Ornitologio
Ornitologio aŭ birdoscienco estas la fako de zoologio kiu temas pri birdoj. Persono kiu studas ornitologion estas ornitologo aŭ birdisto.
Historio kaj teknikoj
redakti
La historio de la leterkolomba poŝto retroetendiĝas tra pluraj miloj da jaroj. Tiu elteneme fluganta birdeto, havanta mirindan orientad-kapablon, facile retrovas sian lokon eĉ el grandaj distancoj. Laŭ pruvaĵoj de arkeologiaj malkovroj la kolombo estis sukcese uzita por heroldaj servoj jam en la jaroj 3000-4000 antaŭ nia epoko, en Ĉinio, Egiptio, Mezopotamio. Eĉ en la 19-a jarcento kaj ĝis la unua duono de la 20-a jarcento estis signifa tiu rapideco, kiun havis la leterkolomba sistemo al la tradicia poŝto. Ekzemple, la londona borso povis - danke al la kolombopoŝto - ĝustatempe informiĝi pri la malvenko de Napoleono ĉe Waterloo, tiel ĝi povis komenci granddimensian financan manipuladon. Bedaŭrinde, tiun ĉi paceman birdon oni priuzis en militoj por perado de sciigoj ekde la pratempoj preskaŭ ĝis niaj tagoj. En la Unua Mondmilito la germana militgvidantaro provis utiligi la leterkolombojn krom por heroldado ankaŭ por rekognoskaj celoj. Sur la bruston de speciale trejnitaj kolomboj oni muntis malpez-metalajn fotokameraojn kun konvena fokusdistanco kaj garnitajn per aŭtomata funkciigilo. En alto de 200–300 m ili enflugis 30–40 km-ojn malantaŭ la malamikajn frontojn, kie la aŭtomate funkciigitaj fotoaparatoj faris registraĵojn en vera "birdoperspektivo" pri la malamikaj tranĉeoj, operacoj, k.a. Leterkolombojn cetere uzis la batalantaj armeoj ankaŭ en la Dua Mondmilito kaj la Korea Milito.
Kiel sin orientas en aero la leterkolomboj kaj la migrantaj birdoj? Kia interna "kompaso" direktas ilin dum ilia plurmil-kilometra migrovojo? El kio ili gajnas kaj kiel ili racie eluzas la energion? Ankaŭ homoj de la antikva tempo kaj la mezepoko rimarkis la propraĵojn por eltenema flugado kaj bonega orientiĝo de iuj birdoj, sed manke de konvenaj teknikaj instrumentoj kaj ornitologia sciaro oni ne povis respondi la demandojn rilatantajn al la ornitofaŭno opiniita mistera. (Ornitologio = parto de zoologio, resumanta la konojn pri la birdoj.) La moderna ornitologio pli bone proksimiĝis al la malkovro de la ornitofaŭnaj sekretoj, parte per la modernaj teknikaj instalaĵoj.
La migrobirdoj traflugas distancojn de plurmil kilometroj jare. Signifa etapo de ilia vojo situas super la senlimaj oceanoj, tiel ili ne povas sin orienti pere de surteraj objektoj, montoj, riveroj. Laŭ taksado de ornitologoj en jaro 600 milionoj da birdoj transflugas el Eŭropo en Afrikon, por tie travintri. En tago ili flugadas meznombre 6-8 horojn. Ilia flugrapido varias ankaŭ laŭ iliaj speci-rilatoj. Fluge la fringo atingas la rapidon 35 km/h, la arĝentmevo la 48 km/h, la fuliko la 60 km/h, la anasedoj la 90–120 km/h. La flugrapido de la leterkolombo varias inter 60 kaj 140 km/h depende de la veterkondiĉoj kaj la distanco. La apuso kalkuliĝas kiel rekordulo, ĉar ĝi kapablas traflugi tage 560–1000 km-ojn kun la mezrapido 240 km/h. Tiu ĉi birdo flugas en la alto 1900 m, la cikonioj en la alto 2500 m, kaj iuj anseroj flugas en la alto 6000 m.
Radaro kiel ornitologia esplorilo
redaktiJam en la Dua Mondmilito oni spertis, ke la radarondoj reagas pri la migrantaj birdogrupoj kaj eĉ pri solaj flugantaj birdoj kun plipeza korpo. La "birdobildoj" sur la radarekranoj erarigis kaj bedaŭrinde eĉ nun erarigas manipulistojn de la instalaĵoj. La flugadon de la birdoj oni povas akompani per radaro, tiel helpe de ĝi tutaj populacioj estas mezureblaj. Kelke da radaroj kun granda povumo kapablas sensi solan grandkorpan birdon el distanco de 100 km. La radaro multe helpis dum la pasintaj 30 jaroj al la ornitologoj konstati ne nur la lokiĝon sed ankaŭ la rapidon de la birdoj. La angla elektroinĝeniero O. Dunning konstruis tian radaron, kiu funkcias per elektromagnetaj ondoj de frekvenco 9,6 GHz. Per la reflektiĝo de la radarondoj oni povas konstati la pasrapidon de la fluganta birdo. Por la rapidmezurado oni aplikis ankaŭ la Doppler-efekton konstatantan la ir-rapidon de motorveturiloj. La radarekrano multe malkovras por la ornitologoj, la migrantajn birdogrupojn, kaj eĉ tion, se ili devas direktoŝanĝi pro tempesto. La sekvado de migrantaj birdoj povas okazi tiel, ke oni alfiksas miniaturan radioaparaton sur birdokorpon. La aparato dumfluge elsendas radiosignalojn. Tiujn signalojn kolektas riceviloj lokitaj sur kontinento aŭ ŝipoj, aŭ satelitoj. Tiel oni povas spursekvi la migrantajn birdojn kaj konstati la vojlongon traflugitan en tago.
Tiuj ĉi modernaj teknikaj rimedoj elpuŝis la kutiman birdoringadon. La ringoj povas esti el diversaj materialoj: antaŭ jardekoj oni fabrikis ilin el zinka aŭ aluminia lameno, kiujn oni fiksis kiel braceleton sur la tarson de la birdo. Sur la ringoj troviĝas la nomo de la stacio kaj la vicmontra numero de la birdo. Laŭ indikoj - se la birdo estis ie kaptita, eble pafita - oni povas konstati la lokon, daton de la ringado kaj pere de tiuj la distancon traflugitan de la birdo.
La kompaso de la birdoj
redaktiIuj el la plej ekscitaj esplorkampoj de la ornitologio estas, kiel sin orientas la birdo dum mallongaj, kaj speciale dum longaj migrovojoj? Dum la ĵusaj jardekoj oni plenumis eksperimentojn ne nur per leterkolomboj. La germana ornitologo Kramer sukcesis pruvi, ke la sturno sin orientas laŭ la pozicioj de la Suno. En la flug-eksperimentejon li metis sturnon. En la interno de la flugejo li lokis spegulojn. Kramer spertis, ke la sturno ĉiam flugas direkte al la Suno, pliĝuste ĝi tenas sian flugdirekton laŭ la sunirado. Vane klopodis Kramer erarigi la sturnon per speguloj, la birdo ĉiufoje kapablis konstati la ĝustan, do la veran sunpozicion. Laŭ Kramer, la sturno scias korekti la direkton laŭ la sunirado konvene al la sezonoj. Multaj sciencistoj eksperimentis rilate al la nokta orientiĝo de la birdoj. Oni metis hortulanon en planetarion. Sur la plafonon de la planetario oni projekciis la aŭtunajn konstelaciojn, kaj oni spertis, ke la hortulanoj bonege sin orientas laŭ la steloj. Sed tiuj du eksperimento-specoj ne klarigas al ni, kiel la birdo sin orientas en nuboplena vetero?
La leterkolombo nome eĉ en malhela vetero precize atingas la celon, kaj ankaŭ la migrobirdoj ne perdas sian orientad-kapablon en nuboplena vetero. Okaze de eksperimento sur la okulojn de iu leterkolombo oni fiksis nepoluritajn kontaktolensojn, kaj la kolombo eĉ tiel trafis la celon. Dum la pasintaj jardekoj oni plivastigis la eksperimentojn pri la orientiĝo de la birdoj ankaŭ por aliaj birdospecioj. De post nelonge la sciencistoj opinias, ke la migrantaj birdoj sin orientas kaj tenas la flugdirekton laŭ la termagneto. Tiun opinion subtenas ankaŭ eksperimentoj faritaj per ruĝgorĝuloj. Kiam oni flugigis la ruĝgorĝulon en magneta kampo estigita en ŝtalkamero oni spertis, ke ili flugas en la direkto de la fortlinioj. Se la direkton de la fortlinioj oni ŝanĝis per 180°, la eksperimentataj birdoj daŭrigis sian flugadon kontraŭdirekte (returne). La orientiĝon laŭ la magnetaj fortlinioj subtenis ankaŭ leterkolombaj eksperimentoj. Plurfoje oni sukcesis devojigi ĝin de ĝia flugdirekto per miniatura elektromagneto fiksita sur ĝia korpo. La sensivon de kolomboj pri magnetaj fortlinioj oni provis priuzi ankaŭ el praktika vidpunkto en Parizo, en aŭtuno de la jaro 1981. Nombro da grandurboj de la mondo, kiel ankaŭ Parizo, ekde jardekoj penadas kontraŭ kolombogrupoj. La kolomboj okupas iujn placojn, konstruaĵojn kaj per siaj ekskrementoj poluadas la ĉirkaŭon, ili disvastigas patogenajn faktorojn. En Parizo, helpe de mekanikaj kaj kemiaj kaptiloj ĝis nun aplikitaj oni ne sukcesis teni sur malalta nivelo la nombron de la kolomboj, pro tio fakuloj nun ellaboris novan metodon por la forpelado de la kolomboj. Sur la tegmento de la urbodomo kaj ses foirhaloj oni establis magnetajn zonojn, do per elektromagnetaj ondoj oni perturbas la naturdonitan kompason de la birdoj, tiel provante misorienti, forteni ilin de iliaj kutimaj restadejoj. Ĝis la nunaj tagoj pri malmulte da birdospecioj oni eksperimentis rilate al la orientiĝo laŭ magnetaj fortlinioj. Sed la eksperimentoj per ruĝgorĝuloj kaj leterkolomboj finiĝis kun pozitivaj rezultoj. James Gould, kunlaboranto de la Universitato de Princeton (Usono), plurfoje spertis, ke la leterkolombo sian flugdirekton korektas laŭ la magnetaj fortlinioj mezurataj ekde la nordo-direkto. Estas tre interese, ke la leterkolombo kapablas korekti eĉ lokajn termagnetajn deviojn, kaj fine el granda distanco ĝi trafas la celon kun dekliniĝo de nur 2–5 km, en tiaj teritorioj en kiuj troviĝas signifaj magnetaj devioj. Post la eksperimentoj de Gould, la esploristoj opiniis cetere, ke en la organismo de la leterkolombo funkcias tiaspeca organo, kiu rolas kiel interna kompaso. Walcott, Presti kaj Pettigrew, usonaj biologoj, provis pruvi sian hipotezon per supersensiva detektilo. Per la detektilo nomata SQUID (angle Super Conducting Quantum Interference Device --- Superkondukta Kvantuminterferenca Aparato) oni povas demonstri eksterordinare malfortan magnetokampon. La du esploristoj ekzamenis per tiu ĉi detektilo leterkolombon ultrafridigitan je −196 °C, kaj ili spertis, ke la aparato mezuris magnetokampon ĉe certa punkto de la kolomba cerbo. Sekve ili pretigis tranĉaĵojn el la kolomba cerbo, kaj ekzamenis ilin per elektronmikroskopo. Inter la nervohistoj ili trovis oblongajn partetojn asociigantajn pri mikromagnetoj. Poste per iksradiaj difrakto-esploroj ili provis kvalifiki la konsiston de la oblongaj partetoj. Surprizite ili observis, ke temas pri materialoj magnetitriĉaj, kiuj entenas eĉ feron, krome en malpli alta proporcio nikelon, kupron kaj zinkon. La magnetito (feroksida mineralo) estas forte magnetiĝinta mineralo, kio signas la direkton de la kampoforto en la termagneta kampo. La kolombo do kunportas en sia kapo naturdotitan kompason, tiel ĝi kapablas teni sian flugdirekton. Sed nekonata estas tiu interna procezo, kio funkciigas, ligite al nervofadenoj, la internan kompason.
Magnetaj devioj
redakti
La termagneto: la magneta kampo elformiĝinta ĉirkaŭ la Tero. La kampo kaj intenso de la termagneto varias en tempo. La termagnetecon influas la ŝtonformacioj, kies magnetigebleco interdiferencas. La lokajn malnormalaĵojn de la magneta kampo oni nomas magneta devio. Danke al la intensaj mezurado de satelitoj, oni povas nun jam sin apogi sur sufiĉe precizaj mapoj pri termagnetaj devioj. La indikojn kaj deviojn de la termagneteco en la kosmo mezuris unuafoje la satelito Sputnik-3, en la jaro 1958. Inter la jaroj 1965 kaj 1971 vastan mezurserion plenumis la usona POGO (angle Polar Orbiting Geophysical Observatories- Polusorbitaj Geofizikaj Observatorioj) - poste ĝin sekvis la MAGSAT. Tiun ĉi sateliton oni enorbitigis la 31-an de oktobro 1979, helpe de la raketo Scout. La satelito plenumis mezuri ĝis la 11-a de junio 1980, tiam ĝi forbruliĝis en la malaltaj aertavoloj. La rezultojn de la mezurado jam plejparte prilaboris la geofizikistoj. Baze de la satelita mezurado pli ol dujardeka ni scias, ke la magneta kampo ĉirkaŭ la Tero elmontras signifajn deviojn. La intenso de la magneta kampo ĉe la polusoj estas 50.000 nT, dum en la linio de la ekvatoro 30.000 nT (T = teslo, unito de la magneta indukto). Ĉe altnombraj punktoj de la Tero montriĝas tre gravaj devioj, tiel estis mezurataj eĉ 5-10-onoj de la supre diritaj du valoroj. Signifajn magneto-deviojn registris la satelitaj magnetometroj ĉe iuj regionoj de Usono kaj Meksiko, ĉe landpartoj de Hindujo kaj Aŭstralio, ĉe la ĉefurbo de Centrafriko, ĉirkaŭ Bangvio. La malnormalaĵojn oni geografie precize elmontris, sed iliajn kaŭzojn oni ne sukcesis ĝis nun klarigi. La magnetaj ŝtormoj kaj anomalioj perturbas la homojn egale en la trafikoj aera kaj surmara, kaj en la radiofonio. Kio koncernas la navigadon de la birdoj, estas konsterne, ke la leterkolombo kapablas korekti longdistance la lokajn anomaliojn. Verŝajne ankaŭ al la migrobirdoj la naturo donacis internan kompason. Sed tiuj biologiaj kompasoj estas pli perfektaj ol la navigaj aparatoj konstruitaj de la homo.
Birdoj en la ventotunelo
redakti
Neniu surtera besto krom marojn transflugantaj migrobirdoj kapablas seninterrompe trapasi distancon de 1000–1500 km. El kio ili ĉerpas la energion por fari la longan kaj danĝeran vojaĝon? La plej malgranda reprezentanto de la ornitofaŭno estas la kolibro. Tiu eteta birdo kapablas je nekredeblaj povumoj, ekzemple ĝi scias retroflugi, kaj plenumas tiajn transkapiĝojn, flugfigurojn en aero, kiujn povus envii eĉ aerobatikaj pilotoj. Iu kolibro-specio, la Art archilochus, nestadas ĉe la orientaj bordregionoj de Usono, sed travintras en Mez-Ameriko. Tiu birdeto entute nur kun 4 g da maso, kaj 3 cm da longo, trapasas 800 km da vojo super la maro sen surteriĝo. Ĝiaj flugiloj estas liliputaj, ĝi ne kapablas glisi, ĝi ne havas ripozejon. Ĝia povumo estas miriga: ĝi plenumas 50 flugilmovojn en sekundo, do dum la 18-hora flugvojaĝo pli ol 3 milionojn! Antaŭ ol ekiri sur sia migrovojo la birdoj ĝisplene "ŝargas" sin per nutraĵoj. Per tiu "brulmaterialalpreno" ilia grastavolo foj-foje unu kaj duonoble plidikiĝas ol kutime. La forbruligo de tiu grasmaso certigas la funkciadon de ilia muskolaro. La kemian energion de la graso la organismo de la birdo konvertas en mekanikan energion. La brulaĵo de la dirita kolibro estas entute nur 2 g, tiom devas sufiĉi por la vojaĝo de 800 km. Se la birdeton super la maro subite atakas kontraŭvento, ĝi antaŭtempe forkonsumas sian energion kaj kraŝas en la maron. La povumon de birdoj la ornitologoj mezuras kompreneble ne en W, sed ili provas esprimi la mezan efikecon de la birdo-muskolaro. Baze de eksperimentaj mezuroj faritaj en ventotunelo tiun valoron oni ricevas esplorante la flug-povumon de la birdoj en rilato kun la forkonsumita energikvanto. Se la efikeco de la birdmuskolaro estas 0,23, tio signifas, ke 23 % de ĝia kemia energio fariĝas utiligita dumfluge. Do ĝi tiom uzas por superforti la aerreziston kaj por antaŭeniri. Ĝiaj restaj 77 % el vidpunkto energetika ne utiliĝas, tion la birdo foruzas en formo de varmo. Jes, sed tiu ĉi maniero de la varmo-disipo estas ne flanka vidpunkto, ĉar se tiu procezo disvolviĝus subite, la sangcirkulado ĉesus. Laŭ saĝa leĝo de naturo la superflua varmokvanto foriĝas tra la pulmo de la birdo, kaj ĝia parto forvaporas de la haŭtsurfaco. La birdo per la hirtigo de la plumaro malbaras la vojon al la vaporado. Vance Tucker, usona profesoro, mezuris la povumon de birdoj en ventotunelo. La ventotunelo estas unu el la gravaj aparatoj de la aerodinamikaj eksperimentoj, en kies mezurspaco etmodelojn, aŭ prototipojn de 1 : 1 de aviadiloj, raketoj, kamionoj k.a. oni ekzamenas per ventoliloj. En la mezurspaco oni filmas, respektive mezuras per diversaj instrumentoj la konduton de la modeloj, en diversintensaj aerfluoj. Por biologiaj eksperimentoj la ventotunelo ĝis nun ne estis ofte aplikata. Tucker devis solvi antaŭ la eksperimentoj dresotaskojn pretendantajn persistan trankvilon, poste li sukcese atingis, ke la birdoj alkutimiĝu al la specialaj kondiĉoj de la ventotunelo. Pluan tempon li bezonis por tio, ke la birdoj vivu sian ĉiutagan vivon kun folio-kapoto sur sia kapo. Sed post monatoj fine li sukcesis en tio, ke la ekzamenataj birdoj (falkoj, mevoj, papagoj k.a.) obeu lian volon flugonte foje eĉ tagduonon en la ventotunelo. En la ventotunelo la birdoj flugadis same kiel en la naturo, sed ili ne antaŭeniris, ĉar la artefaritan aerreziston ili ne sukcesis superforti. Do ili flugadis samloke. El sub la folio-kapoto metita sur la kapon de la birdoj maldika plastotubo kondukis al la analiza aparato, kiu kontinue registris la kvantojn de la enspirata oksigeno kaj elspirata karbondioksido. En la ventotunelo de Tucker, sub kondiĉoj kiam ĝi flugis horizontale, ekzemple la papago "pasis" kun rapido 35 km/h. Ĉe tiu ĉi rapido ĝia oksigenkonsumo estis la minimuma. Se oni malaltigis la ventotunelon, la birdo flugis suben, ĝia oksigenkonsumo malpliiĝis. Kiam oni plialtigis la ventotunelon, ankaŭ ĝia oksigenkonsumo plimultiĝis. Dum flugo la birdo foruzis 12,8-oblon de la energio foruzita ĉe senmova situo. Ĉe la dirita rapido 35 km/h dum horizontala flugado la organismo de la birdo forbruligis 0,39 g da graso en horo. Tiu maso signifis 1,1 % de ĝia korpomaso.
Bildaro
redakti-
Fregata magnificens. -
"Étude de tête d'oiseau" (1867, pentraĵo de William Bouguereau - (19-a jarcento). -
Bildo de la 19-a jarcento de Plinio la Maljuna. -
Bildo de ornotologia libro de franco Pierre Barrère, 1745.
