नैशविले चिड़ियाघर में चिली फ्लेमिंगोस का अध्ययन करके और पैर और एल-आकार के बिलों के 3 डी-प्रिंटेड मॉडल का विश्लेषण करते हुए, शोधकर्ताओं ने प्रलेखित किया कि कैसे पक्षी अपने पैरों, सिर और चोंच का उपयोग करते हैं, जो अपने पेट को प्रभावी ढंग से ध्यान केंद्रित करने और उत्सर्जित करने के लिए घूमने वाले तूफान या भंवर के तूफान बनाने के लिए।

“फ्लेमिंगोस वास्तव में शिकारियों हैं, वे सक्रिय रूप से उन जानवरों की तलाश कर रहे हैं जो पानी में बह रहे हैं, और वे समस्या है कि वे इन जानवरों को कैसे केंद्रित करें, उन्हें एक साथ खींचें और उन्हें खिलाते हैं,” विक्टर ओर्टेगा जिमेनेज़ ने कहा, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में एकीकृत जीव विज्ञान के एक सहायक प्रोफेसर, बायोमैकेनिक्स में विशेषज्ञता रखते हैं। “मकड़ियों के बारे में सोचें, कीड़ों को पकड़ने के लिए वेबसाइटें उत्पन्न करें। फ्लेमिंगोस जानवरों को पकड़ने के लिए भंवर का उपयोग कर रहे हैं, जैसे कि खारे पानी के झींगा।”

अटलांटा में जॉर्जिया टेक में ओर्टेगा जिमेनेज़ और सहयोगी; जॉर्जिया, जॉर्जिया में केनेसा स्टेट यूनिवर्सिटी; नैशविले चिड़ियाघर इस सप्ताह एक डायरी में अपने निष्कर्ष प्रकाशित करेंगे राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही।

शोधकर्ताओं ने पाया कि फ्लेमिंगो ने तलछट को नीचे की ओर हलचल करने के लिए कार्टिलेज बुनाई पैरों का इस्तेमाल किया और इसे आगे बढ़ाया, फिर इसे आगे धकेल दिया, और पक्षी ने एक मिनी बवंडर बनाने के लिए एक प्लंजर की तरह ऊपर की ओर झुक गया। पक्षियों के सिर को पानी की तरह भंवरों में उल्टा रखा गया है, उनकी ऊर्ध्वाधर चोंच छोटे भंवर बनाने के लिए चक्कर लगाती है जो उनके मुंह में तलछट और भोजन को प्रत्यक्ष करती है, जहां वे तनावग्रस्त होते हैं।

फ्लेमिंगो की चोंच ढलान के सामने के छोर पर चपटा करने के लिए अद्वितीय है, इसलिए जब पक्षी का सिर पानी में डाला जाता है, तो सपाट भाग नीचे के समानांतर होता है। यह फ्लेमिंगो को गोला -बारूद नामक एक और तकनीक को अपनाने की अनुमति देता है। इसमें सिर को अपने लंबे एस-आकार की गर्दन के साथ आगे बढ़ाना शामिल है, जबकि चोंच को जल्दी से ताली बजाते हुए, एक पतली एडी व्हर्लपूल-वॉन कैरमैन भंवर-शिकार को पकड़ने के लिए।

ओर्टेगा जिमेनेज़ ने कहा कि आक्रामक खिला व्यवहार ने एक निष्क्रिय फिल्टर फीडर के रूप में फ्लेमिंगो की प्रतिष्ठा को जन्म दिया।

“ऐसा लगता है कि वे सिर्फ निष्क्रिय कणों को फ़िल्टर कर रहे हैं, लेकिन नहीं, ये जानवर वास्तव में उन जानवरों को अवशोषित कर रहे हैं जो आगे बढ़ रहे हैं,” उन्होंने कहा।

उन्होंने जो सिद्धांत पाए, उनका उपयोग पानी से माइक्रोपार्टिकल्स (जैसे माइक्रोप्लास्टिक्स) को केंद्रित करने और अवशोषित करने के लिए बेहतर सिस्टम को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है। चैट के आधार पर बेहतर सेल्फ-क्लीनिंग फ़िल्टर; या रोबोट जो फ्लेमिंगोस की तरह कीचड़ में चल सकते हैं और दौड़ सकते हैं।

बात करना

ओर्टेगा जिमेनेज़, मेक्सिको के प्यूब्ला का मूल निवासी है, जो चिड़ियाघर अटलांटा का दौरा करते समय कोविड -19 महामारी से पहले अपनी पत्नी और बेटी के साथ होने वाले फ्लेमिंग के भोजन के व्यवहार से मोहित है। जब पक्षियों के खिला व्यवहार की तस्वीर लेते हैं, तो उन्होंने केवल सतह पर तरंगों का अवलोकन किया।

“हम कुछ भी नहीं जानते हैं कि अंदर क्या चल रहा है। यह मेरी समस्या है,” उन्होंने कहा।

उस समय, जॉर्जिया में केनेसा स्टेट यूनिवर्सिटी में ओर्टेगा जिमेनेज़ के पोस्टडॉक्टोरल फेलो ने अपने अगले शोध परियोजना के रूप में फ्लेमिंगो फीडिंग पर ध्यान केंद्रित किया। उन्होंने कहा कि उन्होंने खुद को एक आधुनिक डार्विनियन प्रकृतिवादी माना, जिन्होंने विभिन्न प्रकार के जानवरों के व्यवहार की जांच की, नेमाटोड्स और मक्खियों से लेकर कूद-पूंछ और पक्षियों तक, इस बात पर ध्यान केंद्रित करते हुए कि जानवर जानवरों के साथ कैसे बातचीत करते हैं और हवा, पानी और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों सहित अपने परिवेश में हेरफेर करते हैं।

केनेसा राज्य से, वह साद भामला की प्रयोगशाला में काम करने के लिए जॉर्जिया तकनीक में चले गए, जहां उन्होंने इंजीनियरों के साथ काम किया जो नैशविले चिड़ियाघर में चिली फ्लेमिंगोस का दौरा कर सकते थे। टीम ने जानवरों के सिर और चोंच से उत्पन्न भंवर को देखने के लिए पानी में बुलबुले को रोशन करने के लिए लेज़रों का इस्तेमाल किया, उन्हें पानी में बुलबुले को रोशन करने के लिए बड़ी ट्रे में फोटो खिंचवाने के लिए।

मेन, मेन में ओरोनो विश्वविद्यालय में ओर्टेगा जिमेनेज़ के पास जाने के बाद, उन्होंने फ्लेमिंगो बीक्स और पैरों के 3 डी प्रिंटेड मॉडल को परिष्कृत किया, ताकि चोंच की ताली बजाने के दौरान पानी और कणों की आवाजाही का अध्ययन किया जा सके, या “चैट” का उपयोग किया जाता है कि पक्षी भोजन करते समय उपयोग करते हैं।

2024 में, वह फिर से यूसी बर्कले में चले गए, जहां उन्होंने यह देखने के लिए प्रयोग किए कि लाइव नमकीन झींगा को पकड़ने में कैसे प्रभावी चैट और फुट स्टॉम्प हैं। नया पेपर इस सभी सहयोगी कार्य को सारांशित करता है।

यूसी बर्कले में, उन्होंने चैट का अनुकरण करने के लिए एक्ट्यूएटर के लिए एक वास्तविक फ्लेमिंगो चोंच को संलग्न किया और जीभ का अनुकरण करने के लिए मुंह में एक छोटा पंप जोड़ा और मुंह में पकड़े गए नमकीन झींगा को अवशोषित किया। इस सेटिंग के साथ, वह यह निर्धारित करने में सक्षम था कि चैटिंग फ्लेमिंगो फीडिंग की कुंजी थी।

उन्होंने कहा, “चैट वास्तव में सात बार पाइप से गुजरने वाले खारे पानी की संख्या में वृद्धि कर रही है,” उन्होंने कहा। “तो यह स्पष्ट है कि थैच चोंच पर कब्जा करने में व्यक्तियों की संख्या को मजबूत कर रहा है।”

मोहरबंदी और नृत्य

ओर्टेगा जिमेनेज़ ने कहा कि फीडिंग व्यवहार पैरों से शुरू होता है। यदि आप बहुत उथले पानी में एक फ्लेमिंगो देख रहे हैं, तो आप आमतौर पर इसके स्थान पर नृत्य या साइकिल नृत्य व्यवहार देख सकते हैं।

पैरों को घुंघराले बाल बुने जाते हैं, लेकिन कई वैडिंग पक्षियों की तरह, वे नरम होते हैं, इसलिए जब पक्षी एक पैर उठाता है, तो बद्धी बिना सक्शन के नीचे से गिर जाती है, जिससे मनुष्यों के लिए कीचड़ में चलना मुश्किल हो जाता है। चलते या दौड़ते समय, फ्लेमिंगो अपने पैरों को ट्रैम्पलिंग के बजाय पानी में स्लाइड करने के लिए प्रकट होता है, एक ऐसी तकनीक जो रोबोट को पानी या कीचड़ में चलने में मदद कर सकती है।

ओर्टेगा जिमेनेज़ ने यह तुलना करने के लिए कठोर और लचीले फ्लेमिंगो पैरों का एक मॉडल बनाया कि दोनों डिजाइन द्रव प्रवाह को कैसे प्रभावित करते हैं, और उन्होंने पाया कि फ्लॉपी पैर ने प्रत्येक कदम से पहले तलछट को अधिक कुशल किया। कठोर बद्धी मुख्य रूप से अशांति पैदा करती है।

उन्होंने एल-आकार की चोंच का एक 3 डी मॉडल बनाया, और वह यह दिखाने में सक्षम था कि पानी में सिर को ऊपर की ओर खींचने से भंवर का एक भंवर बन जाता है जो घूमता है, फिर से ऊर्ध्वाधर अक्ष पर भोजन के कणों को केंद्रित करता है। वह लगभग 40 सेमी प्रति सेकंड (1.3 फीट प्रति सेकंड) की गति से सिर की गति को मापता है। छोटा बवंडर पर्याप्त शक्तिशाली होता है, यहां तक ​​कि चंचल अकशेरुकी जैसे खारे पानी के झींगा और लघु क्रस्टेशियंस को कोपोड्स कहा जाता है।

चैट भी चोंच के चारों ओर भंवर का उत्पादन कर सकती है। इस मामले में, फ्लेमिंगो अभी भी अपनी ऊपरी चोंच के निर्धारण को बनाए रखता है, हालांकि यह स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकता है और केवल निचले चोंच को स्थानांतरित करता है – ओर्टेगा जिमेनेज़ ने पाया कि लगभग 12 बार प्रति सेकंड चैट करने की अंतहीन प्रक्रिया के दौरान।

केएसयू-मार्टिएटा में प्रोफेसर, पेपर के सह-लेखक टीएन यी, कम्प्यूटेशनल द्रव गतिशीलता का उपयोग करके कंप्यूटर पर चोंच और पैरों के 3 डी प्रवाह का अनुकरण करते हैं। उन्होंने पुष्टि की कि भंवर ने वास्तव में कणों को केंद्रित किया, सिंक में 3 डी प्रिंटहेड का उपयोग करते हुए प्रयोगों के समान, सक्रिय तैराकी और निष्क्रिय रूप से तैरने वाले खारे पानी के झींगा अंडे।

“जब हम 3 डी प्रिंटेड मॉडल को सिंक में डालते हैं, तो हम ब्राउज़िंग को मिमिक करते हैं, वे चोंच के किनारों पर सममित भंवर बनाते हैं, जिससे पानी पानी में कणों को प्रसारित करने की अनुमति देता है, इसलिए वे वास्तव में चोंच में प्रवेश करते हैं,” ओर्टेगा जिमेनेज़ ने कहा। “यह द्रव शक्ति की चाल है।”

उनकी अगली परियोजना फ्लेमिंगो की पिस्टन जैसी जीभ की भूमिका को निर्धारित करना है और नमकीन और कभी-कभी विषाक्त पानी से अंडाकार फिल्टर के कंघी किनारे को कैसे प्राप्त करें।

“फ्लेमिंग्स सुपर पेशेवर जानवर हैं जो फ़िल्टरिंग के लिए उपयोग किए जाते हैं,” उन्होंने कहा। “यह सिर्फ सिर नहीं है, बल्कि गर्दन, पैर, पैर और उन सभी व्यवहारों का उपयोग करते हैं जो वे उपयोग करते हैं, बस इन छोटे और फुर्तीले जीवों को प्रभावी ढंग से पकड़ने के लिए।”

YEE के अलावा, पेपर के अन्य सह-लेखक पोस्टडॉक्टोरल पंकज रोहिला, स्नातक छात्र बेंजामिन सेलेब और जॉर्जिया टेक के प्रोफेसर साद भमला हैं; और नैशविले चिड़ियाघर, टेनेसी के जेक बेलेयर। यह काम नेशनल साइंस फाउंडेशन (NSF कैरियर IOS-1941933) द्वारा प्रदान किया गया था, साथ ही बामला, मेन विश्वविद्यालय और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले से ओर्टेगा जिमीज़ के लिए एक खुला चैरिटी कार्यक्रम भी।