Колибри способны зависать перед цветком и за доли секунды доставать из него сладкий нектар. Долгое время считалось, что жидкость поднимается по языку птицы примерно так же, как вода по очень тонкой трубке. Однако съёмка на высокой скорости показала гораздо более необычный способ питания.
Язык колибри не похож на человеческий. На его конце находятся две продольные бороздки с гибкими стенками, которые могут менять форму. Именно эта подвижность помогает птице быстро собирать жидкость, не тратя время на медленное капиллярное поднятие нектара.
Когда колибри выдвигает язык из клюва, его бороздки оказываются сжатыми. Стенки временно сплющиваются и сохраняют упругую энергию. При соприкосновении с нектаром они начинают расправляться, втягивая жидкость в образующееся пространство.
Такой механизм исследователи называют эластичным микронасосом. Для заполнения бороздок не требуется всасывание по принципу питьевой соломинки. Движение жидкости возникает благодаря изменению формы самого языка и упругости его стенок.
В 2015 году группа учёных из Университета Коннектикута опубликовала результаты наблюдений в журнале Proceedings of the Royal Society B. С помощью скоростных камер специалисты изучали питание представителей 18 видов колибри. Полученные кадры позволили проследить, как именно бороздки заполняются нектаром.
Исследователи сравнили скорость такого заполнения с капиллярным механизмом, который раньше считался главным объяснением. Выяснилось, что расправление стенок способно обеспечивать поступление нектара значительно быстрее. Поэтому привычная аналогия с двумя неподвижными трубочками не описывает работу языка колибри.
Кончик языка также может менять форму при погружении в жидкость. Ещё в исследовании 2011 года биологи показали, что он способен захватывать нектар как гибкая ловушка. Позднейшие наблюдения дополнили эту картину механизмом быстрого заполнения продольных бороздок.
Колибри приходится питаться часто, поскольку полёт с зависанием требует больших затрат энергии. Быстрое извлечение нектара позволяет сократить время у одного цветка и перейти к следующему. При этом птицы питаются не только сладкой жидкостью, но и мелкими членистоногими, получая из них другие необходимые вещества.
Особенность микронасоса заключается в том, что его работа опирается на свойства мягких тканей. Сжатые стенки стремятся вернуть прежнюю форму, а окружающая жидкость заполняет освободившееся пространство. Для такого процесса не нужен отдельный мышечный насос на кончике языка.
После захвата нектара птица должна переместить его дальше внутрь клюва и проглотить. Это отдельный этап питания, который нельзя смешивать с первоначальным заполнением бороздок. Именно различие между двумя этапами помогло учёным уточнить прежние представления о механике кормления.
Наблюдения за колибри важны и для понимания эволюции цветковых растений. Форма цветков, глубина расположения нектара и строение языка птиц влияют на то, насколько удобно происходит кормление. Но эффективность такого взаимодействия зависит от конкретного вида растения и опылителя.
История с языком колибри показывает, как новые методы съёмки меняют даже хорошо известные объяснения природных явлений. То, что раньше казалось простым капиллярным эффектом, оказалось работой гибкого биологического механизма. Маленькая птица использует свойства материалов, которые инженеры изучают при создании миниатюрных устройств.