דאייה בעזרת זרמי אוויר כרוכה בפחות אנרגיה משחייה לאותו מרחק, בהשוואה בין בעלי חיים במשקל דומה. כך עולה ממחקר בין-לאומי בהשתתפות חוקרים מאוניברסיטת חיפה, שפורסם בכתב העת Science. בעוד מדידות בתנאי מעבדה הראו כי שחייה דורשת פחות אנרגיה מתעופה, כעת התגלה, לראשונה, כי ההיפך הוא הנכון. "האוויר אינו רק המרחב שבו ציפורים עפות, אלא גם מקור אנרגיה עבורן. תנאי האוויר קובעים עד כמה הן יכולות להסתמך על דאייה, וכמה מאמץ יצטרכו להשקיע בנפנוף כנפיים לאורך הדרך", אמר ד"ר יובל ורבר, חוקר בתחום הביולוגיה האבולוציונית והסביבתית באוניברסיטת חיפה, שנמנה עם צוות החוקרים.
קונדור האנדים בדאייה
(צילום: Bruno Osório)
ההערכות המקובלות של האנרגיה הנדרשת לבעלי חיים עבור תנועה מבוססות בעיקר על ניסויים שנערכו בתנאי מעבדה: בבריכות ניסוי, במנהרות תעופה ועל מסילות ריצה. ואולם בטבע, בעלי חיים מעופפים פוגשים רוחות וזרמי אוויר עולים, שיכולים לסייע להם להתקדם ולצמצם את הצורך בנפנוף כנפיים. במחקר הנוכחי, צוות החוקרים ממוסדות מחקר ברחבי העולם (יחד עם פרופ' ניר ספיר, מהמחלקה לביולוגיה אבולוציונית וסביבתית וראש המעבדה לתעופת בעלי חיים באוניברסיטת חיפה), בדקו כיצד תנאי האוויר משפיעים על האנרגיה הנדרשת לעבור מרחק נתון, וכיצד השפעה זו משתנה בהתאם למשקל הגוף ולאופן התעופה.
לצורך המחקר שילבו החוקרים נתוני GPS וחיישני תאוצה שנאספו במשך 17 שנים מ-850 עופות ועטלפים המשתייכים ל-38 מינים, עם נתוני מכ"ם שנאספו במשך ארבע שנים. ד"ר ורבר ופרופ' ספיר הובילו במחקר את ניתוח הנתונים שהתקבלו מהמכ"מים. הנתונים הללו אפשרו לחוקרים לעקוב אחר בעלי חיים קטנים שלא ניתן להצמיד לגופם מכשירי מעקב. באמצעות נתונים אלה נמדדו דפוסי נפנוף הכנפיים של בעלי החיים, שסווגו ל-12 קבוצות לפי משקלם.
השילוב בין מכשירי המעקב שהוצמדו לגוף ובין המכ"מים אפשר לכלול במחקר בעלי חיים שמשקלם נע מכ-12 גרמים ועד יותר מ-11 קילוגרמים. החוקרים בדקו כמה מזמן התעופה הוקדש לנפנוף כנפיים וכמה לדאייה או לגלישה ללא נפנוף, וחישבו את מהירות ההתקדמות. על בסיס מידע זה, נתונים על תנאי האוויר ומודלים של צריכת אנרגיה, העריכו כמה אנרגיה נדרשה לבעלי החיים לעבור מרחק נתון. צריכת האנרגיה הוערכה ולא נמדדה ישירות בגופם.
ברבור מחצצר בתעופה
(צילום: Brett Blocker)
מתוצאות המחקר עולה כי הקונדור האנדי (Vultur gryphus) נזקק לכ-79% פחות אנרגיה לכל קילומטר תעופה מאשר ברבור מחצצר (Trumpeter swan), אף ששניהם שוקלים כ-11 קילוגרמים. הקונדור נופף בכנפיו רק ב-0.1% מזמן התעופה שנבדק, לעומת הברבור שנופף בכנפיו במשך כ-99% מהזמן – כך שהשקעת האנרגיה של הקונדור הייתה שווה לחמישית בלבד מזו שמשקיע הברבור. "על פי כללי המעבדה, לקונדורים ולברבורים אמורה להיות הוצאה אנרגטית זהה, שכן מסת הגוף שלהם זהה. אך כשאנו רואים כיצד הקונדורים דואים, בעוד הברבורים מנפנפים בכנפיהם, ברור כי חייב להיות ביניהם הבדל", אמרה פרופ' אמילי שפרד, מהמעבדה לתנועת בעלי חיים באוניברסיטת סוונסי, שנמנתה עם צוות החוקרים. "כאשר בעלי חיים מעופפים מנצלים זרמים אטמוספריים טבעיים, הם נהנים מ'דלק' חינם מהשמיים. מחקר זה חושף את הטעויות שאנו עושים כשאנו מתעלמים מתנאי הסביבה של העולם האמיתי, שאליהם בעלי חיים מגיבים זה אלפי שנים".
בקרב העופות הדואים בעזרת זרמי אוויר נמצא כי ככל שמשקל הגוף היה גדול יותר, כך הם נופפו פחות בכנפיהם וצריכת האנרגיה לכל קילומטר, ביחס למשקלם, הייתה נמוכה יותר. אצל רבים מהעופות הדואים הגדולים, צריכת האנרגיה הייתה דומה להערכות המקובלות לשחייה של דגים במשקל דומה, ובתנאים מסוימים אף נמוכה מהן. עם זאת, עופות אלה תלויים בתנאי דאייה מתאימים, ולכן מוגבלים יותר במקומות ובמועדים שבהם הם יכולים לעוף.
קונדור האנדים במנוחה
(צילום: buenaventura/Shutterstock)
זוג ברבורים מחצצרים
(צילום: Beau Liddell)
שבעת מיני הנשרים שנכללו במחקר צברו יחד 128 אלף ימי תעופה ומרחק של למעלה מ-4.3 מיליון קילומטרים – מרחק המספיק להקפת כדור הארץ יותר מ-100 פעמים. ראוי לציין כי הם עשו זאת תוך שהם מניעים את כנפיהם במשך 0.1% עד 7% בלבד מזמן התעופה הכולל שלהם. יתרה מכך, קונדור האנדים – הנמנה עם משפחת נשרי העולם החדש – הוא זה שהניע את כנפיו בשיעור הנמוך ביותר מבין כולם. "עופות דואים מתמחים בהפקת אנרגיה מהסביבה. כאשר התנאים מתאימים, הם מסוגלים לצמצם את ההוצאה האנרגטית שלהם לרמה מזערית", אמרה פרופ' שפרד.
עוד נמצא במחקר כי בעלי חיים הנשענים על נפנוף כנפיים יכולים לעוף בתנאים מגוונים יותר, אך נדרשים להשקיע יותר אנרגיה. בתנאי אוויר לא נוחים, תעופה כזאת עשויה לדרוש לכל קילומטר כמות אנרגיה דומה לזו הנדרשת לריצה של בעלי חיים במשקל דומה, ולעיתים אף כמות אנרגיה רבה יותר, לפי מדידות שנערכו במעבדה. "הממצאים מצביעים על הבדל בין שתי דרכי תעופה. דאייה מאפשרת לחסוך באנרגיה, אך תלויה בזרמי אוויר מתאימים. נפנוף כנפיים דורש אנרגיה רבה יותר, אך מאפשר לעוף בתנאים מגוונים יותר. לכן, שינויים בתנאי האוויר עשויים להגביל את אפשרויות התעופה של בעלי חיים המסתמכים על דאייה, או להגדיל את האנרגיה הנדרשת לתעופה אצל בעלי חיים הנשענים על נפנוף כנפיים", סיכמו החוקרים.
