Fisika di dunia binatang: toucan dan paruhnya

Bahkan orang-orang yang sama sekali tidak berorientasi pada spesies burung, dan tidak tahu seperti apa bentuk burung, dengan mudah mengenali perwakilan dari keluarga burung toucan . Toucans hidup di dataran dan hutan hujan pegunungan Amerika Utara dan Selatan, biasanya di cekungan pepohonan. Sebagian besar burung dalam keluarga ini memiliki paruh besar yang tidak proporsional. Biasanya warnanya sangat cerah.

Paruh toucan mencapai sekitar setengah panjang tubuh burung. "Alat" ini terlihat sangat sulit dan tidak nyaman, tetapi kenyataannya tidak. Di dalam paruh besar ada banyak rongga pneumatik, jadi ringan. Tetapi paruh toucan tidak hanya ringan, tetapi juga sangat kuat. Ini keajaiban alam yang nyata, salah satu "proyek" rekayasa terbaik di dunia hewan.

Paruh seperti itu bahkan terlihat sedikit mengancam. Tetapi burung itu sendiri tidak menimbulkan ancaman bagi siapa pun (kecuali untuk binatang buas yang telah menyerang anak-anak ayam). Toucans adalah burung herbivora yang memakan buah dan buah. Burung toucan membutuhkan paruh besar untuk memetik buah-buahan dari cabang-cabang tipis yang berat burungnya tidak akan tahan. Berkat paruhnya yang panjang, burung toucan dapat mencapai buahnya, yang menggantung jauh di luar jangkauan kebanyakan burung herbivora lainnya. Toucans juga terlibat dalam fakta bahwa mereka dilemparkan dengan buah beri - dan di sini paruh yang besar dan ulet berguna.

Untuk membuat buah lebih mudah dipegang dan dibuka, takik terletak di ujung paruh. Lidah yang panjang dan lengket juga membantu dalam "pekerjaan" ini. Sejumlah ahli percaya bahwa paruh besar dan terang dari toucan membantunya menemukan kerabat, menyatakan kehadiran mereka sendiri.

Ketika seseorang melihat seekor burung toucan, pertanyaan yang paling sering muncul adalah bagaimana burung ini tidur. Bagaimana Anda bisa tidur dengan paruh seperti itu? Jawabannya sederhana. Mengistirahatkan burung di lubang yang dalam, melemparkan paruh di punggungnya. Sangat cocok di sana. Ekor melipat di atas dada, dan toucan besar berubah menjadi bola berbulu berukuran sedang.

Konstruksi paruh

Seperti disebutkan di atas, paruh toucan sama sekali tidak seberat kelihatannya. Paruhnya sangat tahan lama, tetapi terbuat dari bahan ringan dengan sejumlah besar rongga pneumatik. Paruh Toucan dipelajari tidak hanya oleh ahli ornitologi, tetapi juga oleh para ilmuwan dari spesialisasi lain, misalnya, ilmuwan material. Marc A. Meyers, seorang spesialis ilmu material di University of California, mempelajari paruh terbaik.

Dia menemukan bahwa bagian atas paruh terdiri dari jaringan tulang dan membran. Sesuatu seperti ini dapat dibuat dari busa, yang dapat dengan cepat mengeras. “Busa” tulang ini terletak di antara lapisan luar keratin. Zat ini, misalnya, adalah bagian dari kuku kita. Struktur “paruh” busa paruh toucan memastikan kekuatan dan kecerahannya. Lapisan luar jaringan tulang adalah kumpulan sejumlah besar ubin heksagonal kecil. Lebar ubin adalah sekitar 50 mikron, dan ketebalannya sekitar 1 mikron. Bahan tulang ditutup di atasnya dengan serpihan keratin yang terikat bersama.


Permukaan paruh toucan ditutupi dengan beberapa lapisan lempeng keratin

Seorang spesialis dalam ilmu material, Mark Meyers, melakukan simulasi komputer, dan menemukan bahwa desain paruh toucan hampir sempurna. "Seolah-olah toucan memiliki pengetahuan yang mendalam tentang teknik mesin, " kata Myers. "Kejutan besar adalah bahwa struktur dua lapis paruh menciptakan sistem penyerapan energi dampak berdampak tinggi." Struktur paruh agak mirip dengan struktur internal tulang manusia. Tetapi di tulang tidak ada "busa tulang", yang ada di paruh burung.



Baru-baru ini juga terungkapbahwa paruh toucan membantu burung mengatur suhu tubuhnya. Ini beroperasi berdasarkan prinsip radiator mobil. Ketika panas, paruh toucan memanas dengan sangat cepat, mengambil panas dari tubuh. Energi panas yang berlebihan kemudian hilang di udara.

Di paruh toucans sejumlah besar pembuluh darah. Menggunakan mekanisme khusus, burung dapat menambah atau membatasi aliran darah. Akibatnya, tubuh burung mendingin di panas, dan ketika menjadi dingin, panas tubuh dipertahankan.


Setelah mempelajari fitur struktural paruh toucan, para ahli mulai mengembangkan bahan yang kuat dan ringan dengan struktur yang mirip dengan struktur paruh toucan. Bahan-bahan tersebut dapat berhasil diterapkan di industri. Misalnya, untuk membuat bumper yang efektif dan andal untuk mobil atau bagian yang ringan dan tahan lama untuk pesawat terbang.

Studi tentang fitur struktural paruh toucans masih berlangsung. Dan siapa tahu, mungkin para ilmuwan akan dapat mengungkapkan lebih dari satu rahasia alat yang luar biasa ini.

Source: https://habr.com/ru/post/id397531/