Nattskärrans vingar avslöjar en kompromiss för att jaga långsamt och flytta långt
Nattskärran flyttar tusentals kilometer, men samma vingar ska också hjälpa den att fånga insekter i låg fart. En ny studie från Lunds universitet visar hur de olika kraven har format fågelns flygförmåga.
Nattskärran (Caprimulgus europaeus) är en nattaktiv flyttfågel som varje år tar sig mellan Europa och södra Afrika. Men vingarna används inte bara för långa förflyttningar. När nattskärran jagar insekter behöver den kunna bromsa, svänga och flyga långsamt. Nu visar forskare från Lunds universitet hur den kompromissen avspeglas i nattskärrans flygmekanik.
I en vindtunnel lät forskarna nattskärror flyga i olika hastigheter och mätte luftströmmarna bakom fåglarna. Resultaten visar att nattskärrans breda vingspetsar, som sannolikt är en fördel vid långsam flygning, har ett pris. När fågeln ökar farten blir produktionen av lyftkraft mindre effektiv.
– Det går emot den intuitiva bilden av långdistansflyttaren som en perfekt flygmaskin. Nattskärrans vingar verkar i stället vara en kompromiss mellan flera olika krav. Fågeln kan flyga långsamt och manövrera när den jagar, men priset är en mindre effektiv produktion av lyftkraft vid högre hastigheter, säger Christoffer Johansson, biologiforskare vid Lunds universitet.
Forskarna gjorde också en annan oväntad upptäckt. Nattskärran skapar framåtdrivande kraft även när vingarna rör sig uppåt. Ett sådant aktivt uppslag har tidigare framför allt förknippats med fladdermöss och insekter snarare än fåglar.
– Det intressanta är att samma typ av aerodynamisk lösning verkar dyka upp hos ganska olika djur. Det antyder att uppslaget inte bara behöver vara en passiv del av vingslaget, utan kan användas aktivt för att skapa framåtdrivande kraft när vingarna inte kan fällas ihop särskilt mycket, säger Christoffer Johansson.
Resultaten ger en bredare bild av hur evolutionen formar djur som behöver klara flera olika uppgifter. En vinge behöver inte vara optimerad för en enda sorts flygning. Den kan i stället vara resultatet av en balans mellan exempelvis långdistansflytt, födosök, långsam flygning och avancerad manövrering. Samma princip kan också vara intressant för tekniken. Flaxande drönare och andra flygande robotar kan, precis som fåglar, vara begränsade i hur mycket vingarna kan fällas ihop under ett vingslag.
– Nu vill vi undersöka hur vanligt det här sättet att producera kraft är hos andra fåglar och flygande djur. Det kan hjälpa oss att förstå vilka aerodynamiska principer som är specifika för nattskärran och vilka som är mer generella. Kunskapen kan även ge inspiration till utvecklingen av nya typer av flaxande flygfarkoster, säger Christoffer Johansson.
Studien publiceras i PLOS Biology: ”Nightjars trade off cruising speed efficiency for hovering capabilities and link upstroke thrust production with restricted wing folding”
För mer information, kontakta:
Christoffer Johansson, universitetslektor
Biologiska institutionen, Lunds universitet
070 974 22 72
christoffer.johansson@biol.lu.se
*
Johan Joelsson, pressansvarig
Naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
0730 27 58 90