A - маховий політ (виводкові птахи); B - маховий політ (напіввиводкові - напівнагніздні птахи); C - маховий політ і паріння (напіввиводкові - напівнагніздні птахи); D - маховий політ і маневрування (напіввиводкові - напівнагніздні птахи); E - переривчастий політ (нагніздні птахи); F - маховий політ (нагніздні птахи); G - маховий політ і маневрування (нагніздні птахи)

Результати досліджень. Результати дослідження показали високий ступінь взаємозв 'язку між стилями польоту і моделлю розвитку птахів. Для досліджених виводкових птахів характерний виключно CF стиль польоту. Птахи з нагніздною моделлю розвитку використовують три стилі польоту: PT, FG, CF. Переважна їх більшість використовує переривчастий стиль польоту (86 %), і лише деякі маневрений (6 %) і маховий політ (8 %). У групі напівиводкових - напівнагніздних птахів більшість використовують маховий політ (71 %) і паріння (24 %), рідше маневрений (5 %) і переривчастий стиль польоту (1 %).

В цілому для досліджених птахів RMA аналіз показав позитивну алометрію між довжиною крила і масою тіла. Позитивна алометрія між довжиною крила і масою тіла підтверджує раніше зроблений висновок про те, що більші птахи мають відносно довше крило [1, 4].

Перейдемо до аналізу відношення довжини крила до маси тіла (L/m), яке може свідчити про ступінь навантаження на крило птаха. RMA аналіз показав негативну алометрію між відношенням довжини крила до маси тіла і масою тіла досліджених птахів.

Іншими словами, зі збільшенням ваги тіла відношення довжини крила до маси тіла зменшується, а відтак збільшується ступінь навантаження на крило. Збільшення відносної довжини крила із зростанням маси тіла і за цих умов збільшення навантаження на крило, ймовірно, пояснюється тим, що маса тіла змінюється більш інтенсивно, ніж довжина крила. Маса тіла аналізованих нами птахів відрізняється в 1675 разів, а довжина грудної кінцівки в 19 разів. вага тіло політ навантаження

Розглянемо детальніше навантаження на крило у птахів різних екологічних груп. Kruskal-Wallis тест показав, що величина відношення довжини крила до маси тіла відрізняється у представників різних моделей розвитку (P <0,001): у нагніздних птахів показники найбільші, у виводкових - найменші, напіввиводкові - напівнагніздні мають середні значення. Птахи, що мають один стиль польоту, але різні моделі розвитку також відрізняються відношенням довжини крила до маси тіла. Згідно Kruskal-Walis test, серед птахів з CF стилем польоту достовірні відмінності є між нагніздними і виводковими птахами (P <0,001): найменший показник у виводкових, найбільший у нагніздних. Серед птахів з FG стилем польоту достовірні відмінності є між нагніздними і напівнагніздними (P <0,05): найбільша величина у нагніздних (ластівки, серпокрилець), найменша - у напівнагніздних (соколині) (рис. 1).

Висновок

Відношення довжини крила до маси тіла зменшується зі збільшенням ваги тіла. Найменше навантаження на крило мають птахи з нагніздною моделлю розвитку, найбільше - птахи з виводковою і напіввиводковою моделлю розвитку, що перейшли до паріння.

Список літератури

1. Гладков Н. А. Биологические основы полета птиц / Н. А. Гладков - Москва, 1949. - 247с.

2. Dial K. P. Evolution of avian locomotion: correlates of flight style, locomotor modules, nesting biology, body size, development, and the origin of flapping flight / K. P. Dial // The Auk. - 2003. - V. 120(4). - P. 941-952.

3. Wang X. Avian Wing Proportions and Flight Styles: First Step towards Predicting the Flight Modes of Mesozoic Birds / X. Wang, A.J. McGowan, G.J. Dyke //

PLoS ONE. - 2011. - 6(12): e28672. doi:10.1371/journal.pone.0028672.

4. Hammer O. PAST: Paleontological Statistics software package for educa-tion and data analysis / O. Hammer, D. A. T. Harper, P. D. Ryan // Palaeontologia

Electronica. -- 2001. -- 4, 1. -- P. 1-9. (http://palaeo -- electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm).

Размещено на Allbest.ru