Птицы малого калибра: как колибри нарушают законы природы

С тихим гудением существо зависло в воздухе, запустив длинный хоботок в цветок юкки. Через несколько секунд оно стремительно метнулось в сторону, но тут же вернулось и зависло с другой стороны стебля. Первой мыслью было: какое-то крупное насекомое — бабочка-бражник, шмель или цветочная муха. Конечно, я знал о существовании удивительных птиц колибри, видел их на рисунках, фотографиях, телеэкране и даже в виде чучел в музеях. Но ни рисунок, ни чучело не передают необычайной резкости движений, столь характерной для насекомых и, казалось бы, недостижимой для позвоночных.

При слове «колибри» мы прежде всего представляем очень маленькую птичку. В общем-то так оно и есть, хотя в этом семействе имеются и свои великаны, например, гигантский колибри Patagona gigas, достигающий почти 22 см длины и 20 г веса (это примерно размер обычной ласточки). Тем не менее среди 300 с лишним известных видов колибри (к 2022 году количество описанных видов колибри приблизилось к 360. — Прим. Vokrugsveta.ru) подавляющее большинство поражают своей миниатюрностью. Длина обитающей на Кубе птицы-мухи Mellisuga minima может составлять всего 5,7 см (включая хвост и длинный клюв), вес — 1,6 г. Это абсолютный рекорд миниатюрности не только для птиц, но и для всех теплокровных существ.

Здесь нужно сделать отступление: дело в том, что быть одновременно маленьким и теплокровным очень трудно. Чем меньше существо, тем больше отношение поверхности его тела к объему. Между тем производство тепла пропорционально именно объему тела, а теплоотдача — площади поверхности. У животного, чье тело измеряется считанными сантиметрами, теплопотери должны быть просто катастрофическими.

Правда, подавляющее большинство видов колибри живет в тропиках, где воздух днем ненамного холоднее птичьего тела. Однако на западе Северной Америки охристый колибри доходит до южной Аляски (изредка штормовые ветры забрасывают этих птиц даже на Чукотку), на востоке рубиновогорлый колибри — до Лабрадора, а в Южной Америке чилийский огненношапочный колибри гнездится вплоть до мыса Горн. Да и среди формально тропических видов некоторые живут в Андах, встречаясь до высоты 4000–5000 м, границы вечных снегов. Так что одним лишь теплым климатом существование колибри не объяснить.

Колибри остается в воздухе почти все то время, что не спит, так что про них до сих пор можно услышать, будто они вообще никогда не приземляются и даже что у них якобы нет ног. На самом деле ноги у колибри, конечно же, есть, но очень короткие и слабые, пригодные лишь для того, чтобы сесть на ветку или край гнезда. Мини-птицы никогда не ходят на своих лапках, а в полете плотно прижимают их к телу, так что их не видно даже на фотографиях. Зато все части тела, связанные с полетом, у колибри развиты необычайно. Например, сердце занимает почти такой же объем, как все остальные внутренности, вместе взятые, а частота его сокращений во время полета достигает 1000–1200 ударов в минуту. Кровь колибри содержит больше гемоглобина, чем у большинства птиц, а вес мышц, приводящих в движение крыло, составляет около 40% от веса всей птицы.

Но самое удивительное в строении колибри — это само крыло. Его пропорции необычны для птицы: плечо укорочено, а кисть вытянута. Но главное — локтевой и запястный суставы утратили способность сгибаться-разгибаться, то есть фактически перестали быть суставами. Все крыло превращено в жесткую конструкцию, подвижную только в точке прикрепления к телу — плечевом суставе. Зато этот сустав обрел необычайную для птицы свободу движений — плечевая кость (а с нею и все крыло) может не только отгибаться почти под любым углом к оси тела, но и проворачиваться вокруг собственной оси. Такое строение крыла определяет необычный рисунок его движений: оно движется, как весло, кончик которого описывает удлиненную восьмерку. Это мало похоже на взмахи птичьего крыла, зато сильно напоминает движения крыльев насекомых (тоже жестких и движущихся лишь в точке прикрепления), что и делает летящую колибри больше похожей на бабочку, чем на птицу. Впрочем, рассмотреть, как работают крылья колибри, невооруженным глазом невозможно: у видов среднего размера крыло делает более 20 взмахов в секунду, а у некоторых мелких — 80–100. Даже когда колибри неподвижно висит в воздухе, человек видит лишь размытое облачко с двух сторон от тела птицы.

Такая конструкция пригодна лишь для мелких существ: неподвижное крыло образует рычаг с огромным плечом, птице покрупнее просто не хватило бы сил поднять себя в воздух таким образом. Зато колибри она позволяет проделывать трюки, немыслимые ни для каких других птиц: не только зависать в воздухе, резко тормозить и мгновенно набирать скорость, но и летать хвостом вперед, вбок и вообще чуть ли не в любом направлении. Да и линейная скорость маленьких летунов впечатляет: до 80 км в час. В относительных величинах (длинах тела) скорость колибри выше, чем у шаттла в момент входа в атмосферу. Дальность полета тоже завидная: колибри с восточного побережья США, отправляясь на зимовку, пролетают около 800 км над Мексиканским заливом без посадки и «дозаправки».

1. Цвет колибри зависит не столько от оперения, сколько от угла падения солнечных лучей
2. Яйца колибри Анны рядом с куриным выглядят, как бусины

Еще одно ноу-хау колибри — это их расцветка. Вообще-то ярко окрашенных птиц множество, особенно в тропиках, но краски колибри совершенно особенные: они сверкают, переливаются и как будто светятся. При этом чучела колибри в музеях выглядят тусклыми и невзрачными. Секрет в том, что окраску колибри создают не пигменты, а структура самого пера, хитрым образом преломляющая солнечный свет. Впрочем, справедливости ради следует сказать, что так называемые «оптические краски» присущи не только колибри, их используют и некоторые другие пернатые (например, райские птицы). Нечто подобное можно увидеть даже на горле обычного сизого голубя.

Откуда взялись такие удивительные птицы? История колибри прослеживается только с верхнего плейстоцена, с конца ледникового периода. Получается, что и глубокие преобразования анатомии и физиологии, и последующее возникновение сотен видов, и тонкая эволюционная «притирка» их к растениям, на которых они кормятся, заняли очень небольшое (по меркам эволюции) время — какие-то сотни тысяч лет. Впрочем, достоверно сказать, от кого, где и когда произошли колибри, зоологи не берутся. А это значит, что они могут оказаться гораздо древнее.

_{Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 9, сентябрь 2011, частично обновлен в январе 2022}