Земля постійно втрачає тепло через атмосферу в космос, включаючи безліч енергійних викидів, які щодня виходять з маловивченого, можливо, несподіваного джерела: птахів.
Однак, оскільки зміна клімату, викликана людською діяльністю, спотворює цей теплообмін і все більше нагріває нашу планету, розуміння того, як птахи регулюють свою температуру тіла, є важливим для їх збереження, а також для нашого.
У новому дослідженні в галузі термодинаміки птахів біологи та інженери об'єднали зусилля, щоб виміряти, скільки тепла та інших типів електромагнітного випромінювання птахи поглинають, випромінюють і відбивають в навколишнє середовище.
"Цікаво дізнатися, що пір'я птахів еволюціонує, щоб відводити тепло в космос, щоб впоратися з кліматичними викликами", - пояснює Террі МакГлійн, біолог Каліфорнійського державного університету, співавтор дослідження.
Це стосується інфрачервоного тепла, яке може проходити через частини атмосфери Землі, а не прямого виведення в космос.
Спочатку дослідники зібрали музейні зразки п'яти видів птахів (великої сови, звичайного ворона, північного бобвайта, сойки Стеллера та співочого горобця) з Природничого музею Лос-Анджелеса, включаючи три-чотири підвиди кожного з різних кліматичних регіонів Північної Америки.
Дослідники використовували спектрофотометр для вимірювання того, скільки світла птахи поглинають в ультрафіолетовому та видимому діапазонах – пивовари також використовують цей пристрій для перевірки кольору та якості свого пива.
У птахів видима кольорова гамма допомагає досягти трьох великих Ц: камуфляж, комунікація та охолодження.
Але це не вся термічна історія, оскільки тепло, або випромінювання в інфрачервоному діапазоні, невидиме – як для людей, так і для птахів.
Дослідники не використовували найпотужніший космічний телескоп для спостереження за птахами, але вони застосували спільну техніку для аналізу того, як пір'я птахів реагує на різні довжини хвиль інфрачервоного світла.
"Досить важко отримати доступ, і багато інженерів не хочуть брудних біологічних матеріалів у своєму дорогому обладнанні", - уточнює Аллісон Шульц, куратор орнітології в Природничому музеї Лос-Анджелеса та співавтор дослідження.
Загалом, зразки птахів з тепліших кліматів або нижчих широт, ближчих до екватора, демонстрували зменшену поглинальність в ультрафіолетовому та ближньому інфрачервоному діапазонах, що відповідає термічній адаптації для зменшення теплового стресу.
Згідно з іншою експериментальною гіпотезою, птахи, які живуть на відкритому повітрі і піддаються впливу неба та сонця, повинні ефективніше відводити тепло, ніж лісові птахи. Відповідно, бобвайти, які віддають перевагу трав'янистим і прерійним місцям, демонстрували найвищу емісію в середньому інфрачервоному випромінюванні.
"Коли ви виходите на вулицю, і у вас немає стелі, даху або дерева над головою, оскільки космос настільки холодний у порівнянні із Землею, тепло виводиться в космос", - говорить Шульц.
Це дослідження пропонує більше доказів того, як ми можемо вчитися у природи, щоб зберегти природу.
Цікавий факт
Дослідження показало, що пір'я птахів може еволюціонувати, щоб відводити тепло в космос, що є важливим для їх виживання в умовах зміни клімату.