Исследовательская работа: "Почему пингвины не летают". Почему пингвин не летает: мнение современных ученых
Пингвины кажутся неудачной шуткой эволюции, однако у эволюции нет чувства юмора — есть только целесообразность. Смешными пингвинов делает лишь узость человеческого взгляда. Мы расскажем о том, почему они отказались от полета и достойны уважения
Пингвин — единственная птица, которая может плавать, но не может летать. Кроме того, это единственная птица, ходящая стоя. Пингвины — бескрылые водоплавающие птицы, обитающие в естественной среде лишь в землях южного полушария.
Выпрыгнув из воды, пингвины на брюхе проезжают по льду 1-2 метра.
Большинство пингвинов проводит половину своей жизни в океане, а другую половину на суше. В основном, большинство разновидностей пингвинов обитают на Антарктиде и в некоторых других самых холодных областях полушария.
Некоторые немногочисленные виды могут выжить в умеренных и даже тропических широтах. Вообще пингвины созданы для жизни в море. Некоторые разновидности тратят целых 75 % своей жизни в воде, на сушу они выбираются только для того, чтобы отложить яйца и дождаться потомства. 
Тяжелые, твердые кости действуют в воде как тяжелый пояс водолаза, позволяя пингвинам оставаться под водой. Их крылья, сформированные как плавники, помогают им "управлять" движением под водой на скоростях до 15 миль в час. Обтекаемое тело, подобные веслу ноги, изолирующий слой жира и водонепроницаемые перья - все служит их эффективному и комфортному пребыванию под водой. У них также есть замечательная способность глубоко нырять (об этом речь пойдет ниже). В дополнении, чтобы не терять тепло, пингвины имеют жесткие, очень компактно расположенные перья (до 70 в кв. см), обеспечивающие гидроизоляцию. 
Обтекаемое тело, подобные веслу ноги, изолирующий слой жира и водонепроницаемые перья - все служит их эффективному и комфортному пребыванию под водой. У них также есть замечательная способность глубоко нырять (об этом речь пойдет ниже). В дополнении, чтобы не терять тепло, пингвины имеют жесткие, очень компактно расположенные перья (до 70 в кв. см), обеспечивающие гидроизоляцию
Отдать небо
Пингвины не летают, и это кажется странным для птиц, но в действительности отказ от полета — мудрейшее эволюционное решение.
Лишившись неба, пингвины смогли сосредоточиться на покорении антарктических морей и стали идеальными подводными охотниками.Основная их еда — рыба и морские членистоногие, которые быстро плавают и часто живут на большой глубине. На охоту нужно много сил, и при попытке совместить погоню за рыбой и полет что-то неизбежно страдает. Например, толстоклювая кайра, тоже живущая возле полюса (правда, Северного, а не Южного) и питающаяся рыбой, вынуждена постоянно подниматься в воздух, чтобы спастись от наземных хищников 
Хочется посочувствовать тяжелой доле птиц, но сочувствие — это последнее, в чем они нуждаются. Жизнь в невыносимых (для других существ) условиях — эволюционный трюк, который позволил пингвинам избавиться от конкурентов и получить во «владение» почти целый континент. Чтобы выжить в экстремальной среде, пингвины развили комплекс механизмов, благодаря которым заняли свободную экологическую нишу и комфортно себя в ней чувствуют.
Предки современных пингвинов умели подниматься в небо, и ученые пока не выяснили, когда именно птицы отказались от затратных полетов и перешли к нырянию. Большинство специалистов считают, что решающую роль сыграло появление большого количества приспособленных к жизни в морях млекопитающих, в том числе китообразных и ластоногих около 50 миллионов лет назад. Конкуренция с этими животными могла подтолкнуть пингвинов к радикальному шагу.
Дополнительно решимость отказаться от неба поддерживало то обстоятельство, что на земле у пингвинов почти нет врагов, от которых нужно улетать. Поэтому птицы поколениями совершенствовали навыки подводной охоты.
Взять море
Характерное толстенькое округлое тельце пингвинов, казалось бы, такое неподходящее для серьезного охотника, не недосмотр эволюции, а конкурентное преимущество, делающее пингвинов на редкость эффективными преследователями. 
В отличие от летающих птиц, кости которых за миллионы лет совершенствования полета стали изящными и полыми, костная ткань пингвинов плотная, а перья больше похожи на чешуйки. Для пущей обтекаемости перья постоянно смазываются специальным жиром, который синтезирует копчиковая железа.
Нелепая походка пингвинов тоже связана с плаванием. Короткие лапы птиц сдвинуты в конец туловища, так же как плавники китообразных и рыб. Благодаря такому расположению даже небольшие колебания подвижных конечностей позволяют пингвинам ловко маневрировать и уклоняться от препятствий. Поэтому лапы для пингвина — это руль, а не средство передвижения по суше. И на ровном льду или мокром песке птицы предпочитают лечь на брюхо и скользить, как на санях, отталкиваясь от поверхности.
На суше пингвины начесывают и распушают перья, наполняя их воздухом. В воде, где давление выше, воздушные пузырьки покидают тело, и птица дополнительно разгоняется.
Еще одна несуразная, на первый взгляд, деталь пингвиньего облика — его «фрак», который хорошо заметен на белом снегу. Трудно поверить, но такая окраска — камуфляж! Добыча пингвинов и все опасные для птиц хищники живут в воде, поэтому внешний вид на суше не так уж важен.
А вот в море пингвины отлично скрываются: снизу на фоне неба и в ярком солнечном свете не видно их светлого брюха, а при взгляде сверху черная спина практически сливается с темной толщей воды. Кроме того, темный цвет лучше поглощает солнечные лучи, давая пингвинам дополнительное тепло, когда они на берегу.
Окраска чрезвычайно важна для выживания и успешной охоты, и этот признак очень жестко регулируется отбором. Если в популяции вдруг рождается пингвин с блеклой коричневой спиной, то у него почти нет шансов найти себе партнера: за миллионы лет эволюции птицы стали считать таких бедняг ужасно непривлекательными.
Победить холод
Чтобы выжить в Антарктиде, где зимой температура регулярно опускается ниже -60 °С, пингвины обзавелись серьезной «экипировкой».
Их оперение непроницаемо для ветра, а сами перышки усилены дополнительными пуховыми «веточками». Кроме того, у других птиц перья есть только в определенных зонах (хотя с виду так не скажешь), а пингвин покрыт плотной «броней» от клюва до лап.
Смазка из копчиковой железы, которую пингвины клювом распределяют по всему телу, защищает от воды, а толстая кожа и изолирующий слой жира помогают сохранять тепло даже в лютые морозы, когда другие животные гибнут от переохлаждения и обморожения.
Сосуды в пингвиньих лапах регулируют ток крови так, чтобы температура конечностей оставалась постоянной и через них не уходило лишнее тепло.
В лапках пингвинов, стоящих на льду, работает совершенная система теплоотвода. Горячая кровь, идущая к конечностям по артериям, через плотное сплетение сосудов отдает свое тепло венам, по которым кровь поступает к сердцу. Не будь этого механизма, сердце просто остановилось бы, не выдержав притока ледяной жидкости. При этом в сами лапы попадает уже охлажденная кровь, так что пингвины не расходуют тепло на нагрев льда.
Для борьбы с холодом птицы используют и социальные механизмы. Сбивающиеся в гигантские стаи пингвины всегда перетаптываются — казалось бы, естественное движение на морозе. На самом деле пингвины не просто топчутся на месте, они все время движутся в определенном направлении, причем так, что каждая птица рано или поздно оказывается в самом теплом месте — центре толпы. Пока специалисты не знают, как именно контролируется такое движение.
Но почему пингвины, пусть и мастера приспособления, выбрали для жизни такой жуткий климат? Ответ прост: потому что они могут там жить. 
Животных, которые рискнули освоить Антарктиду, можно пересчитать по пальцам, так что пингвины оказались в уникальном положении — у них мало естественных врагов и совсем нет конкурентов. 
Подобная стратегия «обхождения горы», то есть ухода от прямого столкновения и борьбы с другими видами, весьма успешна: популяция самых многочисленных из пингвинов — золотоволосых — превышает 18 миллионов особей.
«Нелепые» пингвины — прекрасные охотники и мудрые эволюционные стратеги, практически единолично хозяйничающие на целом континенте. Поэтому людям, которые и получаса бы не прожили в Антарктиде без одежды и сложной техники, стоит подумать, прежде чем в очередной раз посмеяться над «неуклюжими» птицами.
Http://www.vokrugsveta.ru/article/199075/ http://lifeglobe.net/blogs/details?id=639 http://www.infoniac.ru/news/Lyubopytnye-fakty-o-pingvinah.html
Пингвины кажутся неудачной шуткой эволюции, однако у эволюции нет чувства юмора - есть только целесообразность. Смешными пингвинов делает лишь узость человеческого взгляда. Мы расскажем о том, почему они отказались от полета и достойны уважения
Выпрыгнув из воды, пингвины на брюхе проезжают по льду 1–2 метра.
В Антарктиде и окрестностях, где обитают пингвины, условия такие, что подошли бы какой-нибудь негостеприимной планете. Хочется посочувствовать тяжёлой доле птиц, но сочувствие - это последнее, в чем они нуждаются. Жизнь в невыносимых (для других существ) условиях - эволюционный трюк, который позволил пингвинам избавиться от конкурентов и получить во «владение» почти целый континент. Чтобы выжить в экстремальной среде, пингвины развили комплекс механизмов, благодаря которым заняли свободную экологическую нишу и комфортно себя в ней чувствуют.
Отдать небо
Пингвины не летают, и это кажется странным для птиц, но в действительности отказ от полета - мудрейшей эволюционное решение. Лишившись неба, пингвины смогли сосредоточиться на покорении антарктических морей и стали идеальными подводными охотниками. Основная их еда - рыба и морские членистоногие, которые быстро плавают и часто живут на большой глубине. На охоту нужно много сил, и при попытке совместить погоню за рыбой и полет что-то неизбежно страдает. Например, толстоклювая кайра, тоже живущая возле полюса (правда, Северного, а не Южного) и питающаяся рыбой, вынуждена постоянно подниматься в воздух, чтобы спастись от наземных хищников. Относительно компактные тело и крылья, которые обеспечивают необходимую для ныряния обтекаемую форму, не дают кайре быстро взлететь. Но и в воде она посредственный охотник из-за того, что вынуждена сохранять многие ненужные для плавания особенности, без которых невозможен полет. Например, на крыльях у нее есть так называемые маховые перья, которые значительно увеличивают площадь крыла, да и относительно тела сами крылья у кайры намного больше, чем у пингвина.
Предки современных пингвинов умели подниматься в небо, и учёные пока не выяснили, когда именно птицы отказались от затратных полетов и перешли к нырянию. Большинство специалистов считают, что решающую роль сыграло появление большого количества приспособленных к жизни в морях млекопитающих, в том числе китообразных и ластоногих около 50 миллионов лет назад. Конкуренция с этими животными могла подтолкнуть пингвинов к радикальному шагу
Дополнительно решимость отказаться от неба поддерживало то обстоятельство, что на земле у пингвинов почти нет врагов, от которых нужно улетать. Поэтому птицы поколениями совершенствовали навыки подводной охоты.
Взять море
Характерное толстенькое округлое тельце пингвинов, казалось бы, такое неподходящее для серьезного охотника, не недосмотр эволюции, а конкурентное преимущество, делающее пингвинов на редкость эффективными преследователями. Благодаря обтекаемой форме эти птицы ныряют на глубину в две сотни метров и плавают со скоростью до 36 км/ч. В отличие от летающих птиц, кости которых за миллионы лет совершенствования полета стали изящными и полыми, костная ткань пингвинов плотная, а перья больше похожи на чешуйки. Для пущей обтекаемости перья постоянно смазываются специальным жиром, который синтезирует копчиковая железа.
- Отсутствие полостей в костях. Кости любой летающей птицы полые, что делает их невесомыми, чтобы пернатым было легче взлетать и парить в воздухе. Кости пингвинов же лишены легкости, они очень плотные и больше схожи со скелетом млекопитающих, в том числе человека. Возможно, поэтому и люди не летают?
- Неприспособленные для полетов крылья. Пингвины не летают, потому что их крылья не имеют длинных маховых перьев, способствующих свободному парению птиц в воздухе, не сгибаются и больше напоминают рыбий плавник, нежели рыло птицы. Кости и мышцы пингвиньих конечностей наделены большей массивностью, что помогает им отлично справляться с водными массами при движениях под водой. Летающим птицам не нужно применять столько усилий для курсирования в воздухе.
- Анатомическая особенность. Природа позаботилась об арктических обитателях: под кожей у пингвинов есть толстый двухсантиметровый слой жира, а тело птицы покрывают мелкие и жесткие водостойкие перья, что отлично защищает их от переохлаждения под водой. Только эти представители птичьего мира обладают телом обтекаемой формы, идеально приспособленным к подводным перемещениям.
- Эволюция из-за смены среды обитания. Исследователи не устают спорить о происхождении пингвинов: есть мнение, что в прошлом эти птицы умели летать, но со временем утратили эту способность. Причина тому кроется в смене условий проживания: появилась острая необходимость добывать морскую глубоководную пищу. Природа сделала свое дело, и постепенно в условиях постоянной необходимости нырять и плавать пингвины эволюционировали в плавающих, в то время как способность к полетам была утрачена за ненадобностью. Крылья стали подобием весел, перья похожи на чешую, а тело приобрело мощную мышечную массу на грудине и бедрах.
Таким образом, отличия пингвинов от летающих птиц весьма существенны и определяются необходимостью нырять и плавать под водой.
Особенности пингвинов
Кроме того, у пингвинов имеется еще ряд отличий в строении:
- уши у них плотно закрыты короткими жесткими перьями, чтобы вода не попадала внутрь;
- роговица глаз практически плоская, что делает зрение пингвинов максимально приспособленным к изменениям света при погружении на глубину и в то же время способствует легкой близорукости на суше.
Может ли пингвин все-таки взлететь?
Категоричное убеждение, что пингвины не летают совсем, ошибочно. Обычный пингвин, спасаясь от преследующего его хищника, способен подняться в воздух на высоту до двух метров, в то время как вид пингвинов под названием Адели способен взлететь на трехметровую высоту. В этом им помогают хорошо развитые ласты, совершающие в момент прыжка частые винтообразные движения. А если подобные маневры будут производиться в водной толще, пингвин может выпрыгнуть из моря, развив скорость до 20 км/ч.
Мнение ученых
Пингвины не летают по одной простой причине: они плавают. В новом исследовании, опубликованном в журнале PNAS, показано, что птицы не могут одновременно быть хорошими летунами и пловцами – это энергетически невыгодно. Колонии, где гнездятся пингвины, отделены от мест, где они ищут пропитание, огромными расстояниями. И тяжкие походы, которые предпринимают пингвины, долгое время озадачивали ученых, размышлявших над вопросом, почему они делают это пешком, отказавшись от полетов, которые сэкономили бы им уйму времени.
В поиске ответов биологи обратились к другим морским птицам: беринговым бакланам (Phalacrocorax pelagicus ) и толстоклювым кайрам (Uria lomvia ). Первые плавают под водой при помощи перепончатых лап, вторые используют еще и крылья. Обе птицы летают, хотя кайры делают это с трудом. «Они ужасные летуны, – говорит Кайл Эллиот (Kyle Elliott), аспирант Университета Манитобы в Виннипеге (Канада), один из авторов исследования. – Они бьют крыльями очень-очень быстро и совершенно не умеют приземляться».
Чтобы изучить толстоклювых кайр, гнездящихся на севере Канады, исследователи вооружились ружьями c резиновыми пулями для отпугивания белых медведей и поселились в домиках, окруженных электрическим забором. Когда хищников поблизости не было, исследователи заарканивали кайр и посредством шприца вводили им в кровь изотопы, с помощью которых можно посчитать энергозатраты на ныряние и полет. Также они снабжали птиц сенсорными устройствами, которые позволяли определить температуру тела, как глубоко они ныряют и сколько времени проводят под водой, в воздухе и на земле.
Выяснилось, что быть кайрой не так-то просто. Птицы тратят за минуту полета больше энергии, чем другие птицы, включая считавшегося чемпионом по энергозатратам горного гуся (Anser indicus ), который летает над Гималаями.
Чтобы лучше нырять, толстоклювым кайрам нужно либо уменьшить крылья, либо увеличить размеры тела, но в обоих случаях летать они уже не смогут.
Ученые полагают, что это результат того, что крылья кайр все же созданы для полета – под водой они создают торможение. Кроме того, их маленькие тела, достаточно легкие, чтобы оторваться от земли, охлаждаются быстрее, чем у более громоздких пингвинов. «Вообще, чтобы лучше нырять, им нужно уменьшить крылья или самим вырасти, но оба варианта сделают полет невозможным», –утверждает орнитолог Роберт Риклефс (Robert Ricklefs) из Университета Миссури в Сент-Луисе (США), соавтор исследования. По словам ученого, кайры действительно функционируют на грани возможностей для птиц. «Главный посыл нашего исследования – это компромисс, – говорит он. – Нельзя иметь крыло, которое одинаково хорошо подходит для движений в воде и в воздухе».
Около 70 млн. лет назад предки пингвинов отказались от полета в пользу эффективной подводной охоты. Постепенно они стали крупнее – это позволило им глубже нырять, быстрее плыть, дольше оставаться под водой, а значит, ловить более крупную добычу и в больших количествах. Отказавшись от полетов, пингвины стали крупнее, что позволило им глубже нырять, быстрее плыть, дольше оставаться под водой, а значит, ловить более крупную добычу и в больших количествах.
Выводы
Эволюция лишила пингвинов способа передвижения по воздуху как слишком энергозатратного. Вместо этого у птиц появилась возможность нырять на большую глубину, проводя больше времени под водой. Морская рыба в те времена была для пингвинов наиболее выгодным рационом, что и привело к тому, что способность летать была утрачена в пользу планирования под водой.
Предки пингвинов летали во времена обитания на планете динозавров, однако, по словам Дэниэла Ксепки из Музея Брюса в Коннектикуте (США), утратили эту способность вскоре после вымирания самых крупных ящеров (судя по найденным останкам, около 60 млн. лет назад). В ходе миграции к морям и океанам и из-за необходимости приспособиться к новым условиям охоты крылья пингвинов изменились, став короче и жестче, что было необходимо, чтобы лучше грести. Мышцы же стали более развитыми и на груди появился дополнительный слой перьев. Также птицы увеличились в размерах. В результате летать они перестали, однако стали уникальным видом в непростых условиях нового ареала обитания, поскольку смогли охотиться на крупную морскую рыбу.
Видео
Источники
- http://www.vokrugsveta.ru/article/199075/
Зубарева Валерия
Изучая птиц, мы задались вопросом, почему пингвины не летают. И действительно, раз это птицы и у них есть крылья, разве не логично им парить по небу? Мы изучили жизнь пингвинов и способы их передвижения в пространстве, а на основе полученных сведений и наблюдений за пингвином Лоло из мультфильма "Приключения пингвиненка Лоло" нашли ответ на наш вопрос.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
ПОЧЕМУ ПИНГВИНЫ НЕ ЛЕТАЮТ? Выполнила: Ученица 1 «Г» класса Гимназия 83 Зубарева В. Л. Классный руководитель: Алексеева В. М.
Цели: Выяснить почему не летают пингвины. Задачи: Узнать где живут пингвины. Выяснить, что они едят и как добывают пищу. Изучить особенности строения тела пингвинов. Узнать как связаны место обитания пингвинов, их пища и способность летать.
Пингвины обитают на побережье открытых морей Южного полушария. С амое большое количество пингвинов находится в Антарктике и на прилегающих к ней островах. Самое тёплое место обитания пингвинов – Галапагосские острова, расположенные у экватора. Среда обитания пингвинов.
Питание пингвинов. Пингвины питаются рыбой – серебрянкой антарктической, анчоусами или сардинами а также ракообразными такими как криль, на которых они охотятся, проглатывая прямо под водой.
Строение тела пингвинов. Форма тела пингвинов обтекаемая, что идеально для передвижения в воде. Узкие и маленькие крылья служат плавниками. Большие, короткие ступни выполняют рулевую функцию в воде. Кости пингвинов плотные и похожи на кости млекопитающих (дельфинов и тюленей) и не содержат внутренних полостей, как у летающих птиц.
Заключение С течением времени, пингвинам пришлось постепенно приспосабливаться к жизни в условиях постоянного холода и необходимости добывать себе пищу в воде. Основная еда пингвинов – рыба. Другой еды в местах обитания пингвинов просто нет. Для того чтобы успешно ловить рыбу, пингвинам просто необходимо было стать хорошими пловцами. Так, их крылья, слишком короткие, толстые и тяжелые для того, чтобы летать стали прекрасными плавниками. Таким образом, эти птицы стали прекрасными пловцами, которые могут очень быстро грести и управлять своим телом, что в свою очередь, дает этим птицам возможность добывать себе корм. Таким образом, я узнала почему пингвины не летают, как другие птицы.
Пингвины - птицы, которых природа обделила способностью летать. Причин для такой несправедливости несколько. Так почему пингвины не летают?
Отсутствие полостей в костях
Кости любой летающей птицы полые, что делает их невесомыми, чтобы пернатым было легче взлетать и парить в воздухе. Кости пингвинов же лишены легкости, они очень плотные и больше схожи со скелетом млекопитающих, в том числе человека. Возможно, поэтому и люди не летают?
Неприспособленные для полетов крылья
Пингвины не летают, потому что их крылья не имеют длинных маховых перьев, способствующих свободному парению птиц в воздухе, не сгибаются и больше напоминают рыбий плавник, нежели рыло птицы.
Кости и мышцы пингвиньих конечностей наделены большей массивностью, что помогает им отлично справляться с водными массами при движениях под водой. Летающим птицам не нужно применять столько усилий для курсирования в воздухе.
Анатомическая особенность
Природа позаботилась об арктических обитателях: под кожей у пингвинов есть толстый двухсантиметровый слой жира, а тело птицы покрывают мелкие и жесткие водостойкие перья, что отлично защищает их от переохлаждения под водой. Только эти представители птичьего мира обладают телом обтекаемой формы, идеально приспособленным к подводным перемещениям.
Эволюция из-за смены среды обитания
Исследователи не устают спорить о происхождении пингвинов: есть мнение, что в прошлом эти птицы умели летать, но со временем утратили эту способность. Причина тому кроется в смене условий проживания: появилась острая необходимость добывать морскую глубоководную пищу.
Природа сделала свое дело, и постепенно в условиях постоянной необходимости нырять и плавать пингвины эволюционировали в плавающих, в то время как способность к полетам была утрачена за ненадобностью. Крылья стали подобием весел, перья похожи на чешую, а тело приобрело мощную мышечную массу на грудине и бедрах.
Таким образом, отличия пингвинов от летающих птиц весьма существенны и определяются необходимостью нырять и плавать под водой. Кроме того, у пингвинов имеется еще ряд отличий в строении:
- уши у них плотно закрыты короткими жесткими перьями, чтобы вода не попадала внутрь;
- роговица глаз практически плоская, что делает зрение пингвинов максимально приспособленным к изменениям света при погружении на глубину и в то же время способствует легкой близорукости на суше.
И все же категоричное убеждение, что пингвины не летают совсем, ошибочно. Обычный пингвин, спасаясь от преследующего его хищника, способен подняться в воздух на высоту до двух метров, в то время как вид пингвинов под названием Адели способен взлететь на трехметровую высоту.
В этом им помогают хорошо развитые ласты, совершающие в момент прыжка частые винтообразные движения. А если подобные маневры будут производиться в водной толще, пингвин может выпрыгнуть из моря, развив скорость до 20 км/ч.
http://otvetprost.com
