La physique dans le monde animal: le toucan et son bec

Même les personnes qui ne sont pas du tout orientées vers les espèces d'oiseaux et ne savent pas à quoi ressemble l'oiseau reconnaissent facilement le représentant de la famille des toucan . Les toucans vivent dans les plaines et les forêts tropicales de montagne d'Amérique du Nord et du Sud, généralement dans les creux des arbres. La plupart des oiseaux de cette famille ont un bec disproportionné. Il est généralement très coloré.

Le bec toucan atteint environ la moitié de la longueur du corps de l'oiseau. Cet "outil" semble très difficile et inconfortable, mais en fait ce n'est pas le cas. À l'intérieur de l'énorme bec, il y a de nombreuses cavités pneumatiques, il est donc léger. Mais le bec du toucan n'est pas seulement léger, mais aussi très solide. Ce véritable miracle de la nature, l'un des meilleurs "projets" d'ingénierie du monde animal.

Un tel bec semble même un peu menaçant. Mais l'oiseau lui-même ne représente aucune menace pour personne (sauf pour la bête qui a attaqué les poussins). Les toucans sont des oiseaux herbivores qui se nourrissent de baies et de fruits. Le toucan a besoin d’un gros bec pour cueillir les fruits de fines branches que le poids de l’oiseau ne supportera pas. Grâce au long bec, le toucan peut atteindre le fruit, qui pend bien au-delà de la portée de la plupart des autres oiseaux herbivores. Les toucans sont également engagés dans le fait qu'ils sont jetés avec des baies - et ici un bec large et tenace est utile.

Pour faciliter la tenue et l'ouverture des fruits, des encoches sont situées à l'extrémité du bec. La langue longue et collante contribue également à ce «travail». Un certain nombre d'experts pensent que le bec large et brillant du toucan l'aide à retrouver des proches, déclarant leur propre présence.

Lorsqu'une personne voit un toucan, la question se pose le plus souvent de savoir comment cet oiseau dort. Comment pouvez-vous dormir avec un tel bec? La réponse est simple. Oiseau au repos dans un creux profond, jetez un bec sur son dos. Il s'intègre parfaitement là-bas. La queue se replie sur la poitrine et un gros toucan se transforme en une boule à plumes de taille moyenne.

Construction du bec

Comme mentionné ci-dessus, le bec d'un toucan n'est pas du tout aussi lourd qu'il n'y paraît. Le bec est très durable, mais il est fait d'un matériau léger avec un grand nombre de cavités pneumatiques. Le bec toucan est étudié non seulement par les ornithologues, mais aussi par les scientifiques d'autres spécialités, par exemple les spécialistes des matériaux. Marc A. Meyers, spécialiste des sciences des matériaux à l'Université de Californie, a étudié le mieux le bec.

Il a constaté que la partie supérieure du bec est constituée de tissu osseux et de membranes. Quelque chose comme ça pourrait être créé à partir de mousse, qui peut durcir rapidement. Cette «mousse» osseuse est située entre les couches externes de kératine. Cette substance, par exemple, fait partie de nos ongles. La structure «mousseuse» du bec du toucan assure sa solidité et sa légèreté. La couche externe de tissu osseux est une collection d'un grand nombre de couches de petits carreaux hexagonaux. La largeur de la tuile est d'environ 50 microns, et l'épaisseur est d'environ 1 micron. Le matériau osseux est recouvert de flocons de kératine collés ensemble.


La surface du bec d'un toucan est recouverte de plusieurs couches de plaques de kératine

Un spécialiste de la science des matériaux, Mark Meyers, a effectué une simulation informatique et a constaté que la conception du bec toucan est presque parfaite. «C'est comme si le toucan avait une connaissance approfondie de l'ingénierie mécanique » , explique Myers. "La grande surprise est que la structure à deux couches du bec crée un système d'absorption d'énergie à impact élevé." La structure du bec est un peu comme la structure interne des os humains. Mais dans les os, il n'y a pas cette «mousse osseuse», qui est dans le bec de l'oiseau.



Récemment également révéléque le bec du toucan aide l'oiseau à réguler sa température corporelle. Il fonctionne sur le principe d'un radiateur de voiture. Lorsqu'il devient chaud, le bec du toucan se réchauffe très rapidement, absorbant la chaleur du corps. Une énergie thermique excessive est ensuite dissipée dans l'air.

Dans le bec des toucans un grand nombre de vaisseaux sanguins. À l'aide d'un mécanisme spécial, l'oiseau peut augmenter ou limiter le flux sanguin. En conséquence, le corps de l'oiseau se refroidit dans la chaleur et lorsqu'il devient froid, la chaleur corporelle est conservée.


Après avoir étudié les caractéristiques structurelles des becs toucan, les experts ont commencé à développer des matériaux solides et légers avec une structure similaire à la structure des becs toucan. Ces matériaux peuvent être appliqués avec succès dans l'industrie. Par exemple, pour fabriquer un pare-chocs efficace et fiable pour une voiture ou une pièce légère et durable pour un avion.

L'étude des caractéristiques structurelles du bec des toucans est toujours en cours. Et qui sait, peut-être que les scientifiques pourront révéler plus d'un secret de ce merveilleux outil.

Source: https://habr.com/ru/post/fr397531/