Як соколи-сапсани досягають швидкості 200 миль/год без зусиль
Ідучи тротуаром в Манхеттені, ви зазвичай не замислюєтеся про балістику в повітрі. Але подивіться нагору, біля будівлі Емпайр-Стейт-Білдінг. З неба вниз зривається сіра смуга. Це схоже на бомбу. Вона рухається швидше ніж автомобіль на шосе FDR Drive. Ви пригинаєтесь. На той час, як ви підводите голову, «торпеда» вже зникла, а пазурі міцно стискають голуба, який не мав жодного шансу на виживання.
Це сокіл-сапсан. І він щойно пробив звуковий бар’єр вашої особистої зони комфорту.
Ми звикли вважати гепардів королями швидкості. Вони швидкі землі. Але якщо вам потрібна чиста швидкість, дивіться. Соколи-сапсани – найшвидші тварини на планеті. У пікіруючому мисливському знизу, відомому як «ступ» (stoop), вони розвивають швидкість понад 200 миль/год (322 км/год). Це більш ніж утричі перевищує максимальну швидкість гепарду, що біжить.
Анатомія повітряної ракети
Як птах здатний розвивати швидкості, що кидають виклик законам фізики? Це не просто сила волі. Це – інженерія.
Їхні тіла створені для однієї мети: швидкого зниження. У них потужні літальні м’язи, прикріплені до великої кільової кістки. Крила довгі і загострені, з жорстким пір’ям, що мінімізує опір повітря. Під час пікірування вони рідко махають крилами. Вони підтискують їх і падають.
Їх дихальна та серцево-судинна системи працюють як високопродуктивні двигуни. Вони здатні витримувати величезні навантаження, від яких знепритомнів пілот-людина. Кров продовжує надходити до мозку навіть при перевантаженні 25 G.
Полювання на хмарочосах у містах
Можна було б очікувати, що ці птахи мешкають у віддаленій дикій природі. Але у США вони процвітають у містах. Чому?
Хмарочоси – це просто штучні скелі. Сапсани гніздяться на високих уступах. Високі будинки дають їм необхідну висоту для розгону. Падаючи з висоти 1000 футів, повітря перетворюється на непробивну стіну опору. Їм доводиться ретельно контролювати свою швидкість. Якщо вони пікірують надто довго, вони ризикують отримати травму. Тому на останньому секунді вони різко беруть курс нагору, вихоплюючи видобуток у повітрі.
Ця адаптація допомогла їм вижити у міських центрах, таких як Нью-Йорк, Лондон та Торонто. Вони використовують ту ж техніку полювання, що і на доісторичних скелях, тільки замість каменю використовують сталь та скло.
Криза ДДТ
Швидкість не врятувала їхню відмінність від пестицидів.
У 1940-х роках ДДТ став широко використовуватися. Він убивав шкідників. Він також убивав сапсанів. Хімікат послаблював їхні яєчні шкаралупи. Яйця тріскали до вилуплення. Чисельність популяції впала. До 1975 року в США залишилося всього 324 пари, що гніздяться. Вигляд був на межі вимирання.
Набрав чинності Закон про види, що зникають. ДДТ було заборонено. Консерватори працювали над відновленням місць проживання. Відновлення було повільне, але стабільне.
Сьогодні налічується близько 2000–3000 пар, що гніздяться. Вони більше не перебувають під загрозою зникнення. Але вони досі рідкісні. Більшість людей ніколи не побачать їх зблизька.
Як відрізнити привид небес
Якщо ви все ж таки помітили одну з них, як дізнатися, що це сапсан, а не яструб?
- Синьо-сіра спина
- Білий живіт із чорними плямами
- Чорні «вуси» на обличчі
- Довгі, загострені крила
Вони виглядають як розмита пляма. Але коли вони зависають чи планують, ці риси стають помітними. Вони всюди, крім Антарктиди, пустель та густих джунглів. Вони пристосовуються практично до будь-якого середовища проживання.
Чому швидкість має значення
Їхня швидкість — не просто для краси. Це спосіб їхнього харчування. Без неї вони помруть з голоду. Без охорони вони зникнуть.
Історія сокола-сапсана – це історія стійкості. Вони пережили хімічну війну. Вони адаптувалися до міст. Вони все ще пікірують зі швидкістю 200 миль/год, тихі та смертоносні.
Наступного разу, коли ви побачите тінь, що пробігає будівлею, подивіться вгору. Ви можете пропустити її. Але вона там була. Швидка. Невидима. Зникла.
Анатомія пікірування
Більшість птахів летять у спокійному темпі зі швидкістю від 19 до 37 миль на годину. Це гідна швидкість для безтурботного ширяння в струменях реактивного потоку. Сокіл-сапсан не ледарює. Він полює.
Ця відмінність зводиться до одного конкретного питання: що дозволяє соколу-сапсану літати набагато швидше за інших птахів?
Справа не лише в адреналіні. Це – інженерія.
Головним чинником цієї швидкості є розмір його “кіля”. Розташований на грудині, кіль служить якорем для літальних м’язів. У сапсана ця структура є масивною. М’язи, прикріплені до неї, досить потужні, щоб змахувати крилами з запаморочливою швидкістю. Але сила марна без аеродинаміки.
Прорізуючи повітря
Тіло сапсана створено, щоб різати, а не штовхати.
Його крила загострені. Пір’я тонке, жорстке і без прорізів. Це створює обтічний силует, що мінімізує опір повітря. Опір – ворог швидкості. Коли птахи з широкими крилами мчать повітрям, їхнє вільне пір’я ловить вітер. Цей опір уповільнює їх. Сапсан потрібний нульовий опір, коли він помічає голуба на землі.
Але анатомія дозволяє не все. Можна мати найшвидші крила у світі, але якщо ваше серце не встигає за ними, ви зриваєтеся у штопор.
Паливо для швидкості
Аеробна витривалість сокола-сапсана там, де відбувається справжня магія. Потужність польоту забезпечується метаболічною активністю у м’язових волокнах. У птахів є два основні типи:
- Червоні м’язові волокна: Призначені для засвоєння кисню. Вони забезпечують ефективний метаболізм енергії та тривалий політ.
- Білі м’язові волокна: Швидко втомлюються. Вони призначені для коротких ривків.
Сапсани рясніють червоними м’язовими волокнами. У них також великі, сильні серця та високоефективні легкі та повітряні мішки. Ця система постійно насичує їх м’язи киснем. Інші птахи просто не можуть ефективно дихати на швидкостях яких досягає сапсан. Половини цієї швидкості часто достатньо, щоб змусити їх задихатися.
Гравітація як другий пілот
Місце початку пікірування має значення.
Сапсани часто мешкають на високих скелях або високих будинках. Ці висоти забезпечують відправну точку накопичення швидкості. У міру зниження гравітація і висхідний потік вітру збільшують їх швидкість і підйомну силу.
Пікуйте з будівлі на висоті півмілі, і ви теж наберете пристойну швидкість. Фізика та сама. Різниця полягає у можливості відновлення. Ви можете досягти термінальної швидкості, але чи зможете ви різко злетіти, схопити голуба та повернутися у своє гніздо? Мабуть, ні. Сапсан може. Ми ж решта — просто пасажири у цьому падінні.
Часті питання
Який типовий раціон сокола-сапсана?
Вони переважно харчуються іншими птахами. Голуби, голуби-голуби та співчі птахи є основною стравою. Вони ловлять цей видобуток у повітрі під час високошвидкісних пікірувань.
Як соколи-сапсани полюють на свою здобич?
Вони помічають цілі з висот. Потім вони пікірують на неймовірних швидкостях атакувати. Це тактика засідки, вигострена еволюцією.
