Jak mohou ptáci létat ve výšce 8 kilometrů, kde je málo kyslíku

O tom, jak se ptáci naučili dýchat tam, kde není dostatek kyslíku

V přírodě je neuvěřitelný pták – horská nebo indická husa (Anser indicus), která je schopna vystoupat do výšky 8500 metrů, létat nad Himalájemi a Everestem – nejvyšší horou světa.

Husa horská je jedním z nejvýše položených ptáků na planetě. Tento pták o velikosti 70 cm a délce křídla jen asi 50 cm překonává úroveň ptačích očí a vznáší se do nižších vrstev stratosféry, kam mohou létat pouze moderní bojová letadla a nadzvuková komerční letadla. Přečtěte si o vlastnostech tohoto mimořádného ptáka níže.

Připomeňme, že vrstva stratosféry začíná v 10 tisících metrech a dosahuje výšky 50 tisíc metrů a maximální let indických hus byl zaznamenán ve výšce 10175 XNUMX metrů. V této výšce je vzduch tak řídký, že tam už vrtulníky létat nemohou.

Jedinými konkurenty husy bělohlavé jsou supi, kteří se dokážou vznést ještě výš: byly zaznamenány případy, kdy se sup ve výšce nad 12000 XNUMX metrů střetl s letadlem.

Stěhovavá vysokohorská husa žije na jezerech v horách Pamír, Ťan-šan, Altaj a Tuva a na zimu jezdí do Indie. Husy při migraci překonávají vysokohorské himálajské pohoří a nejvyšší horu planety – Everest. Horolezci vědí, že na vrcholcích, kde není život, je velmi řídký vzduch, který způsobuje hladovění kyslíkem a někdy i smrt. Jak tam ale pták dokáže létat, když je to stejný živý tvor jako člověk?

Populární vědecký časopis Nautilus vysvětluje, jak si ptáci vyvinuli vysoce výkonné plíce, které jim umožňují přežít v obtížném prostředí s řídkým vzduchem, kde je hladina kyslíku velmi nízká.

Husa horská má dýchací orgán, který funguje stejně efektivně jako ostatní ptáci, jako jsou pštrosi nebo holubi. Ve srovnání s dýchacím systémem ptáků jsou plíce savců a lidí prostě primitivní!

Na rozdíl od lidských plic, které vdechují a vydechují jedinými ústy a nosním otvorem, mají ptáci vstupní a výstupní bod, stejně jako vzduchové vaky a duté prostory v kostech.

Ptačí plíce mají jednosměrný proud vzduchu. Když ptáci dýchají vzduch, vstupuje do zadních vzduchových vaků a plic v zadní části dýchacího orgánu nazývaného vzduchové vaky, a poté, co kyslík vstoupí do těla, je vypouštěn z předního vaku před plícemi.

Kde mají ptáci tak velké a výkonné plíce? Je to jednoduché – zdědili je po svých předcích – dinosaurech, jelikož ptáci pocházejí z létajících dinosaurů – pterodaktylů.

Ale proč měli dinosauři takové plíce?

Nautilus to vysvětluje řetězcem událostí, ke kterým došlo na naší planetě asi před 450 miliony let. Překážkou, které rostliny čelily, když se poprvé vynořily z moře, byla gravitace, protože první rostlinné organismy byly suspendovány v mořské vodě.

Při prvních pokusech překonat gravitaci se rostliny začaly šířit v podobě mechů, které se desítky milionů let držely na povrchu skal.

Postupem času se rostliny vyvíjely a byly schopny syntetizovat lignin, látku nezbytnou k tomu, aby primární mechy získávaly listy a stonky, jak se dnes vyskytuje ve světě rostlin. Lignin je molekula uhlíku a vodíku, která v buňkách interaguje s pružnými molekulami celulózy, což má za následek silnou strukturu, která umožňuje rostlině stavět stonky a listy jako cihly.

V oněch vzdálených dobách se rostliny rychle množily, ale pak čelily problému bakterií a hub, které je po smrti rostlin rozložily, ale nebyly schopny rozložit lignin. Hmota se dále hromadila na povrchu Země a velké množství uhlíku se ukládalo jako uhlí.

Tyto procesy nastaly před 100 miliony let, tato doba se nazývá období karbonu. Hladiny oxidu uhličitého v atmosféře nadále klesaly, zatímco hladiny kyslíku vzrostly na více než 30 %. Tak vysoká koncentrace kyslíku umožnila zvětšit velikost flóry a fauny. Vážky měly metr dlouhé rozpětí křídel a stonožky dosahovaly délky dvou a půl metru.

A pak evoluce přišla na způsob, jak snížit koncentraci kyslíku na planetě, protože její zvýšení na 43 % hrozilo smrtí všech živých věcí vznícení v důsledku náhodného úderu blesku. Během evoluce se objevil chemický enzym, který dokázal rozpustit lignin a rozložit ho na oxid uhličitý a vodu.

Byla to suchá hniloba – houby, které začaly oxidovat zásoby ligninu a rozkládaly rostliny na zemi. V důsledku toho koncentrace kyslíku, která před 30 miliony let přesáhla 300 %, klesla před 12 miliony let na přibližně 250 %.

Jakmile bylo tajemství oxidace ligninu pochopeno, houbové spory a bakterie začaly pomocí kyslíku rozkládat veškeré mrtvé dřevo, které ještě nebylo zkamenělé, a tak hladina kyslíku v atmosféře začala rychle klesat. Proces rozkladu čerpá kyslík z atmosféry a váže se s uhlovodíky, přičemž se uvolňuje oxid uhličitý (CO₂) a vodu (H₂Ó). Tehdy podle vědců zemřelo 95 % živých tvorů na Zemi.

URS SCHWEITZER/IMAGNO/GETTY IMAGES

Dinosauři byli zvířata narozená v tak drsných podmínkách na naší planetě v té době. Evoluce se o obry postarala tím, že pro ně vynalezla složitý plicní systém se vstupním a výstupním bodem pro proudění vzduchu, s dutými kostmi a vzduchovými vaky pro dočasné uložení vzduchu bohatého na kyslík.

Andrew Bret Wallis/The Image Bank/Getty Images

Dinosauři s výkonnými plícemi byli schopni žít v omezeném množství kyslíku. Když se koncentrace kyslíku zvýšila na 20 %, což se stalo během desítek milionů let, byly v té době velmi velké díky plicím, které mohly dodávat kyslík do každé části jejich masivních těl.

A pak se z dinosaurů vyvinuli ptáci, kteří tento superúčinný plicní systém dokázali velmi dobře využít. To je důvod, proč se dinosauři tak zvětšili a proč husy s houževnatou hlavou mohou létat nad Himalájemi, i když je hladina kyslíku nízká.

Na světě existuje mnoho druhů ptáků, kteří mají různé vlastnosti a adaptace. Jednou z nejběžnějších je schopnost ptáka létat ve velmi vysokých nadmořských výškách.

Níže je uveden seznam deseti nejvýše létajících ptáků na světě.

Čáp bílý je druh velkého brodivého ptáka, člen čeledi čápů. Plemena v Evropě, severní Africe, na Středním východě a ve střední Asii. Sezónně migruje do subsaharské Afriky, západní Indie a méně často do jižní části Arabského poloostrova. Jejich délka těla od špičky zobáku ke špičce ocasu je 100–115 cm, rozpětí křídel je 155–215 cm a jejich hmotnost je 2,3–4,5 kg. Živí se převážně hmyzem, rybami, plazy, drobnými savci a drobným ptactvem.

Čápi se přes den stěhují do zimovišť. Létají ve vysokých nadmořských výškách (až 3300 m), často stoupají. K tomu volí aerodynamicky nejvýhodnější trasy. Čápi se vyhýbají létání nad mořem.

Kachna divoká je pták, který obývá většinu severní polokoule s výjimkou chladnějších oblastí Severní Ameriky a jižní východní Asie. Jedná se pravděpodobně o nejběžnější druh kachny na světě. Má délku 50–65 cm, rozpětí křídel 81–98 cm a hmotnost 0,75–1,5 kg. Jsou obecně všežraví, ale živí se převážně rostlinami, obvykle vodními.

Létá velmi dobře v horizontálním letu může dosáhnout rychlosti až 90 km/h. a dosáhnout nadmořské výšky 6400 metrů.

Kmotřík je stěhovavý pták, který hnízdí na arktickém pobřeží a v tundře Starého světa. Zimy na pobřeží mírných a tropických moří. Jejich tělesná hmotnost je 190–310 g, délka 33–42 cm, rozpětí křídel 61–68 cm Živí se převážně hmyzem a korýši.

Při migraci je tento pták schopen létat bez zastavení, aby se nasytil na vzdálenost 11 500 km z Aleutských ostrovů na Nový Zéland ve výšce 7 tisíc m nad mořem.

Kondor andský je velký pták, který obývá pohoří And, od Venezuely na severu až po mys Horn na jihu. Dosahuje délky až 1 metru, váží 10 až 15 kg, rozpětí křídel – 310–330 cm Živí se převážně mršinami a vejci. Kondoři žijí ve vysokých nadmořských výškách, obvykle mezi 3000 a 5000 m. Běžnější jsou jižně od Peru a Patagonie.

Zajímavostí tohoto ptáka je, že je jedním z nejvýše létajících ptáků na Zemi. Je zcela normální, že se kondor vznáší ve výškách až 7000 XNUMX m.

Orlosup bradatý je jedním z nejnebezpečnějších dravců na světě, rozšířený v jižní Evropě, východní a jižní Africe a střední Asii. Jejich délka těla je 94–125 cm, hmotnost 4500–7100 g, rozpětí křídel 231–283 cm. Živí se převážně mršinami, především kostní dření, k jejichž získávání házejí kosti z výšky na kameny a skály.

Zřídka se usazují v nadmořských výškách pod 1000 m, obvykle se vyskytují na skalách a otevřených prostranstvích v blízkosti hor v nadmořské výšce 500–4000 m. Jednotliví jedinci byli pozorováni v nadmořské výšce 7300 m.

Chough alpský je pták pocházející z vysočiny jižní Evropy a pohoří Atlas v severní Africe, který se vyskytuje také ve střední Asii a Indii. Živí se převážně bezobratlými. Jejich délka těla je 37–40 cm, hmotnost 200–300 g, rozpětí křídel – 75–80 cm se vyznačuje velmi rychlým a obratným letem, většinu života tráví v hejnech stovek nebo více ptáků.

Hnízdí ve vysokých nadmořských výškách v těžko dostupných skalních štěrbinách. V roce 1924 doprovázelo malé hejno kavek skupinu britských horolezců ve výšce 8200 m nad mořem při výstupu na Everest.

Labuť velká je vodní ptactvo široce rozšířené v Asii a Evropě. Žijí na velkých jezerech s rákosovými pásy, bažinami, rybníky a mořským pobřežím v arktické tundře. Váží od 5 do 12 kg. Jejich délka těla je 150 cm, rozpětí křídel je asi 200 cm, pták dobře plave, ale nepotápí se. Živí se vodními rostlinami a jejich semeny.

Většinu času tráví plaváním. Během migrace může létat ve výškách až 8 200 metrů.

Jeřáb obecný je druh velkého stěhovavého ptáka pocházejícího z Evropy a severní Asie. Zimuje ve velkých hejnech v severní Africe, na Středním východě, v Indii a Číně. Jejich délka těla je 110–140 cm Váží 5–6 kg. Rozpětí křídel – 240 cm. Celkový počet jeřábů popelavých na světě je přibližně 600 000 jedinců (odhad z roku 2014).

Během migrace lze spatřit hejna až 400 ptáků létajících společně. Během takových letů byly pozorovány jeřáby šedé, jak létají ve výškách až 10 000 m.

Husa bělohlavá je druh velkého ptáka, který žije v blízkosti horských jezer ve střední Asii a zimuje především na Tibetské náhorní plošině a v Indii. Délka jejich těla je 68–82 cm; váha 2000–3000 g, rozpětí křídel 140–160 cm Živí se trávou rostoucí kolem jezer a řek, kde hnízdí. Schopný létat ve velkých výškách. Při přeletu ze střední Asie nad Himálaje byl zaznamenán případ husy horské ve výšce 10 175 m.

Sup africký je dravý pták nalezený v oblasti Sahelu ve střední Africe. Jedná se o velké supy, dorůstající délky od 85 do 103 cm. Mají rozpětí křídel 2,26 až 2,6 metru a váží od 6,4 do 9 kg. Hnízdí ve skupinách na skalách a stráních, obvykle 10–1000 hnízd. Živí se mršinami.

Je známo, že sup africký, považovaný za nejvýše létajícího ptáka na světě, se 29. listopadu 1973 ve výšce 11 300 m srazil s motorem letadla letícího nad Abidjanem.