ハチドリが猛スピードでギアを切り替える仕組み

ハチドリは地球上で最も速く、最も機敏な鳥類の1つです。ハチドリは、信じられないほど狭い空間に潜り込んで蜜を吸い、求愛中に9Gものスピードで飛んでも身体を傷つけることはありません。また、非常に制御された飛行方法を持っているようです。ハチドリは、前進しているかホバリングしているかに応じて、2つの異なる感覚戦略を使用して飛び方を制御します。この発見は、1月10日にProceedings of the Royal Society B誌に掲載された研究で説明されています。

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ハチドリは前方に飛ぶとき、「内部前進モデル」に頼ります。このモデルは、複数の視覚刺激を経験しながら速度を測定できる、根付いた直感的な自動操縦です。

「周囲から入ってくるあらゆる視覚的手がかりに直接頼るには、入ってくる情報が多すぎる」と、研究の共著者でブリティッシュコロンビア大学の動物学者・比較生理学者のヴィクラム・B・バリガ氏は声明で述べた。

しかし、鳥がホバリングしているときや、高度を変える必要があるかもしれない合図に対処しているときには、鳥は周囲の環境からのよりリアルタイムで直接的な視覚情報を使用していることを研究チームは発見した。

これらの飛行パターンを研究するために、研究チームは 11 羽の野生の成鳥のオスのアナハゼハチドリ ( Calypte anna)を研究室に持ち込みました。研究チームは、約 13 フィートの長さのトンネル内で鳥に止まり木から餌箱まで繰り返し飛ぶように促し、各飛行のビデオを記録しました。研究チームはまた、トンネルの前面と側面の壁にパターンを投影し、ハチドリがこのさまざまな視覚刺激にどのように反応するかをテストしました。

いくつかの飛行シナリオでは、研究者たちはトンネルの側面にさまざまな速度で移動する縦縞を投影し、前進を模倣しました。また、側面に横縞を使用して高度の変化を模倣したこともあります。チームは正面の壁で回転する渦を投影しました。これらの円形のパターンは、位置の変化の錯覚を生み出すように設計されました。

「鳥が視覚刺激から直接ヒントを得ているのであれば、側壁の縦縞の速度に合わせて前進速度を調整すると予想されます」とバリガ氏は言う。「しかし、鳥はパターンに応じて速度を変えたり、完全に停止したりしましたが、明確な相関関係はありませんでした。」

しかし、研究チームは、ハチドリが飛行中に高度の変化を示す刺激に対してより直接的に適応するのを観察した。鳥はホバリングしているとき、前方の壁の変化する螺旋に近づくように位置を調整しようともしていた。

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「私たちの実験は、ハチドリが飛行速度をどのように制御するかを調べるために設計されました」と、研究の共著者でブリティッシュコロンビア大学の動物学者兼比較生理学者であるダグ・アルトシュラー氏は声明で述べた。「しかし、ハチドリは飛行中に自発的に休憩してホバリングするため、私たちはハチドリの飛行経路の異なる側面を制御するこれら2つの異なる戦略を発見しました。」

この発見は、これらの素早い鳥が飛行パターンを変えるときに世界をどのように認識しているかについての洞察を提供します。このようなデータは、将来、ドローンやホバリング車両に搭載するより優れたナビゲーション システムをエンジニアが開発する上でも役立つ可能性があります。