Исследовательская работа "Птичьи технологии"

ПТИЧЬИ ТЕХНОЛОГИИ

Автор: Ломакина Варвара, 6 класс

Руководитель: Володина Галина Валентиновна

Образовательное учреждение: МБОУ «Лицей», г. Протвино

Человек с момента своего появления на планете внимательно наблюдал окружающую природу. Результатом этих наблюдений стали его лучшие изобретения, которые являются либо полными копиями, либо используют элементы природных конструкций. Именно растения и животные вдохновили его на создание сложнейших приборов и технологий, используемых нами в быту и на производстве, на транспорте и в строительстве.

Среди огромного количества живых организмов, существующих на Земле, уникальным в этом плане является класс Птицы. Он дал нам столько выдающихся изобретений, как никто другой.

Целью моей работы было изучение «птичьих» технологий и их использования человеком, формирование бережного отношения к живой природе.

Для достижения этой цели мною были поставлены следующие задачи:

1. Изучение и анализ литературы по данной теме.

2. Проведение микроскопического исследования перьев птиц.

3. Проведение наблюдения за строением и работой клювов птиц.

4. Нахождение аналогов «птичьим» технологиям в быту и технике.

Для выполнения работы использовались следующие методы: анализ научной литературы, наблюдения, микроскопирования, сравнительный анализ и обобщение.

Объект исследования: птицы.

Результаты исследований.

Для того, чтобы наша одежда хорошо держалась мы используем разные застёжки. Среди них есть такие, которые человечество использует уже тысячи лет, но два недавних изобретения делают процесс одевания более быстрым и лёгким. Это застёжка-молния и «липучка» (велькро). Оба эти изобретения основаны на соединении предметов с помощью маленьких крючочков, идея которых почерпнута в природных явлениях. В частности, полёт птиц происходит благодаря перьям, гладкую поверхность которых обтекает воздух. Перо состоит из тысяч мельчайших ворсинок, укреплённых вдоль его стержня. Каждая ворсинка снабжена микроскопическими крючочками. Они сцепляются таким образом, чтобы создать ровную, плотную поверхность пера. Я наблюдала строение пера при разных увеличениях микроскопа (Фото1, 2). Аналогом пера является застёжка-молния. Внутри скользящего замка застёжки-молнии находятся клинья, которые либо соединяют, либо разъединяют зубчики. Эти зубчики плотно и надёжно цепляются крючками друг за друга. Крючочки на бородке птичьего пера часто разъединяются во время полёта.

Фото 1. Фото 2.

Все неоднократно видели, как птицы чистят перья, зарываясь в них клювом и соединяя крючочки снова.

Полёт – это изобретение человека XX века. Первыми, кто стал летать в природе, были насекомые. Затем возникли летающие рептилии и, наконец, особых успехов в этом искусстве добились птицы. Практически все приёмы взлёта и контроля за полётом, применяемые в современных самолётах, люди заимствовали у пернатых. Кроме приземления на шасси и использования большей мощности, человек добавил в основную аэродинамическую систему лишь некоторые усовершенствования. Как планер, так и парусник используют различные значения давления воздуха на противостоящие поверхности паруса у парусника или верхнюю и нижнюю плоскости крыла у планера. Птицы используют дополнительную подъёмную силу, взмахивая крыльями и отталкиваясь от воздуха. Лучше всего приспособлены для этого широкие крылья. Некоторые виды пернатых способны парить в воздухе и преодолевать большие расстояния не взмахивая крыльями. Примером могут служить альбатросы. Крылья птицы сверху выпуклые, но снизу более плоские. Когда воздух обтекает несущую поверхность крыла, образуется аэродинамическая подъёмная сила, так как между нижней и верхней плоскостями создаётся различное давление воздуха. Более высокое давление под крылом выталкивает его хозяина вверх. Парящие в небе орлы используют струи поднимающегося тёплого (термального) воздуха. Эту же технику используют пилоты планеров для обеспечения необходимой высоты и поддержания планера в воздухе. Я наблюдала за парением аистов в Калининградской области (Фото 3, 4).

Хвост птицы используют как руль и как тормоз. У таких птиц, как тупики (у них короткие хвосты), в этом участвуют и лапки. Самолёт оснащён подвижными плоскостями на крыльях и хвосте. Они служат для изменения направления полёта. Самолёт может поворачивать, подниматься или снижаться.

Фото 3. Фото 4.

Птицы сооружают гнёзда как убежище для размножения и защиты от хищников. Временные гнёзда сооружаются из лёгких и прочных материалов: стеблей растений, которые доступны, но недолговечны. Постоянные же убежища строятся из древесины или глины. Такие конструкции способны выстоять долгие годы. Человек по аналогии научился строить свои жилища из природных материалов. И не только жилища. Вращая бесформенный кусок мокрой глины на гончарном круге, умелый гончар способен превратить его в изящный, полезный в хозяйстве кувшин.

Для человеческой деятельности нужны и другие «птичьи» технологии. Если мы понаблюдаем, как клёст добывает семена сосны из шишек, то придём к выводу, что половинки клюва работают у него как лезвия ножниц, скреплённые с одной стороны. Сильные мышцы раскрывают и захлопывают верхнюю и нижнюю челюсти таким образом, что животные могут разрезать или разжёвывать пищу. Ножницы работают по такому же принципу, за исключением того, что их лезвия скреплены винтом в центре (Фото 5, 6).

Есть, так называемые, зондирующие птицы. Например, галапагосский дятел-вьюрок использует колючку кактуса для того, чтобы достать личинки насекомых из отверстий в деревьях. Человек использует такой инструмент, как зубной зонд для устранения мелких частиц пищи и налёта на зубах.

Фото 5. Фото 6.

Учёные обнаружили, что домашние голуби теряют ориентацию, если к их голове прикрепить магнит. Голуби летают, ориентируясь по магнитному полю Земли. Они обладают природным компасом – магнитным соединением окиси железа (магнетита), находящимся в их горле. Мы используем магнитное поле Земли для того, чтобы определять наш путь по поверхности планеты, создавать точные карты и наносить на карту направления движения во время путешествий. Для этого мы применяем всем известный прибор – компас, работающий по такому же принципу.

Что нам ещё дали птицы? Пуховое одеяло, специальные изоляционные материалы для альпинистов и полярных исследователей. Гагачий пух – один из лучших изоляционных материалов, сохраняющих тепло.

В лапах болотных птиц таким образом расположены кровеносные сосуды, что текущая вниз тёплая кровь согревает холодную, поднимающуюся вверх. Аналогичное этому встречное течение используется в некоторых машинах.

Наконец, оперение утки покрыто маслянистым секретом, который защищает от намокания перья во время ныряния под воду. Капельки жидкости скатываются, и оперение остаётся сухим и тёплым. Мы используем для защиты различных изделий (обуви, мебели, машин и т.д.) искусственную смазку.

Выводы:

1.Птицы, действительно уникальный в своём роде класс, давший человечеству множество выдающихся изобретений.

2.Птицы очень хорошо приспособлены к окружающей их среде и сформировались эти приспособления в процессе длительной эволюции.

3. Птицы до конца ещё не изучены, их представители способны дать человечеству новые изобретения и технологии, которые улучшат нашу жизнь, поэтому требуют бережного к себе отношения.

Литература:

1. Акимушкин И.И. Мир животных. М., 1989

2. Беме Р. Л., Кузнецов А, А. Птицы лесов и гор СССР. М., Просвещение, 1966.

3. Благосклонов К. Н. Охрана и привлечение птиц. М, Просвещение, 1972.

4. Гейтс Ф. Живая природа. М.: Премьера, Астрель, АСТ, 2001

5. Жизнь животных. М., Просвещение, 1972, т. 5.

6. Иванов А, И. Каталог птиц СССР. Л., Наука, 1976,

7. Ильичев В. Д., Вилкс Б. К. Пространственная ориентация птиц. М., Наука, 1978.

8. Кокшайский Н. В, Очерк биологической аэро- и гидродинамики (полет и плавание животных). М., Наука, 1974.

9. Панов Б. Н. Механизмы коммуникации у птиц, М, Наука, 1978.