नाइटजारचे पंख दुहेरी उद्देशाच्या उड्डाण रचनेची किंमत दाखवतात

स्थलांतरापेक्षा अधिक कामांसाठी घडवलेला स्थलांतरित पक्षी

युरोपीय नाइटजार दरवर्षी युरोप आणि दक्षिण आफ्रिकेदरम्यान असामान्य प्रवास करतो; मात्र स्थलांतर हे त्याच्या हवाई जीवनातील केवळ एक अंग आहे. रात्री हा पक्षी हवेतच कीटकांची शिकार करतो. त्यासाठी संथ होणे, तीव्र वळणे घेणे आणि कमी वेगात नियंत्रण राखणे अशा पूर्णपणे वेगळ्या क्षमतांची गरज असते.

Lund Universityच्या नव्या संशोधनातून दिसते की या परस्परविरोधी गरजा नाइटजारच्या उड्डाण यांत्रिकीमध्ये स्पष्ट होतात. PLOS Biologyमध्ये प्रकाशित झालेल्या अभ्यासानुसार, त्याचे पंख लांब पल्ल्याच्या कार्यक्षम प्रवासासाठी एका एकमेव उपायापेक्षा एका तडजोडीसारखे दिसतात.

हा निष्कर्ष स्थलांतरित पक्ष्यांविषयीच्या एका परिचित गृहितकाला आव्हान देतो. लांब पल्ल्याचा स्थलांतरित पक्षी प्रामुख्याने किफायतशीर, सातत्यपूर्ण उड्डाणासाठी अनुकूलित असेल, अशी कल्पना करणे सोपे आहे. मात्र नाइटजारला चपळ निशाचर शिकारीही असावे लागते. त्याच्या पंखांनी दोन्ही भूमिका पार पाडल्या पाहिजेत.

वाऱ्याच्या बोगद्यात उड्डाणाची चाचणी

संशोधकांनी वाऱ्याच्या बोगद्यात वेगवेगळ्या गतीने उडणाऱ्या नाइटजारांचा अभ्यास केला आणि त्यांच्या मागील हवेचा प्रवाह मोजला. त्यामुळे केवळ पंखांच्या आकारावरून कामगिरीचा अंदाज न घेता, पक्षी आपल्या संपूर्ण उड्डाण-परिसरात उचल आणि प्रणोदन कसे निर्माण करतात हे तपासता आले.

निष्कर्ष पक्ष्याच्या रुंद पंखांच्या टोकांशी संबंधित एका किंमतीकडे निर्देश करतात. पक्षी संथ उडत असताना, विशेषतः कीटकांची शिकार आणि हालचालींमध्ये, ही पंखटोके उपयुक्त असण्याची शक्यता आहे. मात्र वेग वाढल्यावर उचल निर्माण करण्याची कार्यक्षमता कमी होते, असे अभ्यासात आढळले.

Lund Universityचे associate professor Christoffer Johansson यांनी या निष्कर्षाचे वर्णन परस्परविरोधी वायुगतिकीय गरजांचा पुरावा असे केले. शिकार करताना नाइटजार संथ उडू आणि चपळाईने वळू शकतो; पण अधिक वेगात उचल निर्माण करण्याची कार्यक्षमता कमी होते.

महत्त्वाची बाब अशी नाही की हा पक्षी चुकीच्या पद्धतीने अनुकूलित आहे. उलट, अनुकूलन अनेक गरजांमध्ये विभागलेले आहे, असे अभ्यासातून सुचते. पंखांची रचना वेगवेगळ्या दिशांनी खेचणाऱ्या अनेक कामांमध्ये पुरेशी, किंवा विलक्षण, चांगली कामगिरी करू शकते आणि त्यामुळे ती यशस्वी ठरू शकते.

संथ उड्डाण का महत्त्वाचे आहे

रात्री पंखावर कीटक पकडणाऱ्या पक्ष्यासाठी कमी वेगातील नियंत्रण ही अपघाती बाब नाही. भक्ष्याला प्रतिसाद देताना आणि दिशा बदलताना त्याला हवेत राहावे लागते. रुंद पंखटोके अशा उड्डाणाला मदत करू शकतात, जरी वेग वाढल्यावर त्याच रचनेतून सर्वाधिक कार्यक्षम उचल निर्माण होत नसली तरी.

स्थलांतर आणखी एक गरज निर्माण करते. युरोपीय नाइटजार आपल्या प्रजनन आणि अप्रजनन क्षेत्रांदरम्यान प्रचंड अंतर पार करतो. त्यामुळे त्याचे शरीर आणि पंख दीर्घकाळ चालणाऱ्या प्रवासालाही आधार देणारे असले पाहिजेत. या दोन्ही कार्यांमधील दिसणारा तणाव जैविक तडजोड म्हणून नव्या अभ्यासात मांडला आहे.

अशा तडजोडी उत्क्रांतीच्या केंद्रस्थानी असतात. एखादा प्राणी एका परिस्थितीसाठी कोऱ्या पाटीवरून तयार होत नाही; जगणे आणि पुनरुत्पादनावर परिणाम करणाऱ्या सर्व कामांचे परिणाम तो सोबत घेऊन चालतो. नाइटजारच्या बाबतीत, संथपणे शिकार करण्याची आणि अचूकपणे वळण्याची गरज पक्षी वेगाने उडताना त्याच्या पंखांच्या कामगिरीत प्रतिबिंबित होते.

स्थलांतराचे अंतर यांसारखे एकच मोजमाप पक्ष्याच्या पंखांचा आकार पूर्णपणे स्पष्ट करू शकत नाही, हेही निष्कर्ष स्पष्ट करतात. उड्डाणाची कामगिरी प्राणी आयुष्यभर काय करतो यावर अवलंबून असते; यात तो वापरत असलेले वेग आणि खाद्य घेताना करावे लागणारे वळण यांचा समावेश होतो.

सक्रिय वरच्या दिशेची पंखांची हालचाल

संशोधकांनी दुसरे, अनपेक्षित निरीक्षणही केले: पंख वरच्या दिशेने जात असताना नाइटजार प्रणोदन निर्माण करतो. पक्ष्यांच्या उड्डाणाच्या अनेक वर्णनांमध्ये खालच्या दिशेच्या पंखफटक्याला अधिक महत्त्व दिले जाते, कारण तो बलनिर्मितीशी जोडला जातो. या पक्ष्यामध्ये वरच्या दिशेची हालचालही प्रणोदनात सक्रिय योगदान देऊ शकते, असे Lundच्या अभ्यासातून दिसते.

सक्रिय वरच्या दिशेच्या पंखफटक्यातून निर्माण होणारे प्रणोदन यापूर्वी प्रामुख्याने पक्ष्यांऐवजी वटवाघळे आणि कीटकांशी जोडले गेले होते. अतिशय वेगळ्या प्राण्यांमध्ये समान वायुगतिकीय उपाय उदयास येऊ शकतात, असे हा निष्कर्ष सूचित करतो, असे Johansson यांनी सांगितले.

ही अभिसरणात्मक वैशिष्ट्ये महत्त्वाची आहेत, कारण वटवाघळे, कीटक आणि पक्षी समान पंखरचना सामायिक करत नाहीत. तरीही तुलनात्मक भौतिक मर्यादा त्यांच्या उड्डाणाला आकार देऊ शकतात. वरच्या दिशेची पंखांची हालचाल केवळ निष्क्रिय किंवा फक्त उचल निर्माण करणारी असण्याची गरज नाही, असे संशोधन सूचित करते. पंख फारसे दुमडता येत नसतील, तर त्यांचा उपयोग प्रणोदन निर्माण करण्यासाठी करता येतो.

नाइटजारसाठी, त्याच्या पंखांचा आकार आणि विविध उड्डाणकामे करण्याची गरज पाहता, हे विशेषतः महत्त्वाचे असू शकते. अभ्यास या प्राण्याच्या हालचालीला साध्या शक्तीफटक्यापाठोपाठ पुनर्प्राप्ती फटका अशा स्वरूपात मर्यादित करत नाही. त्याऐवजी, तो संपूर्ण पंखफटक्याच्या चक्रातील अधिक सातत्यपूर्ण योगदान ओळखतो.

उड्डाण तंत्रज्ञानासाठी एक धडा

या कामाचे परिणाम पक्षीजीवशास्त्राच्या पलीकडे जातात. उडणारे रोबोट विकसित करणाऱ्या अभियंत्यांना अनेकदा हीच व्यापक समस्या भेडसावते: एखाद्या वाहनाला कार्यक्षमतेने प्रवास करण्याबरोबरच हवेत स्थिर राहणे, मंदावणे, वळणे किंवा मर्यादित जागेत काम करणे आवश्यक असू शकते. एका कामात उत्कृष्ट असलेल्या रचना दुसऱ्या कामात कार्यक्षमता गमावू शकतात.

या मर्यादांमध्ये कार्य करणाऱ्या नैसर्गिक प्रणालीचे उदाहरण नाइटजार देतो. त्याचे पंख केवळ एका वेगासाठी किंवा एका मोहिमेसाठी आदर्श उत्तर दर्शवत नाहीत. ते संथ, चपळ शिकारी उड्डाण आणि लांब पल्ल्याची हालचाल यांच्यातील कार्यरत संतुलन प्रतिबिंबित करतात.

हे संतुलनच या शोधाचा केंद्रबिंदू आहे. युरोपीय नाइटजारचे स्थलांतर अजूनही विलक्षण आहे; पण त्याचे पंख केवळ खंडप्रवासासाठीची साधने म्हणून समजता येणार नाहीत. ते एका शिकाऱ्याची साधनेही आहेत, आणि या बहुविधतेची वायुगतिकीय किंमत पक्षी वेगाने उडताना दिसून येते.

नियंत्रित परिस्थितीत जिवंत पक्ष्यांमधील हवेचा प्रवाह मोजून, Lund टीमने ही तडजोड यांत्रिक तसेच शरीररचनात्मक असल्याचे पुरावे दिले आहेत. नाइटजारचे उड्डाण एका एकमेव सर्वोत्तम स्थितीने परिभाषित होत नाही. पक्ष्याला काय काय करता आले पाहिजे, यावर त्याची व्याख्या ठरते.

हा लेख Phys.orgच्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.