Колибри: способности, которых нет больше ни у одной птицы

Колибри весит меньше монеты, но способна перелететь Мексиканский залив без единой остановки. Эти птицы летают задом наперёд, видят ультрафиолет и отгоняют ястребов от своих гнёзд. О том, как устроена их физиология и почему они вообще возможны как биологический вид — в этом материале.

Колибри — единственные птицы, которые умеют летать назад. Не случайный манёвр, а полноценный контролируемый полёт в обратном направлении. Это стало возможным благодаря строению плечевого сустава: крыло колибри вращается в суставе почти на 180 градусов, тогда как у большинства птиц диапазон движения значительно меньше. При взмахе назад крыло переворачивается, и птица получает тягу в противоположную сторону.

Семейство колибри насчитывает около 360 видов, и все они обитают исключительно в Западном полушарии — от юго-восточной Аляски до Огненной Земли. Самый крупный вид — гигантский колибри из Анд — достигает 22 см в длину и весит около 20 граммов. Самый маленький — пчёлка-эльф с Кубы, длиной около 5–6 см и весом чуть больше двух граммов.

Среди красивейших птиц планеты колибри занимают особое место — не столько из-за размера, сколько из-за того, как работает их оперение: цвет возникает не от пигмента, а от преломления света в микроструктуре пера.

Крылья, которые описывают восьмёрку

Когда колибри зависает над цветком, его крылья делают от 40 до 80 взмахов в секунду — в зависимости от вида и размера птицы. При этом крылья движутся не вверх-вниз, как у большинства птиц, а описывают горизонтальную восьмёрку. Передний и обратный ход крыла создают подъёмную силу почти в равных долях — именно это позволяет птице зависать на месте, а не просто замедляться.

Такой режим полёта обходится колибри очень дорого с точки зрения энергии. Относительно массы тела они тратят на перемещение больше, чем любое другое теплокровное животное. Сердце в полёте бьётся со скоростью около 1200 ударов в минуту — для сравнения, у человека в состоянии покоя около 60–80. Чтобы покрыть такие расходы, птица за день выпивает количество нектара, сопоставимое с её собственным весом, посещая от 1000 до 2000 цветков.

Клюв под конкретный цветок

Форма клюва у разных видов колибри определяется не случайно: она складывалась в ходе совместной эволюции с конкретными растениями. У шпорцевого колибри клюв короткий и прямой — для плоских цветков с открытым венчиком. У фиолетового шипохвоста клюв загнут вниз, повторяя форму соцветий геликонии. Рекорд принадлежит мечеклюву из Южной Америки: его клюв длиной около 10 см превышает длину туловища — единственный случай среди всех птиц мира.

Язык при этом ещё длиннее клюва. Он раздвоен на конце и работает как насос: при погружении в цветок края языка сворачиваются, захватывая нектар, а при извлечении — раскрываются, подавая жидкость в глотку. Весь цикл занимает доли секунды.

Как колибри защищают гнездо

Гнездо колибри — постройка размером с половину грецкого ореха. Самка строит его одна, используя растительный пух, паутину и лишайники. Паутина позволяет гнезду растягиваться по мере роста птенцов.

При угрозе самка не прячется. Зафиксированы случаи, когда колибри атаковали ястребов и воронов, которые приближались к гнезду, — птица пикирует на хищника сверху и клюёт его в голову. Против змей, забирающихся на ветку, тактика та же. Исход такого противостояния предсказуемо разный, но колибри отступают не сразу.

В природе есть существо, которое с первого взгляда легко принять за колибри, — бражник-колибри, мотылёк, притворяющийся птицей: зависает над цветком, машет крыльями с той же частотой и даже издаёт похожий звук.

Перелёт через Мексиканский залив

Рубиногорлый колибри — единственный вид, гнездящийся в восточной части Северной Америки, — каждую осень перелетает через Мексиканский залив. Расстояние около 800 км птица преодолевает за один перелёт, без остановок, примерно за 18–20 часов. Перед этим она за несколько недель набирает жировые запасы, увеличивая массу тела почти вдвое.

Сама по себе эта цифра — 800 км без посадки для птицы весом 3–4 грамма — долго казалась орнитологам невозможной, пока радиометки не подтвердили маршрут напрямую.

Torpor: ночная остановка метаболизма

Чтобы пережить ночь, не истратив все накопленные за день резервы, колибри впадает в состояние, которое называют торпором. Температура тела падает с 40 до 18–20 градусов, частота сердечных сокращений снижается до 50–180 в минуту, дыхание замедляется до нескольких вдохов в минуту. Птица выглядит мёртвой — не реагирует на прикосновение, не держится за ветку мышечным усилием, а буквально зацепляется за неё рефлекторно.

Выход из торпора занимает около 20 минут. За это время птица дрожит, разогревая мышцы, — и только после этого может взлететь.

Зрение и цветовое восприятие

Глаза занимают непропорционально большую долю черепа колибри. Птица видит в ультрафиолетовом диапазоне, недоступном человеку, — и это напрямую влияет на выбор цветков. Многие растения, опыляемые именно колибри, имеют ультрафиолетовые метки на лепестках, невидимые невооружённым взглядом. Для птицы они работают как указатель на нектар.

Исследование 2020 года, опубликованное в журнале PNAS, показало, что рубиногорлые колибри способны различать цветовые комбинации с ультрафиолетовой составляющей примерно в 30% случаев быстрее, чем без неё. Это означает, что часть растений буквально адаптировала свой облик под зрительные возможности птицы.

Если вас интересуют подробности о поведении и биологии этих птиц, загляните в подборку интересных фактов о колибри — там собрано немало деталей, которые не вошли в этот материал.