جهت‌یابی پرواز در لایه‌های نامرئی آسمان!

بررسی جدید پژوهشگران سوئدی نشان می‌دهد که حیوانات پرنده از لایه‌های نامرئی آسمان برای جهت‌یابی در پرواز استفاده می‌کنند.

به گزارش ایسنا، آسمان بالای سر ما شلوغ است. پرندگان، خفاش‌ها و حشرات خود را در لایه‌هایی از ارتفاع قرار می‌دهند که مانند خطوط هوایی عمل می‌کنند و توسط فیزیک، آب‌وهوا و حضور سایر حیوانات هدایت می‌شوند. پژوهشگران «دانشگاه لوند»(Lund University) در یک پژوهش جدید، روش ساده‌ای را برای دیدن لایه‌های آسمان به عنوان زیستگاه و نه به عنوان یک فضای خالی پیشنهاد کرده‌اند.

به نقل از ارث، این چارچوب توضیح می‌دهد که چرا یک حیوان پرنده ممکن است مسافت‌های متفاوتی را در روزهای گوناگون پرواز کند. شرایط به سرعت تغییر می‌کند، بنابراین انتخاب‌ها نیز دچار تغییر می‌شوند. «سیسیلیا نیلسون»(Cecilia Nilsson) پژوهشگر دانشگاه لوند، این پژوهش را با همکاری پژوهشگران هلند و آمریکا سرپرستی کرد. گروه نیلسون، رفتار حیوانات را با ساختار عمودی جو مرتبط می‌دانند.

پژوهشگران اکنون هوا را به عنوان یک محیط زنده با غذا، رقبا و خطر در نظر می‌گیرند. نام این ایده، «هوابوم‌شناسی»(Aeroecology) است که به مطالعه چگونگی تعامل حیوانات با جو و زندگی در آن می‌پردازد.

پژوهشگران این پروژه از مفهوم «جایگاه هوایی» استفاده می‌کنند؛ به معنای محدوده‌ خاصی از ارتفاع و شرایطی که یک گونه‌ پرنده در آن قرار دارد. این مفهوم توصیف می‌کند که یک گونه کجا می‌تواند فعالیت کند و معمولاً در کجا یافت می‌شود. بخش اول براساس فیزیولوژی و مکانیک پرواز تنظیم شده است و بخش دوم به شکارچیان، طعمه‌ها و ساختارهای انسانی محدود می‌شود.

حشراتی که کند پرواز می‌کنند، معمولاً در ارتفاع پایین می‌مانند که در آنجا باد آرام‌تر و دما ثابت‌تر است. بسیاری از خفاش‌ها در سطوح میانی کار می‌کنند که در آنجا می‌توانند حشرات سریع‌تر را بدون صرف کردن انرژی زیاد تعقیب کنند. پرندگان اغلب در ارتفاعات بالاتر پرواز می‌کنند. آنها از جریان‌های حرارتی - جریان‌های رو به بالای هوای گرم که گلایدرها و حیوانات در حال اوج گرفتن را بلند می‌کند - استفاده می‌کنند.

بادهای موافق نیز در این میان نقش دارند. آنها در همان جهت پرواز پرندگان حرکت می‌کنند و در نتیجه، پروازهای طولانی با تلاش کمتر را پشتیبانی می‌کنند. استثنائاتی نیز وجود دارد و این ترکیب می‌تواند با توجه به شرایط آب‌وهوایی یا فصلی تغییر کند. نیلسون گفت: ما می‌خواهیم مشوق مطالعات بیشتری باشیم که نشان می‌دهند کدام گونه‌ها از ارتفاعات گوناگون و تحت چه شرایطی استفاده می‌کنند. نقشه‌های ارتفاعی ثابت به پژوهشگران امکان می‌دهد تا پیش‌بینی‌ها را آزمایش کنند و به اصلاح مدل‌ها بپردازند.

رادار هواشناسی، سیستمی است که از امواج رادیویی برای تشخیص اشیاء و اندازه‌گیری فاصله و حرکت آنها استفاده می‌کند. این سیستم می‌تواند تراکم، سرعت و جهت پرواز را در ارتفاعات گوناگون ردیابی کند. شبکه‌های راداری، جریان پرواز پرندگانی را که هر شب در لایه‌های متفاوتی از مناطق گوناگون پرواز می‌کنند، آشکار می‌سازند. حسگرهای آنبرد، جزئیات را افزایش می‌دهند. تجهیزاتی مانند GPS، ارتفاع‌سنج‌ها و ثبت‌کننده‌های فشارسنجی می‌توانند فراز و نشیب‌های پروازهای جداگانه را در طول مهاجرت‌های کامل ثبت کنند.

بادهای شدید می‌توانند به سفر سرعت ببخشند یا آن را متوقف کنند. دما و فشار هوا با توجه به ارتفاع تغییر می‌کنند. بنابراین، پیامدهای پرواز با توجه به بالا رفتن یا پایین آمدن حیوانات پرنده تغییر می‌کنند.

مهاجرت حشرات بزرگ نشان می‌دهد که حیوانات پرنده چقدر از بادهای مطلوب استفاده می‌کنند. یک پژوهش بلندمدت در جنوب بریتانیا تخمین زده است که تقریباً ۳.۵ تریلیون حشره سالانه در آسمان حرکت می‌کنند و حشرات بزرگتر، بادهایی را انتخاب می‌کنند که آنها را در جهت‌های کارآمد حرکت دهند.

تاثیر انسان‌ها بر آسمان

سازه‌ها به همان فضایی می‌رسند که حیوانات از آن استفاده می‌کنند. یکی از تخمین‌ها درباره آمریکا نشان می‌دهد که سالانه بین حدود ۳۶۵ میلیون تا ۹۸۸ میلیون پرنده در این کشور پس از برخورد با ساختمان‌ها جان خود را از دست می‌دهند و بیشتر موارد مرگ‌ومیر به دلیل برخورد با سازه‌های کوتاه و متوسط ​​​​پیش می‌آیند.

توربین‌ها مشکل متفاوتی را برای خفاش‌هایی که در قاره‌ها حرکت می‌کنند، به وجود می‌آورند. پژوهش‌ها پیرامون مدل‌سازی جمعیت نشان داده‌اند که اگر هیچ تغییری ایجاد نشود، مرگ‌ومیر در تأسیسات بادی می‌تواند به کاهش شدید جمعیت این گونه مهاجر با پراکندگی گسترده در ۵۰ سال آینده منجر شود.

اگر آسمان زیستگاه باشد، پس ارتفاع در برنامه‌ریزی اهمیت دارد. شیشه‌های ایمن برای پرندگان، برنامه‌های روشنایی بهتر و مکان‌یابی دقیق سازه‌های بلند بدون انتظار برای فناوری جدید، آمار مرگ‌ومیر را کاهش خواهند داد.

مزارع بادی می‌توانند با تنظیم سرعت روتور در شب‌های پرخطر، تلفات خفاش‌ها را کاهش دهند. ترکیب کاهش سرعت با پیش‌بینی‌های هوشمند که ارتفاع احتمالی پرواز را شامل می‌شود، می‌تواند از حیات وحش محافظت کند و تولید انرژی را ثابت نگه دارد.

محدودیت‌های بدن و رفتار

ساختار بدن، محدودیت‌هایی را تعیین می‌کند. نسبت وزن بدن به مساحت بال و رابطه بین طول و عرض بال تعیین می‌کنند که یک حیوان پرنده تا چه ارتفاعی می‌تواند برود و ماندن در آن ارتفاع چقدر هزینه دارد.

رفتار، انتخاب‌ها را محدود می‌کند. خطر شکار، پراکندگی طعمه و نیاز به اطلاعات می‌تواند حیوانات را در باند هوایی امن‌تر یا سودآورتر نگه دارد؛ حتی اگر ارزان‌ترین مکان برای پرواز نباشد.

نقشه‌های ارتفاع به تطبیق دادن راهبردها با مشکلات محلی کمک می‌کنند. برنامه‌ریزان انرژی می‌توانند در دوره‌های بحرانی، سازه‌های بلند را بیرون از لایه‌های اوج پرواز قرار دهند. داده‌های دقیق ارتفاع، این امر را به جای گمانه‌زنی، عملی می‌کنند.

این چارچوب، ارتفاع را به عنوان بُعدی در نظر می‌گیرد که شایسته توجه یکسان مانند توجه به طول و عرض جغرافیایی است. این چارچوب، پژوهش‌ها را به سمت گزارش چگونگی تغییر استفاده از ارتفاع براساس زمان روز، فصل و مرحله زندگی سوق می‌دهد.

نیلسون گفت: ما امیدواریم که چارچوب ما برای پژوهشگران و تصمیم‌گیرندگان کارآمد باشد. تمرکز بر گام‌های عملی است که ریسک را کاهش می‌دهد و آسمان را زنده نگه می‌دارد.

این پژوهش در مجله «Trends in Ecology & Evolution» به چاپ رسید.

*