研究人员首次测量了所谓飞行动物的地面效应——事实证明,它们飞得比以前想象的更靠近地面,可以节省更多能量。瑞典隆德大学的这项研究支持了一个关于鸟类如何开始飞行的理论。
“我们的测量显示,地面效应为动物节省的能量是模型显示的两倍。”隆德大学的生物学家克里斯托弗约翰松说。
隆德大学的Christoffer Johansson和同事AndersHedenstr以及南丹麦大学的Lasse Jakobsen首次成功测量了道本顿蝙蝠在风洞中飞行的地面效应。
简而言之,地面效应就是地面,地面或者水,起到了空气动力学镜子的作用,增加了机翼下的气压——产生升力的成本更低。地面效应是在表面的一个跨度内实现的,并且该效应随着离表面的距离呈指数下降。平坦的表面,如平静的湖泊,为蝙蝠和鸟类在飞行时捕捉昆虫或饮料提供了最佳条件。这项新研究还表明,如果动物用翅膀拍打而不是在地面附近滑行,它们将消耗更少的能量。
尽管这项研究是在蝙蝠身上进行的,但它对鸟类和昆虫也有影响。关于动物如何发展飞行艺术的一个理论是,它们在树枝和树木之间扑腾。另一个理论是飞行从地面开始。通过奔跑和跳跃,原始的翅膀可以让动物跑得更快,跳得更高,最终在飞行中进化。这个理论通常被称为“基础”理论。今天的飞虫背后的相应理论是,它们在水面上移动,并最终进化出翅膀,作为推动自己穿过水面的一种手段。
“这显然是一种猜测,但如果扑翼动物比我们之前认为的贴近地面飞行节省更多能量,那么基本理论变得更有可能,即动物开始飞行,首先在地面上跳跃,并以翅膀跳跃为先锋,”克里斯托夫约翰逊说。