Колибри – самая маленькая и, пожалуй, экзотическая птичка на планете . Это животное одно из самых удивительных творений природы, но не потому, что у нее такие необычные размеры. Дело в том, что крыло колибри уникально и значительно отличается от строения крыльев других птиц. Благодаря такому особому строению крыла, эти ближайшие родственники стрижа способны:
- летать не только вперед, но и «задом наперед»;
- маневрировать в сторону;
- неподвижно «стоять в воздухе» на одном месте (как вертолет или ).
Самые маленькие представители этого вида могут совершать от 80 до 100 взмахов в секунду , буквально зависая в воздухе. Особенности полета колибри заинтересовали специалистов и мотивировали их на исследование аэродинамических возможностей этой маленькой птички.
Видеозаписи полета колибри помогли сделать открытие
Сегодня наука располагает большей информацией об аэродинамике колибри, ее строении крыльев и ее полетах, чем когда-либо прежде. Это объясняется тем, что в настоящее время существует специальное оборудование, способное зафиксировать все детали движения птицы. Полученную информацию можно просмотреть в замедленном темпе, отдельными фрагментами для выявления общих закономерностей движения птицы. Свои феноменальные движения колибри совершают на очень большой скорости. Просматривая их полет в записи в замедленном режиме, можно выявить и по достоинству оценить особенности их анатомии.
Благодаря видеозаписи было доказано, что колибри могут парить в воздухе в течение достаточно длительного времени . Ученые считают эту возможность компенсаторной. У птички настолько слабые конечности, что она не в состоянии, как другие виды птиц, долго стоять или ходить. Природа «обделила» колибри размером, взамен одарив ее сильными, уникальными по своей конструкции крыльями. Они способны противостоять ветру и другим препятствиям, проблемным для полета мелких птиц.
Некоторое время считалось, что аэродинамика колибри по сравнению с другими птицами не сбалансирована. Колибри получают 3/4 подъемной силы от движения крыльев вверх и только 1/4 при движении крыльев вниз.
Это вызвало недоумение ученых. Однако эксперты предполагают, что колибри не смогла бы передвигаться или делала бы это крайне неуклюже, перемещаясь традиционным для птиц способом. Долгое время эта теория полета колибри была гипотезой, но после того, как были получены доказательства, все сомнения отпали. Сенсацией в научном мире среди орнитологов является и то, что ученым удалось тщательно изучить сам факт движения этих птиц.
Полет колибри напоминает полет насекомых?
Еще до завершения исследования специалисты поняли, что колибри устроена несколько иначе, чем другие птицы. Ранее они предполагали, что полет колибри имеет больше сходства с полетом , чем с птицами. Позже исследователи доказали, что движение, демонстрируемое колибри, уникально. Оно не является копией движения ни птиц, ни насекомых.
Если вы заинтересуетесь результатами исследований полета колибри – узнайте об этом подробнее! В сети Интернет выложено несколько видеозаписей, на которых показан полет колибри с замедленной скоростью, позволяющие увидеть все ее мелкие движения, неуловимые для невооруженного человеческого глаза в режиме реального времени.
Феномен полета колибри с точки зрения аэродинамики используется в современных конструкциях вертолетов . После того как было выяснено, как удается таким маленьким птичкам так легко и точно двигаться, принцип конструкции их крыльев был применен для изготовления деталей самолетов и создания эффективного типа вертолета. Машина получилась очень подвижной, безопасной для полетов и способной развить значительно большую скорость, чем обычные, прежние модели летательных аппаратов.
Колибри (лат. Trochilidae ) – семейство мелких птиц, единственное в отряде колибриобразных. Известно более 330 видов. Происходят из Америки (от Южной Аляски и Лабрадора до Огненной Земли). Единственная в мире птица, способная летать назад.
Ареал распространения
Все виды колибри обитают в Новом Свете. Эти птицы достигли наибольшего разнообразия в Южной и Центральной Америке, в Северной Америке они встречаются только в южной ее части. Единственное исключение представляет рубиновогорлый колибри, ареал которого доходит до Скалистых гор и Канады. В связи с проживанием в суровых условиях этот вид совершает сезонные перелеты в Мексику – во время перелета птицы преодолевают расстояние в 4000-5000 км! Преодолеть столь огромную дистанцию колибри помогает скорость, ведь летят эти крошки со скоростью до 80 км/ч. Остальные виды оседлы. Все виды колибри живут исключительно в лесах. Ареал некоторых видов может быть очень ограниченным (такие виды называют эндемиками).
Общая характеристика
К этому отряду принадлежат мелкие птицы. Сюда относятся самые мелкие птицы Земли (размером 5,7 см и весом 1,6 г). В то же время есть колибри и более крупных размеров (длина до 21,6 см, вес до 20 г).
Наименьший вид – колибри-пчёлка водится на Кубе, длиной почти 7 см и весом менее 2 г. Самый крупный вид – исполинский колибри, с прямым длинным клювом и вилообразным хвостом, сверху бледно-бурого цвета с зелёным блеском, снизу красновато-бурого, с серо-жёлтым надхвостьем, длиной 21,6 см; водится в большей части западных стран Южной Америки, попадается также на высоте 4000–5000 м. На крайнем юге это перелётная птица.
Отличаются от других птиц длинным тонким клювом, верхняя половинка которого в основном обхватывает краями нижнюю, отсутствием щетинок у основания клюва, длинным, глубоко раздвоенным языком, который может далеко выдвигаться изо рта, длинными, острыми крыльями с 10, редко 9, большими маховыми и лишь шестью очень короткими малыми, почти скрытыми под кроющими перьями, слабыми, очень маленькими лапками, имеющими длинные когти и совершенно непригодными для ходьбы.
Клюв, который у одного вида – мечеклювого колибри – длиннее тела, то прямой, то дугообразный, иногда, очень сильно согнутый вниз, у некоторых вверх. Перья на голове образуют часто различные пучки, хохолки. Крылья развиты очень сильно, с очень длинной кистью, менее развитым предплечьем и коротким плечом; на грудной кости большой гребень. Хвост разнообразной формы и состоит из 10 перьев, кроме ракетохвостого колибри, у которого лишь четыре рулевых пера.
Оперение многих колибри отличается чрезвычайно яркими цветами и металлическим блеском и часто очень сильно различается у разных полов по цвету, развитию, форме хвоста и т. д. Самцы вообще окрашены ярче, и им особенно свойственны причудливые формы перьев хвоста и головы. Самки окрашены более тускло.
Образ жизни
Это очень подвижные, задорные и неуживчивые птицы, обнаруживающие чрезвычайную смелость в нападениях на сравнительно крупных птиц, особенно в период вывода птенцов. Полёт их чрезвычайно быстрый (до 80 км/ч), ловкий и маневренный, напоминает полёт чешуекрылых (бабочек). В полёте мелкие виды издают крыльями жужжание, делая до 80–100 взмахов в секунду, при этом крупные виды совершают всего 8–10 взмахов в секунду. Движение крыльев так быстро, что очертания их совершенно сливаются; очень часто они неподвижно держатся перед цветами благодаря быстрым взмахам крыльев, как сумеречные бабочки. Колибри – единственные птицы в мире, способные летать в обратном направлении (см. анимацию, имитирующую технику полёта колибри).
В состоянии покоя сердце колибри бьётся с частотой 500 ударов в минуту, а во время физической активности (полёта) – 1200 и более. Колибри умеет летать не только вперёд, но и назад, а также вбок.
Невероятные трюки колибри
В воздухе колибри демонстрируют фигуры высшего пилотажа – они могут летать вперед, назад, вверх-вниз, в стороны, способны неподвижно зависать в воздухе, а также взлетать и приземляться вертикально. Когда колибри зависает, её крылья описывают в воздухе восьмёрку. Такая траектория важна для того, чтобы оставаться в воздухе неподвижной, и для поддержания равновесия тела колибри в вертикальном положении (а не плашмя, как это делает большинство птиц).
Чтобы зависать в воздухе, колибри должны двигать крыльями с огромной скоростью – 50-80 взмахов в секунду! Такая частота производит впечатление, но это лишь цветочки по сравнению с 200 взмахами в секунду, которые делает колибри, ухаживая в полёте за самкой. Колибри достигают максимальной скорости почти мгновенно после вылета из гнезда, и останавливаются также почти мгновенно, мягко приземляясь на тонкую веточку. Колибри отлично летают и по прямой, достигая приличной скорости в 50 км/ч (средняя скорость автомобиля в черте города). Однако, ухаживая за самкой, они могут достигать скорости 100 км/час, пикируя вниз и опять поднимаясь вверх U-образными рывками (Эта птичка – настоящий хвастун!). В чем же секрет колибри? Оказывается, птица имеет особенное строение, что обеспечивает ей такие полеты.
Чем питается колибри?
Многие люди знают, что колибри самая маленькая птица на Земле, однако полагают, что она питается одним цветочным нектаром, но это не так. Основу ее рациона питания составляют мелкие насекомые, которых колибри находит в цветках и ловит налету. За день колибри съедает в два раза больше собственного веса.
Такой ритм жизни колибри не может поддерживать круглосуточно. Поэтому ночью, во время похолодания она впадает в оцепенение, замедляя все процессы жизнеобеспечения. Температура тела резко снижается с 42 °С до 17 °С.
Колибри часто едят. Вынуждает их к этому образ жизни, при котором расходуется очень много тепла и энергии. Чтобы пополнить питательные запасы своего тела, колибри вынуждена питаться через каждые десять минут, съедая, таким образом, за сутки, еды чуть ли не в два раза больше веса собственного тела.
Размножение колибри
Обычно самки откладывают пару овальных яиц, покрытых белой скорлупой, хотя иногда в кладке оказывается всего одно яичко. Яйца мелких видов размером с горошину и весят не более пары миллиграммов. Самка насиживает яйца в течение двух-трёх недель, после чего из них вылупляются совершенно беспомощные малыши. Птенцы колибри появляются на свет голыми и слепыми. Опушение у них не появляется, а сразу начинается процесс оперения. В гнезде самки колибри чаще всего два яйца, которые она высиживает 14-20 дней. Самцы не принимают участие в постройке гнезда и птенцов не высиживают, а занимаются охраной гнездовой территории. Обладая очень бойким характером, они часто бросаются на птиц гораздо крупнее себя.
Колибри-пчелка получила такое название не только благодаря своему размеру. Это самая настоящая рабочая пчелка трудоголик. Во время вскармливания птенцов ей необходимо приносить пищу каждые 8 минут. Если немного задержаться, то птенцы ослабевают до такой степени, что уже не могут открыть клюв. Поэтому колибри-родитель впихивает корм принудительно и птенец «оживает». Благодаря такому кормлению, птенцы развиваются очень быстро и уже через 3 недели покидают гнездо.
Миграция
Кроме способности зависать, колибри осуществляет протяженные сезонные перелеты. Один из самых маленьких видов, рубиново-горлый колибри, гнездящийся на юге Канады, летит зимовать в Мексику и Панаму, преодолевая расстояние в 5000 км!
На пути от Флориды к полуострову Юкатан колибри летит через море, не имея возможности вернуться назад или сделать остановку. Поэтому эта удивительная птица вынуждена за один пролет преодолевать около 1000 км (при скорости 50 км/час ей требуется приблизительно 20 часов). Вы смогли бы совершить такой переход? Это невероятная выносливость и поразительный подвиг для организма, который весит 7 грамм.
Колибри и человек
Кроме таящихся в зарослях зелени пауков-птицеедов и древесных змей, серьезную опасность для колибри несет человек. Их вылавливают ради прекрасных переливающихся перьев, что ставит под угрозу существование целых видов, ведь некоторые из них имеют очень узкий ареал обитания.
Маленьких птиц из семейства колибри реально содержать в неволе, но при этом важно обеспечить им постоянный доступ к жидкому корму. При нерегулярном питании они моментально теряют силу, становятся неподвижными и пытаются согреться, отчаянно укрывая свое тельце крыльями. Эти птицы – настоящий пример живучести, энергии и внутренней мощи, гармонично сочетающейся с хрупкостью.
- Самые древние известные колибри возрастом 30 млн лет, Eurotrochilus inexpectus , найдены на территории Германии.
- Бражник, как и колибри, не садится на цветок, а зависает над ним в воздухе, так же быстро-быстро взмахивая узкими крыльями. Поэтому, по незнанию, бражника путают с колибри. Эти два животных являются ярким примером конвергентной эволюции.
- Колибри изображены на гербе Тринидада и Тобаго.
- По легенде жителей древнего мексиканского города Теотиуакан, колибри – воплощение души погибшего воина.
- Исследователи описали недавно интересные факты о колибри в журнале Current Biology. Существует 330 видов этих маленьких летунов, известных благодаря своей акробатике и радужным цветам. Обычно колибри весят несколько грамм. Самая большая колибри достигает размера скворца, самая маленькая (на Кубе) весит всего 2 грамма и длиной всего 9 сантиметров (в основном клюв и хвост).
- Летательные мышцы составляют 25-30% веса тела колибри. Трехграммовая колибри машет крыльями с поразительной скоростью 50-70 раз за секунду. При этом вся эта способность вырастает из яйца размером с горошинку.
- Некоторые виды колибри мигрируют к Канадским скалистым горам, когда снег все еще лежит на земле. При этом они умудряются поддерживать там температуру яиц на 25°C теплее, чем окружающий воздух. Как? Колибри способны иметь дело с низкими температурами, так как их перья обеспечивают одно из лучших птичьих изоляций благодаря большему количеству перьев на дюйм тела, чем у других маленьких и средних птиц. Более того, колибри могут понижать метаболизм к состоянию оцепенения для сохранения энергии. Перед миграцией они хранят 72% веса тела в жире, который более эффективен энергетически, чем углевод. Это требует определенной тонкой физиологической настройки внутри. У колибри самая метаболически активная печень из известных науке, а также черезвычайно высокая скорость танспортировки глюкозы. Это бесценно для питающегося нектаром животного, переваривающего огромное количество воды в своей пище.
- Хорошо известна их способность зависать. Колибри даже могут летать вверх-вниз и назад. Это возможно благодаря структуре крыла, которое не похоже на крылья других птиц, которые соединяют свои крылья от плеч, локтя и запястья, но крылья колибри присоединяются только от плеч. В экологии они играют важную роль как опылители.
- Еще один подвиг колибри был недавно обнаружен в их способности запоминать. Было продемонстрировано, что они запоминают информацию более мелкого масштаба, избегая цветков, которые недавно опустошили, и возвращаются к оставленным цветкам, которые все еще содержат пищу. Как это все возможно в таком маленьком создании? Авторы отмечают: «Хотя красновато-коричневая колибри обладает мозгом размером всего с зернинку риса, она его прекрасно использует».
- Колибри может впадать в летаргический сон.Связано это с тем, что температура тела колибри может меняться в зависимости от температуры окружающей среды: днём она составляет – 39-40 градусов по Цельсию, ночью – падает до 18-ти, при этом дыхание птицы замедляется, а сама она впадает в некое подобие летаргического сна.
- У колибри большое и сильное сердце.Сердце колибри занимает почти половину полости тела птицы и по объёму почти в три раза превышает размер желудка. В отличие от остальных птиц у колибри гораздо больше красных кровяных шариков, а частота сокращений сердца у некоторых видов достигает 1000-1200 ударов в минуту.
- Колибри не живут парами. Постройкой гнезда, высиживанием яиц и уходом за птенцами занимается только самка. На долю самца остаётся лишь охрана территории.
Видео
Сегодня в нашей кунсткамере любопытный образчик - операционная система, написанная на чистом ассемблере. Вместе с драйверами, графической оболочкой, десятками предустановленных программ и игр она занимает меньше полутора мегабайт. Знакомься - исключительно быстрая и преимущественно российская ОС «Колибри».
Развитие «Колибри» шло довольно быстро вплоть до 2009 года. Птичка научилась летать на разном железе, минимально требуя первый «Пентиум» и восемь мегабайт оперативной памяти. Минимальные системные требования «Колибри» таковы:
- ЦП: Pentium, AMD 5×86 или Cyrix 5×86 без MMX с частотой 100 МГц;
- ОЗУ: 8 Мбайт;
- видеокарта: VESA-совместимая с поддержкой режима VGA (640 × 480 × 16).
Современная «Колибри» - это регулярно обновляемые «ночные сборки» последней официальной версии, вышедшей в конце 2009 года. Мы тестировали билд 0.7.7.0+ от 20 августа 2017 года .
WARNING
В настройках по умолчанию у KolibriOS отсутствует доступ к дискам, которые видны через BIOS. Хорошенько подумай и сделай бэкап, прежде чем менять эту настройку.
Изменения в ночных сборках хоть и невелики, но за годы их накопилось достаточно. Обновленная «Колибри» может писать на разделы FAT16–32 / ext2 - ext4 и поддерживает другие популярные файловые системы (NTFS, XFS, ISO-9660) в режиме чтения. В ней появилась поддержка USB и сетевых карт, был добавлен стек TCP/IP и звуковые кодеки. В общем, в ней уже можно что-то делать, а не просто посмотреть разок на сверхлегкую операционку с GUI и впечатлиться скоростью запуска.
Как и предшествующие версии, последняя «Колибри» написана на flat assembler (FASM) и занимает одну дискету - 1,44 Мбайт. Благодаря этому ее можно целиком разместить в какой-нибудь специализированной памяти. Например, умельцы записали KolibriOS прямо во Flash BIOS . Во время работы она может целиком размещаться в кеше некоторых процессоров. Только представь: вся операционка вместе с программами и драйверами кеширована!
INFO
При посещении сайта kolibrios.org браузер может предупредить об опасности. Причина, судя по всему, - это ассемблерные программы в дистрибутиве. Сейчас VirusTotal определяет сайт как совершенно безопасный.
«Колибри» легко загружается с дискеты, винчестера, флешки, Live CD или в виртуальной машине. Для эмуляции достаточно указать тип ОС «другая», выделить ей одно ядро процессора и немного оперативки. Диск подключать необязательно, а при наличии роутера с DHCP «Колибри» моментально подключится к интернету и локальной сети. Сразу при загрузке ты увидишь соответствующее уведомление.
Одна проблема - протокол HTTPS не поддерживается встроенным в «Колибри» браузером. Поэтому сайт посмотреть в ней не удалось, так же как открыть страницы Google, Yandex, Wikipedia, «Сбербанка»… собственно, никакой привычный адрес. Все давно перешли на защищенный протокол. Единственный сайт с олдскульным чистым HTTP, который мне попался, - это «портал Правительства России», но и он выглядел в текстовом браузере не лучшим образом.
Настройки внешнего вида в «Колибри» с годами улучшаются, но все еще далеки от идеала. Список поддерживаемых видеорежимов отображается на экране загрузки «Колибри» при нажатии клавиши с латинской буквой a.
Перечень доступных вариантов невелик, и нужного разрешения в нем может не оказаться. Если у тебя видеокарта с ГП AMD (ATI), то можно сразу добавить кастомные настройки. Для этого нужно загрузчику ATIKMS передать параметр -m
/RD/1/DRIVERS/ATIKMS -m1280x800x60 -1
Здесь /RD/1/DRIVERS/ATIKMS - это путь до загрузчика (RD - RAM Disk).
При работе системы выбранный видеорежим можно посмотреть командой vmode и (теоретически) переключать вручную. Если «Колибри» запущена в виртуалке, то это окно останется пустым, а вот при чистой загрузке драйверы видео Intel можно добавить от i915 до Skylake включительно.
Удивительно, но в KolibriOS уместилась куча игр. Среди них есть логические и аркадные, пятнашки, змейка, танки (нет, не WoT) - целый «Игровой центр»! На «Колибри» портировали даже Doom и Quake.
Еще из важного нашлась читалка FB2READ. Она корректно работает с кириллицей и имеет настройки отображения текста.
Все пользовательские файлы рекомендую хранить на флешке, но подключать ее нужно обязательно через порт USB 2.0. Наша флешка USB 3.0 (в порте USB 2.0) объемом 16 Гбайт с файловой системой NTFS определилась сразу. Если нужно записывать файлы, то стоит подключить флешку с разделом FAT32.
В дистрибутив «Колибри» входит три файловых менеджера, утилиты для просмотра изображений и документов, аудио- и видеоплееры и прочие пользовательские приложения. Однако основное внимание в ней уделено разработке на ассемблере.
Встроенный текстовый редактор имеет подсветку ASM-синтаксиса и даже позволяет сразу запускать набранные программы.
Среди средств разработки есть компилятор Oberon-07/11 для i386 Windows, Linux и KolibriOS, а также низкоуровневые эмуляторы: E80 - эмулятор ZX Spectrum, FCE Ultra - один из лучших эмуляторов NES, DOSBox v.0.74 и другие. Все они были специально портированы на «Колибри».
Если оставить KolibriOS на несколько минут, то запустится скринсейвер. На экране побегут строки кода, в которых можно увидеть отсылку к MenuetOS.
Продолжение доступно только подписчикам
Вариант 1. Оформи подписку на «Хакер», чтобы читать все материалы на сайте
Подписка позволит тебе в течение указанного срока читать ВСЕ платные материалы сайта. Мы принимаем оплату банковскими картами, электронными деньгами и переводами со счетов мобильных операторов.
Главное совершенство колибри - ее полет. Совершенство во всех отношениях! И пташка демонстрирует его на практике каждый день. Фигуры высшего пилотажа отличаются сложностью, недоступной для летательных аппаратов, сделанных руками человека. Выполняются они с непринужденностью, вызывающей зависть у асов высшего пилотажа. Начинается все с момента взлета: птичка без всякой подготовки сразу поднимается вверх. Она не приседает, не расправляет крыльев, а просто мгновенно взлетает. Это трудно себе представить. Однако она тут же показывает не только вертикальный взлет, но и свою возможность как бы застывать в одной точке, висеть неподвижно в воздухе. Неподвижно? Да, ведь трепыхание ее крыльев не заметишь. Сокол тоже может держаться на одном месте, но его тело дрожит от беспрерывного биения крыльев.
Если у колибри хорошее настроение, что часто бывает в утренние часы, пташка приступает к воздушной акробатике. Она кружит, забирается в высоту, пикирует, зависает на месте, а потом вдруг летит, летит хвостиком вперед...
Бионики, изучившие головоломные трюки колибри в воздухе, восторженно отмечают, что эти комочки перьев - единственное из всех живых существ, умеющих летать не только задом наперед, но и боком, а еще и брюшком вверх. Приборами зафиксирован случай в Перу, когда колибри пикировал с высоты 50 метров почти до земли, а затем сразу же взвился вверх в исходную точку. Скорость в обоих случаях равнялась 133 км/час. При падении вниз пташка свои крылья не складывала, как это делает голубь. Они трепыхались, так сказать, на максимальных оборотах. Как же она тормозила? Каков же здесь секрет природы?
Киносъемка показывает, что торможение происходит буквально в точке, и из этой же точки начинается полет вверх с той же постоянной скоростью в 133 км/час. Словом, секрет подобного мастерства не из простых. До конца он не разгадан, но по анализу отдельных кадров кое-что проясняется: в тот кратчайший миг, когда колибри решает тормозить, ее крылья начинают работать как бы в режиме реверса - трепыхаться в обратном движению направлении. И происходит это за 1/50 долю секунды. Человек пока и близко не подошел в своей технике к такому молниеносному реверсу. Есть чему позавидовать!
Наблюдения ученых за воздушными акробатами в Бразилии и Мексике показывают, что колибри своими крыльями не машут вверх и вниз, как все другие птицы. Трепыхания здесь очень сложные - на смазанных фотоснимках они выглядят в виде горизонтальной восьмерки. Следовательно, делают вывод бионики, в движениях крыльев нет мертвой точки, энергия используется максимально эффективно. Подъемная сила и маневренность не меняют своих значений скачкообразно. Маневренность всегда фантастическая! И в то же время шустрой птичке свойственна после стремительного полета крайняя деликатность приземления - она садится на веточку или былинку так, что временный аэродром даже не шелохнется.
Удивительное миниатюрное создание! Универсальный воздушный акробат! Чудо биотехники! «Вот если бы построить вертолет или спортивный самолет со всеми свойствами колибри!» - вздыхают конструкторы. И не только вздыхают. Сейчас изучение аэродинамических характеристик колибри проводится с помощью новейших приборов. И, быть может, зависть скоро превратится в оригинальные конструкторские решения. И все это не только слова и планы. Есть уже первые конструкторские разработки. К примеру, пенсионер Леонид Атланов, живущий близ Нальчика, уже строит одну за другой модели махолетов, движение крыльев которых по плоской восьмерке как бы повторяет удивительное порхание крошечной тропической пичужки. И как не пожелать тут успехов упорному пенсионеру!