الجري على المنحدرات بمساعدة الأجنحة

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

الجري على المنحدرات بمساعدة الأجنحة (يُختصر بـ "WAIR") هو سلوك جري يُلاحظ لدى الطيور الحية ، وهو أيضًا نموذج مُقترح لتفسير تطور الطيران لدى الطيور . يسمح WAIR للطيور بالجري صعودًا على المنحدرات الشديدة أو العمودية عن طريق رفرفة أجنحتها، مما يُتيح لها تسلق منحدرات أكبر مما يُمكنه تحقيقه بالجري وحده. تقترح فرضية WAIR لأصل الطيران أن الأجنحة الناشئة للديناصورات الثيروبودية كانت تُستخدم لدفع الحيوان صعودًا على المنحدرات، مثل الجروف أو الأشجار، بطريقة مشابهة لتلك التي تستخدمها الطيور الحديثة، وأن الطيران المُزوّد ​​بالطاقة تطور في النهاية من هذا الاستخدام. [ 1 ] أثناء طرح هذه الفرضية، اقتُرح أن WAIR ربما استُخدم من قِبل الديناصورات الثيروبودية المُغطاة بالريش مثل الكاوديبتريكس لتطوير الطيران. [ 2 ]

WAIR في الطيور الحية

طائر حجل بالغ يركض على مستوى أفقي

دُرست ظاهرة الجري على المنحدرات بمساعدة الأجنحة على نطاق واسع في فراخ الحجل ( Alectoris chukar )، [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] ولوحظت أيضًا في صغار وكبار أنواع أخرى من رتبة الدجاجيات ، بالإضافة إلى حمامة الصخور ( Columba livia ). [ 5 ] في فراخ الحجل، تم إثبات هذه الظاهرة تجريبيًا من خلال مقارنة أقصى درجات الانحدار التي صعدتها الفراخ السليمة بتلك التي صعدتها فراخ ذات ريش أجنحة مقصوص أو منتوف بالكامل. على كل من الأسطح الملساء والخشنة، تمكنت الفراخ السليمة من الجري على منحدرات أكثر انحدارًا بكثير من المجموعتين الأخريين، حيث وصلت إلى زوايا قصوى تبلغ 105 درجة من المستوى الأفقي. استخدمت الفراخ الجري بمفردها على منحدرات تصل إلى 45 درجة، ثم لجأت إلى رفرفة الأجنحة على منحدرات أكبر، وزادت أقصى درجة انحدار تم تسلقها بنجاح مع التقدم في العمر. [ 2 ] عند فقس فراخ الحجل، لا يكون ريش الطيران قد اكتمل نموه بعد. مع نمو صغار طيور الحجل، يستغرق ظهور الريش حوالي أسبوع، والقدرة على الطيران حوالي ثلاثة أسابيع. وأثناء نمو صغار الحجل وقبل طيرانها لأول مرة، تستخدم تقنية الطيران بزاوية واسعة (WAIR) كخطوة انتقالية نحو الطيران الكامل. [ 4 ] وقد دُرست هذه التقنية أيضًا في ديك الرومي الأسترالي ( Alectura lathami )، على الرغم من أن أقصى ميل للميل يتناقص مع التقدم في العمر، بحيث تستطيع الفراخ تسلق منحدرات أكبر (تصل إلى 110 درجة) من الطيور البالغة (تصل إلى 70 درجة). [ 6 ] أما في حمام الصخور، فتستخدم الطيور البالغة تقنية الطيران بزاوية واسعة (WAIR) بزوايا أكبر من 65 درجة. [ 5 ]

شرح استخدام نظام WAIR خلال الرحلات الجوية العادية

قد تستخدم هذه الطيور من فصيلة الدجاجيات أسلوب الطيران السريع (WAIR) بدلاً من الطيران العادي للوصول إلى أغصان الأشجار، لأن الطيران السريع يستهلك طاقة أقل. يُستخدم عدد أقل من العضلات في عملية الطيران السريع مقارنةً بالطيران العادي، وتحديداً عضلات الصدر والكتف التي تُساهم في رفرفة الأجنحة. [ 5 ] يُقدم هذا تفسيراً إضافياً لاستمرار الطيور في استخدام الطيران السريع: فهو أسرع من الإقلاع بالطيران العادي، والجري يتطلب طاقة أقل من الطيران. لذلك، قد تُنتج الأطراف الخلفية، بالتزامن مع الأجنحة، دفعات سريعة من الطاقة تُمكّن الطائر من اصطياد فريسته. [ 7 ] تسمح هذه الاستراتيجية أيضاً بتخزين الطاقة لاستخدامها في حالات القتال أو الفرار، مثل الهروب من الافتراس أو الوقوع في الأسر. [ 5 ] [ 6 ] يُفرض الطيران السريع قوى ديناميكية هوائية وفيزيائية أقل على الطائر مقارنةً بالطيران العادي، وهي سمة مفيدة قد تُحسّن لياقته. [ 6 ] ربما استُخدم الطيران السريع لأغراض التوازن. [ 3 ] تقترح العديد من النظريات أن ظهور سلوك الجري السريع (WAIR) لدى الطيور يهدف إلى الهروب من الحيوانات المفترسة، حيث تستطيع الجري صعودًا على منحدرات شديدة الانحدار وتجاوز المنحدرات العمودية (مثل جذع الشجرة) للنجاة من الحيوانات المفترسة التي تعيش على الأرض. [ 3 ] [ 5 ] قد يكون سبب آخر لظهور سلوك الجري السريع هو الانتشار أو البحث عن الطعام أو الموارد، ولكن يُطرح هذا التفسير في الغالب كاستراتيجية للبقاء. [ 7 ]

فرضية أصل الطيران

تُعدّ فرضية WAIR لأصل الطيران نسخةً من " النموذج العدّاء " لتطور طيران الطيور، حيث نشأت أجنحة الطيور من تعديلات في الأطراف الأمامية وفرت قوة ضغط لأسفل، مما مكّن الطيور البدائية من الجري صعودًا على منحدرات شديدة الانحدار كجذوع الأشجار. وقد استُلهمت هذه الفرضية من ملاحظة فراخ طائر الحجل الصغيرة وهي تستخدم تقنية WAIR، وتقترح أن أجنحة الديناصورات طوّرت وظائفها الديناميكية الهوائية نتيجةً للحاجة إلى الجري بسرعة صعودًا على منحدرات شديدة الانحدار كجذوع الأشجار، ربما للهروب من الحيوانات المفترسة. [ 2 ] في البداية، كان يُعتقد أن الطيور تحتاج إلى قوة ضغط لأسفل لزيادة تماسك أقدامها في هذا السيناريو. [ 2 ] [ 3 ] ومع ذلك، وجدت دراسة أن قوة الرفع المتولدة من الأجنحة هي العامل الأساسي للتسارع الناجح، مما يشير إلى أن بدء القدرة على الطيران كان مقيدًا بالتحكم العصبي العضلي أو القوة وليس بشكل الجناح نفسه، وأن الأجنحة غير المتطورة بالكامل والتي لم تكن قادرة على الطيران بعد، يمكن أن توفر بالفعل قوة رفع مفيدة أثناء استخدام تقنية WAIR. [ 4 ] بالإضافة إلى ذلك، عند دراسة كل من القوة والعمل اللازمين لتقنية الطيران مع زيادة زاوية الميل، تبيّن أن الحاجة إلى عضلات الصدر أثناء الطيران تزداد مع زيادة زاوية الميل. وبالتالي، تُعدّ تقنية الطيران مع زيادة زاوية الميل فرضية تُقدّم نموذجًا للانتقال التطوري من الحركة الأرضية إلى الحركة الجوية، حيث تكيّفت هياكل الطيور لتلبية متطلبات تسلّق المنحدرات المتزايدة الانحدار عن طريق الطيران. [ 5 ] ربما سمح هذا للطيور الصغيرة، وربما اليافعة، من فصيلة المانيرابتوران بتسلّق جوانب الأشجار هربًا من الحيوانات المفترسة التي كانت أكبر من أن تتسلّقها. ربما كانت تقنية الطيران مع زيادة زاوية الميل موجودة لدى الأوفيرابتوروصورات والثيريزينوصورويدات ، ولكن نظرًا لأن الطيور البالغة، وخاصة الثيريزينوصورويدات، كانت على الأرجح ستكسر الأشجار أثناء محاولتها التسلّق، فإن صغارها كانت ستتمكّن من الصعود بسهولة. وبسبب هذه الطريقة للهروب من الافتراس، ربما طوّرت المانيرابتوران المبكرة أذرعها الطويلة وريشها الحقيقي وعظام الترقوة المندمجة . [ 8 ]

إجابة

لاحظ فيليب سينتر إحدى المشكلات المحتملة في فرضية أصل الطيران WAIR. فقد جادل بأن الطيور المبكرة، بما فيها الأركيوبتركس ، كانت تفتقر إلى آلية الكتف التي تُنتج بها أجنحة الطيور الحديثة ضربات صاعدة سريعة وقوية. وبما أن قوة الضغط التي يعتمد عليها الطيران WAIR تتولد من خلال الضربات الصاعدة، فقد جادل سينتر بأن الطيور المبكرة لم تكن قادرة على الطيران WAIR أو الطيران بالرفرفة. [ 9 ]

طُرحت أدلة تُعارض فرضية WAIR، مُشيرةً إلى أنها مُبسطة للغاية ولا تأخذ معلومات إضافية في الحسبان. وقد اقتُرحت آليات إضافية، مثل مخالب التسلق، التي كانت ستُوفر ميزة للطيور، لكنها غائبة في السجلات الأحفورية أو الطيور الحية. [ 10 ] وتشمل الحجج الأخرى المُعارضة لفرضية WAIR نقص الأدلة الأحفورية وعدم وجود مراحل وسيطة أو انتقالية إضافية متاحة للدراسة والتي من شأنها أن تُقدم أدلة تكميلية تدعم هذه الفرضية. [ 3 ] [ 7 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ بيكودو، ج. إدواردو (26 مايو 2010). علم وظائف الأعضاء البيئية والإيكولوجية للطيور . مطبعة جامعة أكسفورد. ص  15. ISBN 978-0199228454.
  2. 1 2 3 4 5 ديال، ك.ب. (2003). "الجري على المنحدرات بمساعدة الأجنحة وتطور الطيران" (ملف PDF) . مجلة ساينس . 299 (5605): 402-404 . رمز Bibcode : 2003Sci...299..402D . doi : 10.1126/science.1078237 . PMID 12532020. S2CID 40712093 .  
  3. 1 2 3 4 5 Bundle, MW & Dial, KP (2003). "ميكانيكا الجري على المنحدر بمساعدة الجناح (WAIR)" ( ملف PDF) . مجلة علم الأحياء التجريبي . 206 (الجزء 24): 4553-4564 . Bibcode : 2003JExpB.206.4553B . doi : 10.1242/jeb.00673 . PMID 14610039. S2CID 6323207 .  
  4. توبالسكي ، ب . و . وديال، ك. ب. (2007). "ديناميكا الهواء للجري على المنحدر بمساعدة الأجنحة لدى الطيور". مجلة علم الأحياء التجريبي . 210 (الجزء 10): 1742-1751 . Bibcode : 2007JExpB.210.1742T . doi : 10.1242/jeb.001701 . PMID 17488937. S2CID 18502446 .  
  5. 1 2 3 4 5 6 جاكسون، بي إي، توبالسكي، بي دبليو، وديال، كيه بي (2011). "النطاق الواسع للسلوك الانقباضي لعضلة الصدر لدى الطيور: الآثار الوظيفية والتطورية" (تنزيل تلقائي بصيغة PDF) . مجلة علم الأحياء التجريبي . 214 (الجزء 14): 2354-2361 . Bibcode : 2011JExpB.214.2354J . doi : 10.1242/jeb.052829 . PMID: 21697427. S2CID : 7496862 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  6. 1 2 3 ديال، ك.ب.؛ جاكسون، ب.إ. (2010). "عندما يتفوق الصغار على البالغين: تطور الحركة في ديك الرومي الأسترالي ( ألكتورا لاثامي ، غاليفورميس)" . وقائع الجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية . 278 (1712): 1610-1616 . doi : 10.1098/rspb.2010.1984 . PMC 3081770. PMID 21047855 .  
  7. 1 2 3 ديال، ك.ب.؛ راندال، ر.ج.؛ ديال، ت.ر. (2006). "ما فائدة نصف جناح في بيئة الطيور وتطورها؟" . مجلة العلوم البيولوجية . 56 (5): 437-445 . doi : 10.1641/0006-3568(2006)056 [ 0437:WUIHAW ] 2.0.CO ؛ 2 .
  8. ↑ هولتز، تي آر جونيور (2007). "الأوفيرابتوروصورات والثيريزينوصورويدات (سارقة البيض والديناصورات الكسولة)" . في هولتز ، توماس آر جونيور (محرر). الديناصورات: الموسوعة الأكثر شمولاً وحداثة لمحبي الديناصورات من جميع الأعمار . دار راندوم هاوس للكتب للقراء الصغار. ص 149. ISBN  978-0-375-92419-4.
  9. ↑ سينتر، ب. (2006). "توجيه عظم الكتف في الثيروبودات والطيور البدائية، وأصل الطيران بالرفرفة" (تنزيل تلقائي بصيغة PDF) . مجلة Acta Palaeontologica Polonica . 51 (2): 305–313 .
  10. ↑ نودز، روبرت ل.؛ دايك، غاريث ج. (2009). "وضعية الأطراف الأمامية لدى الديناصورات وتطور حركة الطيران الخافقة لدى الطيور" . التطور . 63 ( 4): 994-1002 . doi : 10.1111/j.1558-5646.2009.00613.x . PMID 19154383. S2CID 29012467 .