Proč ptáci létají ve „véčkové“ formaci?

Ibis skalní (Geronticus eremita) dříve hnízdil na mnoha místech jižní Evropy. Dnes přežívá jen v několika lokalitách severní Afriky a maličká populace se snad ještě drží v občanskou válkou zmítané Sýrii. Do záchrany tohoto druhu se zapojila i vídeňská zoo, kde tyto „plešaté“ ptáky chovají a kde ibisové pravidelně vyvádějí mláďata. V zajetí odchované ibisy nelze po dosažení dospělosti jednoduše vypustit do volné přírody a je nutné naučit je migrovat. Díky těmto „tréninkovým“ letům získal britský fyziolog Steve Portugal pozoruhodné informace o způsobu, jakým ptáci využívají vzdušných proudů.

Hurá za rogalem

Členové sdružení Walldrappteam (waldrapp je jedno z anglických jmen ibise skalního) učí ibise skalní migrovat. Využívají skutečnosti, že v zajetí odchovaní ptáci následují člověka. Piloti se proto vydávají na motorovém rogalu na dlouhý let do italského Toskánska. Obyvatelům jižního Rakouska a severní Itálie se díky tomu na podzim občas nabízí nevšední podívaná: oblohou se šine motorové rogalo a jemu v patách letí klín černých ptáků s dlouhými zobáky a holými hlavami.

Mladí ibisové si cestu do Toskánska teprve ukládají do paměti, ale schopnost letět v typické formaci mají vrozenou. Je jim přitom úplně jedno, jestli na hrotu velkého „V“ letí pták, nebo člověk na rogalu. Britského fyziologa Steva Portugala z Royal Veterinary College v anglickém Hatfieldu pohled na ibise ve formaci tvaru „V“ velmi zaujal. Spojil se s nadšenci z Waldrappteamu a požádal je o spolupráci při odhalování ptačích letových zákonitostí.

Jízda na pohyblivé vlně

Piloti bombardérů, kteří za druhé světové války podnikali dálkové lety, zjistili, že let ve „V“ formaci významně snižuje spotřebu pohonných hmot. Odborníci na aerodynamiku přispěchali s vysvětlením. Za křídlem vepředu letícího stroje totiž vzniká vzestupný proud vzduchu. Pokud se pilotovi druhého letadla podaří „posadit“ křídlo na tuto „vlnu“, nadnáší to jeho stroj a ten pak spotřebovává méně paliva. To zdaleka neplatí jen pro staré vrtulové letouny. Piloti moderních tryskových stíhaček mají spočítáno, že když udrží křídlo svého stroje na vzdušné vlně vzedmuté stíhačkou, která letí před nimi, spálí o plných 18 % méně paliva, než když letí na vlastní pěst.

Také ptáci letící v klínovité formaci by mohli šetřit síly a podle některých propočtů spotřebovávat o 20 až 30 % méně energie. Aby toho však dosáhli, musí zvládnout nesmírně obtížný trik. Zatímco křídla letadla se nehýbou a vzdušná vlna za přímo letícím letounem je rovná, ptáci křídly mávají. Vzestupná vlna, která se tvoří jen na konci mávajícího křídla, se proto neustále pohybuje nahoru a dolů. Pokud opeřenec letí jako druhý nebo další a chce se „svézt“, musí vlnící se vzestupný proud dokonale kopírovat pohyby vlastního křídla. Stačí malá odchylka, pták z vlny „vypadne“ a těžko se na ni opět „vyhoupne“.

Příliš složitá „ptákovina“?

Při letu ve formaci zdaleka nejde jen o to, že by pták na chvíli ztratil podporu vzestupných vzdušných vírů, které vznikají na špičce křídla. Pod celou plochou mávajícího křídla se totiž naopak tvoří silné sestupné vzdušné proudy a ty se za letícím opeřencem táhnou v širokém pásu. Číhají jako zrádná past na neopatrného letce, který spadl ze vzestupných vírů. Pokud se pták dostane do této „dolů jedoucí“ vzdušné zdviže, čekají ho vážné potíže.

Vědci byli přesvědčení, že ptáci nejsou příliš komplikované synchronizace při mávání křídel vůbec schopní a v klínových formacích létají z jiných důvodů, než je úspora energie. Let ve formaci ve tvaru „V“ by mohl být výhodný například pro obranu před útočícími dravci.

Vyhmátnout si vzdušný proud

Steve Portugal si chtěl ve věci vzdušných proudů udělat jasno. Vybavil tedy speciálně vyvinutým lehoučkým, ale o to výkonnějším přístrojem GPS hned čtrnáct mladých ibisů skalních. Následoval trpělivý sběr dat o poloze letících ptáků při přesunu za rogalem z rakouského Salzburgu do Toskánska. Fyziolog si mohl být jistý, že přístroje v každém okamžiku určují pozice jednotlivých ptáků s chybou menší než 30 centimetrů. Zároveň měl kontrolu nad tím, s jakou frekvencí každý z ibisů mává křídly.

Výsledky analýz letu zveřejněné předním vědeckým časopisem Nature ukázaly, že vědci ibise (a zřejmě i ostatní ve formacích létající ptáky) podceňovali. V klínu letící ibisové se totiž drží přesně v takové pozici, jaká jim zajistí největší vztlak na křídlo. Také při mávání křídly volí optimální rytmus a jejich letky dokonale kopírují zvlněnou trajektorii vzestupného vzdušného víru. Vědci předpokládají, že pták vnímá vzestupný proud některými pery křídla napojenými na vysoce citlivé nervy. Správnou pozici za ptákem letícím vpředu i optimální frekvenci mávání křídel si tak ibis doslova „vyhmátne“.

Některé otazníky zůstávají

Výsledky týmu Steva Portugala jen potvrdily, co někteří vědci tušili. Letem v klínovité formaci ptáci skutečně šetří energií. Naznačovalo to už dřívější pozorování pelikánů, kterým vědci za letu měřili tepovou frekvenci. Osamoceně letícímu pelikánovi tluče srdce o poznání rychleji než těm, kteří letí v klínu. Samotář se zjevně víc nadře. Podobně jsou na tom ale i ptáci letící v čele klínu. Ti z výhod „jízdy“ na vzestupných proudech samozřejmě netěží.

Navzdory nespornému pokroku, který umožnil projekt sdružení Waldrappteam a nasazení špičkové techniky týmem Steva Portugala, nejsou stále všechny nejasnosti ohledně ptačích letových formací vyřešeny. Není například úplně jasné, proč v klínech nelétají i menší ptáci, kteří při jarních a podzimních tazích rovněž překonávají dlouhé vzdálenosti. Zřejmě se na tom podílí vysoká frekvence, s jakou mávají křídly. Vzestupná vlna je za rychle mávajícím křídlem „roztřepaná“ a je prakticky nemožné se na ní udržet.

TIP: Jihoamerický ibis rudý: Krasavec v nachovém hávu

Hádanky obklopují i let ptáků, kteří klínovité formace dodržují. Čas od času lze pozorovat, že pták letící spořádaně v klínu vybočí z formace a posune se přímo za ptáka letícího před ním. V té chvíli mění frekvenci mávání křídly tak, aby šel „proti“ vlně, kterou za sebou vůdce nechává. Proč ptáci dobrovolně zaujímají tuto na první pohled nevýhodnou pozici a zda změnou rytmu mávání křídel uniknou pasti sestupných proudů, není jasné.