58/2009

Drodzy Paneliści!

Witamy Was w Biuletynie badania "Twój Punkt Widzenia". W tym numerze - w dziale "Tajemnice natury" - zastanawiamy się nad ptasim lotem. Ptaki osiągnęły bowiem niedoścignioną doskonałość w poruszaniu się w powietrzu. Nie zabraknie też działu "Listy od Was" i stałych pozycji: zabawy w "Prawdę czy fałsz" i opowieści z cyklu "Ci szaleni naukowcy". Zapraszamy!

Tajemnice natury - Jak latają ptaki

Ech, wzbić się w górę i poszybować jak ptaki! To marzenie możemy dziś spełnić, ale przecież jeszcze kilkaset lat temu, zanim nastała epoka braci Montgolfier i przed braćmi Wrtight, wzbijanie się w powietrze było dla ludzi niedostępne.

Nie wiadomo, który z żywych organizmów po raz pierwszy wzbił się w powietrze i utrzymał ponad ziemią. Najprawdopodobniej był to jakiś prehistoryczny gad, być może jakiś daleki praprzodek Archeopteryksa, praprzodka naszych ptaków. Latać potrafiły już pterozaury i nie trzeba przyglądać im się długo, by dostrzec pewne podobieństwa do naszych poczciwych wróbelków. Zostawmy jednak kwestie pochodzenia ptaków, bo nad tym wciąż biedzą się badacze, niepewni, czy ptaki wyewoluowały z teropodów, czy też z archozaurów. Zajmijmy się lepiej tym, jak nauczyły się latać.

Ptasi przodkowie mieli chwytne przednie kończyny, zapewne po to, by umykać na drzewa przed wrogami. W pewnym momencie jednak, zamiast gadzich łusek pojawiły się pióra. Nie, nie po to, by stworzenia mogły latać. Na początku chodziło zapewne tylko o ochronę przed wilgocią i upałem. Z czasem okazało się, że takie porośnięte piórami praptaki z łatwością umykają na drzewo, ale ze schodzeniem jest już gorzej. Przeszkadzały im w tym długie, opierzone ogony. I wtedy właśnie okazało się, że rozpostarłszy skrzydła można bezpiecznie i szybko powrócić na ziemię lotem ślizgowym. Tak najprawdopodobniej pojawiła się umiejętność latania, doskonalona później przez tysiące lat. To jedna z teorii. Inna mówi o tym, że ptaki nauczyły się latać, gdy w trakcie ucieczki przed drapieżnikami wymachiwały przednimi kończynami.

Ten, kto stwierdzi, że do latania wystarczą skrzydła, będzie w dużym błędzie. Skrzydła i pióra to majstersztyk ewolucji, ale właściwie całe ciało ptaka przystosowane jest do latania - począwszy od opływowego kształtu ptasiej sylwetki, przez pneumatyczne, wypełnione powietrzem kości i konstrukcję całego układu kostnego, po specyficzną budowę płuc.

Pióra są lekkie, ale wytrzymałe; sztywne, choć cienkie; tworzą płaty nośne, zupełnie jak skrzydła samolotu. Budowa lotek jest zadziwiająca: konstrukcja trzyma się na stosinie, pustej w środku rurce, z której po obu stronach wyrastają promienie, a z tych - promyki. Promyki łączą się ze sobą za pomocą zmyślnych haczyków. Taka budowa sprawia, że powierzchnia piór jest gładka i łatwo ją naprawić przez przeciągnięcie dziobem. Lekkie, ale bardzo wytrzymałe są też kości o specyficznej, pneumatycznej budowie. To jakby rusztowanie z powietrzem w środku, połączone niekiedy z workami powietrznymi. Worki powietrzne to kolejny sprytny sposób "rozszerzenia" płuc. Chodzi o to, by ptak mógł magazynować sobie zapas powietrza z tlenem i w ten sposób oddychać podczas lotu. Kręgosłup również skonstruowany jest z myślą o tym, by był w czasie lotu sztywny i by mięśnie miały się czego trzymać. Ba! Nawet brak zębów to krok w kierunku przesunięcia środka ciężkości. Ptaki mają szybki metabolizm i rytm uderzeń serca (nawet 700 na minutę u kolibra), co sprawia, że radzą sobie znakomicie przy dużym wydatku energii - a taki jest potrzebny podczas lotu.

Jak dla ssaków podstawowym sposobem poruszania się jest chód czy bieg, a dla ryb - pływanie w wodzie, tak ptaki najlepiej czują się w powietrzu. Przykładów nie trzeba daleko szukać - przyjrzyjmy się, jak podskakują na ziemi wróble, które w powietrzu nie sprawiają wrażenia bezradnych. Niektóre ptaki, jak jerzyki, niemal w ogóle nie siadają, a jeśli już, to na pionowych ścianach. Jerzyki mają bowiem cztery palce, wszystkie skierowane do przodu. Jeśli więc taki jerzyk znajdzie się na ziemi, może tylko pełzać, w locie natomiast osiąga dużą prędkość - nawet do 200 kilometrów na godzinę. Potrafi spędzić w powietrzu bez przerwy dwa, trzy lata. Nieco wolniejsze są kolibry - osiągają prędkość 120 kilometrów na godzinę - ale za to posiadły przysłowiową wręcz umiejętność manewrowania w locie; potrafią startować pionowo, niczym helikopter, zawisnąć w powietrzu, latać na boki i do tyłu.

Badania nad ptasim lotem pokazały, jak jest on doskonały. Przykład? Najkorzystniejszy kąt nachylenia skrzydeł do tego, by pokonać siłę ciążenia, a jednocześnie posuwać się naprzód to 3-4 stopnie. Pod takim właśnie kątem pochylone są skrzydła ptaków podczas lotu szybującego. A skoro już wspomnieliśmy o szybowaniu: potrafią to niemal wszystkie ptaki. Najmniejsze  z nich wykorzystują  tę umiejętność tuż przed lądowaniem, ale większe potrafią szybować dość długo. Niektóre ptaki, na przykład sępy, do perfekcji opanowały sztukę wykorzystywania prądów powietrznych, dzięki którym mogą wznosić się niemal bez poruszania skrzydłami. Potrafią z daleka wypatrzyć strumień cieplejszego powietrza obserwując tworzące się na ziemi zawirowania piasku. A kiedy lecą nad pustynią, bacznie obserwują swoich pobratymców. Gdy jeden z nich zaczyna krążyć i wznosić się do góry, oznacza to, że znalazł dogodny "komin powietrzny". Wówczas wszystkie sępy z okolicy zlatują się w to miejsce, a po osiągnięciu wysokości rozpierzchają się w powietrzu na wszystkie strony. Najprawdopodobniej również bociany, które przecież pokonują co roku wiele tysięcy kilometrów, korzystają z tej metody.

Jeszcze ciekawsze są sposoby, które ptaki wykorzystują przy tzw. locie czynnym. Okazało się na przykład, że lotki, tworzące powierzchnię nośną skrzydeł, wcale nie są umieszczone sztywno. Gdy ptak opuszcza skrzydło, lotki tworzą zwartą powierzchnię, kiedy jednak unosi je, lotki obracają się i powietrze może swobodnie między nimi przepływać. Sposobów lotu jest jednak wiele - właściwie każdy z gatunków lata nieco inaczej. Niektóre unoszą się furkocząc bezustannie skrzydełkami, inne to podfruwają, to spadają, jeszcze inne miarowo, powoli łopoczą skrzydłami. Fascynujące jest to, jak sposób lotu dostosowany jest do trybu życia ptaka. Sroki potrafią poruszać się bardzo sprawnie wśród gałęzi, dzięki szerokim skrzydłom i długiemu ogonowi, nie rozwiną jednak większej prędkości. Z kolei szybkie jerzyki czy sokoły mają wąskie, wygięte do tyłu skrzydła.

Jednym z pierwszych uczonych, który obserwował, w jaki sposób latają ptaki, był Leonardo da Vinci. Zachowały się jego rysunki machin latających. Da Vinci nie odgadł jednak mechanizmu lotu. Sądził, że wystarczy opisana powyżej metoda obracania lotek. Jednak to  dopiero Otto Lilienthal, niemiecki konstruktor szybowców, odkrył w 1889 roku, że ptaki zmieniają kąt natarcia skrzydeł w zależności od tego, czy je opuszczają czy też podnoszą. To właśnie ta zmiana wywołuje powstawanie siły ciągu.

Zaskakujące okazuje się to, że człowiek po raz pierwszy wzbił się w powietrze balonem - a zatem nie korzystając z tych ptasich doświadczeń, choć tak chętnie je podglądał. Obserwacja ptaków przydała się dopiero podczas konstruowania szybowców i samolotów.

Listy od Was na adres: pomoc@opinie.pl

Wasze listy zawsze traktujemy bardzo serio  - Wasze zdanie jest dla nas bardzo ważne. Fragment jednego z nich zamieszczamy poniżej:

 [...] A co jest... Biuletyn Panelisty? Nie ma pism dla wszystkich! [...].

Szanowny Panie! Zgadzamy się z opinią, że nie ma pism dla wszystkich. Dlatego też stoimy przed trudnym zadaniem. Staramy się  różnorodnie dobierać tematy, by zainteresowały jak najszerszy krąg Czytelników,  zawsze czekamy na Państwa propozycje dotyczące Biuletynu. W każdej chwili można też zrezygnować z otrzymywania Biuletynu oraz uczestnictwa w Panelu badawczym Twój Punkt Widzenia, przysyłając e-mail na adres: pomoc@opinie.pl lub korzystając z linku zamieszczonego na dole biuletynu. Pozdrawiamy Pana serdecznie.

W Newsletterze:

	Tajemnice natury - Jak latają ptaki
	Listy od Was na adres: pomoc@opinie.pl
	Ci szaleni naukowcy - Po części do warzywniaka

Prawda czy fałsz - pytania

1. W siedzibie Google trawę koszą... kozy.

2. Firma, która wyprodukowała reklamy Microsoft pracuje na Macintoshach.

3. Najmniejsza żarówka świata ma średnicę łebka od szpilki.

Ci szaleni naukowcy - Po części do warzywniaka

Zamiast na stację benzynową, podjeżdża pod fabrykę czekolady. Po nowe części - do warzywniaka. Cóż to za dziwne auto? Najnowszy wynalazek inżynierów z brytyjskiego Warwick University, najszybszy warzywny samochód świata. Kierownicę ma marchewkową, karoserię z ziemniaków, siedzenie z lnu, wypełnione pianką z oleju sojowego.

Oczywiście nikt nie kroił ziemniaków na plasterki - wszystkie "warzywne części" sporządzono z roślinnych włókien zmieszanych z żywicą, dzięki czemu uzyskano materiał o odpowiedniej twardości. Projektantom samochodu chodziło o to by pokazać, że przy wykorzystaniu ekologicznych komponentów można zbudować auto, które będzie mogło rywalizować z tradycyjnymi pojazdami.

Układ napędowy, zasilany odpadami z fabryk czekolady zmieszanymi z olejem roślinnym, może rozpędzić pojazd do ponad 200 kilometrów na godzinę. Wszystkie oleje w dieslowskim silniku też są pochodzenia naturalnego. Za zatrzymywanie pojazdu odpowiadają klocki hamulcowe z łupinek orzechów.

Prawda czy fałsz - odpowiedzi

1. Prawda. Możemy o tym przeczytać na oficjalnym blogu Google. Jak wyjaśnił przedstawiciel firmy, chodziło o ekologię - kosiarki emitują spaliny, a kozy - tylko nawóz. Wypożyczenie 200 kóz kosztowało firmę tyle, ile skoszenie całego trawnika kosiarkami. 

2. Prawda, jeśli wierzyć mediom, bo to właśnie media dopatrzyły się tej ciekawostki. Pokazano zdjęcia z wnętrza firmy, która przygotowała reklamę. W oczy rzucają się charakterystyczne obudowy komputerów Macintosh.

3. Fałsz. Jest dużo mniejsza, a jej włóknem jest nanorurka węglowa o średnicy zaledwie 100 atomów. Nie zobaczymy jej gołym okiem, gdy jest wygaszona, ale po podłączeniu zasilania jest widoczna jako maleńki świetlny punkcik. Warto przypomnieć, że Edison też stosował w swych żarówkach węglowe włókna.