Une fée à couronne violette plane au niveau de la mangeoire tandis que les forces verticales instantanées sont mesurées. Crédit :Lentink Lab, Université de Stanford
Chaque lever de soleil à Las Cruces, Costa Rica, L'équipe de terrain de River Ingersoll a parcouru la jungle pour mettre la touche finale à des filets presque invisibles. Un étudiant diplômé du laboratoire de David Lentink, professeur adjoint de génie mécanique à l'Université de Stanford, Ingersoll avait besoin de ces filets délicats pour attraper, étudiez et relâchez les colibris et les chauves-souris abondants de la région, les deux seuls vertébrés capables de planer sur place.
"Nous sommes vraiment intéressés par l'évolution du vol stationnaire, " a déclaré Ingersoll. " Les chauves-souris de nectar boivent des fleurs comme le font les colibris, nous voulons donc voir s'il y a des similitudes ou des différences entre ces deux taxons différents."
Les filets d'Ingersoll ont fonctionné, et il a fini par examiner plus de 100 colibris et chauves-souris, couvrant 17 espèces de colibris et trois espèces de chauves-souris, au cours de son étude sur le terrain, dont le groupe a publié les résultats dans Avancées scientifiques .
Grâce à une combinaison de séquences de caméras à grande vitesse et de mesures de force aérodynamique, lui et ses collègues chercheurs ont découvert que les colibris et les chauves-souris planent de manières très différentes. Pourtant, ils ont également constaté que le vol stationnaire des chauves-souris nectarifères partage certaines similitudes avec le vol stationnaire des colibris, ce que les chauves-souris frugivores ne partagent pas. Cela suggère qu'ils ont développé une méthode différente pour planer par rapport aux autres chauves-souris afin de boire du nectar.
En plus d'en apprendre davantage sur les chauves-souris et les colibris, Lentink et d'autres peuvent appliquer ce qu'ils ont appris à des problèmes d'ingénierie, comme la conception de robots volants. Les ingénieurs ont déjà créé des robots inspirés des colibris et des chauves-souris, mais ne savent pas lequel des homologues naturels de ces robots plane le plus efficacement.
Regarder chaque plume
Il est simple d'imaginer comment un animal volant se soutient en battant des ailes vers le bas, mais afin d'éviter des sauts exagérés de haut en bas, les animaux en vol stationnaire doivent également maintenir ce support tout en battant vers le haut. Les colibris et les chauves-souris accomplissent cet exploit en tordant leurs ailes vers l'arrière lors de la course ascendante, poussant continuellement l'air vers le bas pour les maintenir constamment en l'air.
« Si vous regardez parmi les vertébrés, il y en a deux qui peuvent planer de manière soutenue, " dit Lentink. " Ce sont des colibris et des chauves-souris nectarifères. Et vous trouverez les deux dans les néotropiques, comme le Costa Rica."
Pour étudier ces matières, Ingersoll a collaboré avec un projet de baguage d'oiseaux de longue date dirigé par des écologistes de Stanford à Las Cruces. Emprunter des oiseaux et des chauves-souris à leur projet, il a placé chaque animal dans une chambre de vol équipée de capteurs de force aérodynamique en haut et en bas de la chambre, un équipement développé par le laboratoire de Lentink pour mesurer des changements extrêmement faibles de la force verticale à 10, 000 fois par seconde. Ces plaques sont si sensibles qu'elles captent les forces verticales produites par chaque torsion et chaque battement de colibris pesant à peine 2,4 grammes.
Un Garden Emerald plane au niveau de la mangeoire tandis que les forces verticales instantanées sont mesurées. Crédit :Lentink Lab, Université de Stanford
En synchronisant ces mesures de force avec plusieurs caméras haute vitesse enregistrant à 2, 000 images par seconde, les chercheurs ont pu isoler n'importe quel moment des vols de leurs sujets pour voir comment la portance qu'ils généraient était liée à la forme de leurs ailes.
"Je m'asseyais et attendais que le colibri se nourrisse de la fleur. Une fois qu'il se nourrissait, Je déclenchais les caméras et les mesures de force et nous obtenions quatre secondes d'images du colibri battant la fleur, " a déclaré Ingersoll.
Après leur court passage dans la chambre de vol, Ingersoll a ramené les oiseaux et les chauves-souris là où ils avaient été capturés et les a relâchés. L'ensemble du processus a duré entre une et trois heures.
