Какие животные могли послужить прототипом гигантской птицы Рух? 0 1

Самая крупная когда‑либо известная птица — это воромбе, обитавшая на Мадагаскаре несколько веков до н. э. Однако она была нелетающей и весила чуть больше 700 кг (для сравнения — слоны, которых в легендах приносили в хитросплетениях с Рух, весят от 3 до 7 тонн). С летающими видами дело обстоит ещё строже: их предельная масса, по оценкам, снижается примерно в десять раз — до порядка 70 кг. Примерно такой массой, по современным подсчётам, обладал аргентавис, ископаемый родственник современных кондоров — одних из крупнейших летающих птиц.

Физические пределы

Почему ныне не встретишь птиц столь гигантских размеров? Главный ограничитель — требование к полёту. С физической точки зрения различают два основных режима полёта: активный машущий — как у воробьёв или голубей, и пассивный планирующий, при котором птица использует восходящие потоки воздуха, как это делают коршуны.

Аргентавис был планёром, поэтому мог достигать больших размеров: при планировании основную часть энергии для поддержания высоты обеспечивает воздушный поток. Крупнейшие современные планёры — андский кондор и странствующий альбатрос — весят до 15–16 кг.

Если же птица полагается на активный машущий полёт, её масса серьёзно ограничена — примерно 12 кг. В справочниках иногда указывают, что дрофа может достигать 20 кг, но тут есть важный нюанс.

Действительно, старые самцы дроф могут набрасывать массу до 20 кг, однако при этом они утрачивают способность полноценно взлетать. Даже молодые, более лёгкие дрофы летают крайне неохотно и недалеко. На деле самой крупной полноценной летающей птицей следует признать лебедя: дикие лебеди не превышают 12 кг.

Пороговая мощность

Откуда берётся такое ограничение? Его можно вывести расчётом. Любой организм преобразует химическую энергию пищи в механическую (для сокращения мышц) и тепловую энергию. При «сжигании» пищи расходуется кислород; величина энергии, производимая в единицу времени, называется мощностью или интенсивностью метаболизма.

Гигантские нелетающие птицы эпиорнисы, к которым относится воромбе, вымерли примерно в X веке н. э.

Зная калорийность корма и измеряя потребление кислорода (с помощью специальных масок), учёные вычисляют мощность животного. Поскольку абсолютные ваттные значения разных птиц сильно различаются, физиологи пользуются относительной величиной — базальным уровнем обмена (BMR).

Пока электрический чайник отключён, его мощность равна нулю; птица же никогда полностью «не выключается» — сердце бьётся, дыхание идёт, поддерживается температура. Эти процессы требуют энергии, причём в разных видах в базовых единицах они соотносятся одинаково, если выражать их в долях BMR.

Так, стояние для лебедя и перепела обходится примерно в 1,3 BMR, спокойная ходьба — в 1,6 BMR. Полёт — «дорогостоящее» занятие: большинству птиц он стоит около 12 BMR (то есть вместо 1 минуты полёта птица могла бы 12 минут отдыхать). С ростом массы растут и энергозатраты на полёт.

Существует ещё пороговая мощность, необходимая для того, чтобы просто оторваться от земли при земной гравитации и плотности атмосферы — и она также увеличивается с массой. На порог влияют и другие параметры, например площадь крыльев.

Человек, как бы он ни махал руками, не взлетит: площадь рук слишком мала, и тело не способно выдать ту мощность, которая требуется для подъёма. Тело птицы способно, но только в пределах: с увеличением массы требуемая для полёта мощность растёт быстрее, чем та, которую птица может генерировать. Если построить график этих зависимостей, линии пересекутся при массе около 12 кг.

Воробьиный секрет

Однако не все птицы «слабы» по мощности. Одна группа нашла хитрый путь обхода ограничения для машущего полёта — воробьиные. Они как бы «поднимают» собственную температуру и BMR: уровень обмена у воробьиных примерно в 1,65 раза выше, чем у прочих птиц.

Это значит, что, скажем, дрозд в абсолютных ваттах мощнее перепела более чем в полтора раза. При тех же 12 BMR полёт дрозда в фактических энергетических затратах сильнее и способен поднимать большую массу. Почему же тогда не появились гигантские воробьи?

Потому что птицы — не только летающие существа: они бегают, высиживают яйца и т. д. Чем лучше птица приспособлена к полёту, тем хуже она справляется с другими задачами. Вспомните стрижей: они превосходно летают, но упав на землю не всегда способны взлететь — ноги слабые, крылья слишком длинные. Ласточки, родственники воробьиных, похожи на стрижей внешне, но благодаря более «избыточной» мощности воробьиных способны лучше справляться и с наземной жизнью — например, взлетать с земли.

В некотором смысле воробьиные иллюстрируют старую инженерную шутку: «Аэродинамику придумали те, кто не умеет строить мощные двигатели; с мощным двигателем и забор полетит». Избыточную мощность они тратят на адаптацию к различным экологическим нишам, а не на увеличение размеров — не случайно воробьиных видов в мире больше, чем всех остальных вместе взятых.

А что с планированием? Даже самые крупные парящие птицы не достигают центнера, и на это есть две причины.

Во‑первых, ограниченность мест обитания. По шкале BMR полёт не всегда самый «дорогой» акт: если полёт стоит 12 BMR, то взлёт с земли может требовать 16. Потому голуби предпочитают стартовать с крыш или проводов, а не с земли.

У кондора, крупнейшего современного планёра, для взлёта с земли требуется до 40 BMR, несмотря на огромные крылья. Из‑за массы планёрам тяжело взлетать с плоской поверхности, и они вынуждены стартовать с высоты, поэтому кондор обитал в Андах, где имеются подходящие уступы.

Во‑вторых, крылья состоят из перьев, которые изнашиваются и требуют смены. Линька чрезвычайно энергозатратна, и во время неё птица особенно уязвима для болезней, поэтому многие ускоряют этот процесс.

Некоторые виды, например утки, одновременно сбрасывают маховые перья и на пару недель теряют способность летать. Большинство же меняют перья постепенно. Чем крупнее птица, тем длиннее маховые пера и тем дольше длится линька, а значит, дольше сохраняется уязвимость.

Таким образом, реальный «прототип» мифической Рух должен был бы обладать планирующим типом полёта, жить в высокогорьях для удобного старта, потреблять огромные объёмы пищи и, наконец, иметь кожистые крылья, чтобы избежать проблем с оперением. В этой связи на роль прототипа следует обратить внимание на птерозавров — их крылья были кожистыми, линьки в привычном для птиц смысле у них не было, и благодаря этому они могли вырастать значительно крупнее.

Выходит, что в мире реальных животных стереотипные драконы оказываются более жизнеспособными, чем гигантские птицы. И да — так оно и есть.