Spadająca woda może stanowić naprawdę poważne zagrożenie dla wszystkich małych żywych stworzeń, a kiedy kropla wody stanowi duży procent wielkości twojego ciała, potrzebujesz sprytnego sposobu na przystosowanie się do okoliczności, jeśli chcesz przetrwać nawet powszechnie występujące zjawiska, jak na przykład deszcz. Jednak opady opadami – a co w przypadku, gdy trzeba stawić czoła ścianie wody, np. wodospadowi? Okazuje się, że Matka Natura ma na to swoje sposoby.

Dla niektórych owadów i małych ptaków ta pozornie nieprzenikalna bariera jest do pokonania. Dlaczego w ogóle próbują przefrunąć przez ścianę wody wodospadu? Przynajmniej kilka gatunków ptaków korzysta z tych naturalnych barier, by schować swoje gniazda w bezpiecznym miejscu, gdzie żaden drapieżca nie będzie ich szukał. Niektóre z nich, jak na przykład kolibry, są znane z tego, że przelatują bezpośrednio przez wodę. Jak to możliwe?

Aby lepiej zrozumieć, jak to działa, naukowcy sfilmowali kolibry przekraczające ścianę spadającej wody, a to, w jak sprytny i elegancki sposób ptaki pokonują tę przeszkodę, bardzo ich zaskoczyło.

Jak widzimy poniżej, większość kolibrów (Calypte anna) w eksperymencie przebrnęła ściągnę wody, używając wiodącego skrzydła do przebicia tej mokrej kurtyny.

Fot. Victor Ortega-Jimenez et al, R. Soc. Open Sci., 2020

"Nic w literaturze nie mogło tego przewidzieć" – powiedział główny badacz, biolog Victor Ortega-Jimenez z Uniwersytetu Stanowego Kennesaw.

Kolibry latają nawet przy silnym wietrze i deszczu zaobserwowano także, że kąpią się w zbiornikach wodnych przy wodospadach, więc obcowanie z żywiołem wody nie jest dla tych niewielkich ptaków (ważące maksymalnie 5 gramów) czymś nowym. Są one również spokrewnione z jerzykami, ptakami znanymi z gniazdowania za spadającymi rzekami.
Naukowcy spodziewali się jednak, że ich sposób przebijania się przez ścianę wody będzie przypominał nurkowanie ze schowanymi skrzydłami, jak to zazwyczaj bywa w przypadku ptaków.

Podczas gdy jeden z czterech kolibrów wszedł w strumień swoim dziobem, większość tych małych aeronautów ustawiała się tak, by tylko jedno skrzydło przebijało taflę spadającej wody, podczas gdy drugie skrzydło pozostawało wolne do generowania ruchu. Ta technika pozwoliła im przebić się przez wodospad w mniej niż 100 milisekund.

Fot. Victor Ortega-Jimenez et al, R. Soc. Open Sci., 2020

Aby uzyskać dowodowy materiał filmowy, Ortega-Jimenez i jego koledzy z uniwersytetu stworzyli sztuczną ścianę wody i przeszkolili kolibry do korzystania z karmników, które następnie umieścili po drugiej stronie wodospadu. Testowi poddano również kilka owadów latających, wykorzystując światło do zwabienia ich za taflę wody. Wiele z nich nie poradziło sobie z tym zadaniem.

Mimo że niektóre muchy były w stanie przebić napięcie powierzchniowe, pokonać bezwładne spadanie narzucone przez ruch wody i oprzeć się uderzeniom jej kropel, aby przebić się na drugą stronę, większości się to jednak nie udało. Mucha domowa (Musca domestica), która odniosła sukces w tym eksperymencie, musiała lecieć z prędkością co najmniej 2,5 hm/s , aby się przebić, podczas gdy wiele jej owadzich kolegów nie odzyskało po nim swojej lotności.

W wyniku swojego testu badacze doszli do wniosku, że zwierzęta, które są większe od kolibra, są w stanie przebić ścianę spadającej wody tylko przy użyciu swojego pędu, za to te mniejsze muszę osiągać większe prędkości.

"Wodospady mogą więc stanowić nieprzenikalną barierę fizyczną dla małych i powolnych zwierząt latających” – napisali w swoim opracowaniu badacze, spekulując, że niektóre ptaki mogą korzystać z wodospadów, aby chronić się zarówno przed drapieżnikami , jak i pasożytami, które nie są w stanie przejść przez ścianę wody. Sugerują oni, że aby to potwierdzić, należy porównać obciążenia pasożytnicze pomiędzy pisklętami, a zespół planuje zbadać wodospadowy system lęgowy jerzyków z wykorzystaniem trutni.

Badania zostały opublikowane w Royal Society Open Science.