Proč ptáci létají ve formaci V (Právo)

Když letí hejno vlaštovek nebo špačků, neřídí se žádným pravidlem. Pohled na migrující skupinu labutí je ale fascinující - s větším, či menším úspěchem drží formaci ve tvaru písmene V. Není to jen kvůli "přehledu". Záhadu smyslu tažných ptáků pro let ve "véčku" odhalil britskorakouský vědecký tým.
"Vé formace působí velmi esteticky," svěřil se profesor biomechaniky na Oxfordu Adrian Thomas. "Obdivujeme ji od nepaměti, aniž bychom chápali, proč ji ptáci volí. Teď už to snad můžeme vysvětlit," řekl ke studii, publikované v magazínu Nature.
Začátek objevu je asi tři sta let v minulosti. Začátkem 18. století totiž z jihu Evropy zmizeli poslední skalní ibisové (Geronticus eremita). Černí, volavkám a pelikánům příbuzní ptáci s lysým obličejem se pod tlakem sílícího lovu, ztrátě přirozeného biotopu a citlivosti na pesticidy stáhli nejprve na sever Afriky a nyní už přežívají pouhé stovky jedinců na okraji Sahary na jihu Maroka. Mezinárodní unie na ochranu přírody je řadí mezi kriticky ohrožené druhy.

Data sbíral ultralight
Před několika lety se ekologové a ornitologové v Rakousku spojili, aby se pokusili ibisy reintrodukovat na starý kontinent. V rámci projektu Waldarappteam začali tyto velké ptáky uměle odchovávat. Mladé ptáky při tom "vodí" přírodovědci na ultralightech.
Ultralehkého letadla v čele ptačího hejna využili Britové z Královské veterinární univerzity ke sběru dat z čidel, umístěných na tělech jednotlivých ibisů. Vysílačky musely být lehké, takže přijímač na ultralightu mohl přijímat i jejich slabý signál. Pilot také mohl hejno zblízka natáčet, aby získané údaje šly "spárovat" s videozáznamem. Vědci tak získali srovnatelné údaje o srdečním tepu, rytmu křídel, dechové frekvenci, orientaci těla, rychlosti a pozici každého ptáka v hejnu.
Už dřívější experimenty s pelikány odhalily, že hlavní předností skupinového letu ve formaci je úspora energie - ukázalo se to na poklesu srdeční frekvence.

Cílevědomé střídání
Prvním výsledkem experimentů s ibisy bylo zjištění, že ptáci v hejnu často mění svou pozici vůči ostatním a střídají rytmus mávání křídly. Jako důvod se nabízelo získání aerodynamické výhody.
"Očividně si silně uvědomují vlastní postavení vůči ostatním členům hejna a snaží se sami zaujmout nejvýhodnější pozici, tedy ve vzestupné mase vzduchu za ptákem, letícím vpředu," napsal nimi, kam směřují takto vznikající vzestupné proudy a jak jich maximálně využít změnou vlastní pozice. V senzorickém smyslu je to šéf výzkumu Steven Portugal. Tento vzestupný závan je důsledkem pohybu ptáka vpřed. Ať plachtí, nebo mává křídly, tlačí vzduch pod sebe.

Držet vztlak!
"Klesající závan je pro ostatní členy hejna nepříznivý, protože je stahuje dolů," dodal Portugal. Vzduch klouzající po vnější straně křídel vytváří na jejich špičce závan, směřující vzhůru. "Pro ptáka, letícího v určité pozici v tandemu, to může představovat okamžik bezpracného svezení. Ideální pozicí pro každého člena hejna tedy je místo v tomto vzestupném závanu, za špičkou křídla vpředu letícího druha," vysvětlil.
Dalším překvapivým výsledkem experimentu bylo zjištění, že ptáci se snaží načasovat údery vlastních křídel tak, aby zachytily co nejvíc ze vzestupných vzduchových rázů ptáka, letícího před nimi. "Každý se snaží držet konce vlastních křídel ve vzestupných závanech ostatních," shrnul hlavní autor studie.
"Je to ohromující, co tihle ptáci dokážou. Vnímají, co dělá pták před až neuvěřitelné."

Zákony aerodynamiky
Ptáci při letu drží křídla v mírném úhlu, který odklání vzduch směrem dolů. Vzduch tak proudí po horní straně křídla rychleji než pod ním, což způsobuje, že nad křídlem vzniká podtlak, zatímco pod ním tlak vzduchu stoupá. Rozdíl mezi oběma tlaky představuje sílu, označovanou jako vztlak.
Mávání křídel dodává ptáku další sílu, působící směrem vpřed a vzhůru. Tento tzv. tah působí proti gravitaci, táhnoucí ptáka dolů, a proti odporu vzduchu. Se zvyšováním frekvence mávání křídly stoupá vztlak, tah i rychlost letu, stoupá však spotřeba energie.
Pohyb křídla shora dolů, označovaný jako silový, dodává většinu tahu i vztlaku. Křídla se během této fáze roztahují na co největší plochu.
Při pohybu zdola nahoru je křídlo mírně přitažené k tělu, aby kladlo menší odpor. Díky skladbě per se v křídle tvoří mezery, které odpor vzduchu dál snižují.
Ptačí křídla neodpovídají přesně laickému srovnání s rukou. Ptačí paže mezi ramenem a loktem je v klidu skryta v peří, vidět je teprve za letu. Na předloktí jsou tzv. sekundární pera. Nejdůležitější součástí křídla jsou prsty, u ptáků redukované na dva dlouhé a jeden krátký, které nesou hlavní nosná pera.
Stejné fyzikální principy využívají k létání i můry a motýli. Jejich let se nejeví tak ladný jako ptačí, protože hmyzí křídla jsou neohebná.