Ученые объяснили, почему люди не могут летать как птицы
Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле и Манчестерского университета провели уникальное научное моделирование, целью которого было выяснить, какой размах крыльев должен быть у человека, чтобы он смог оторваться от земли и летать, как птица. Согласно их расчетам, для мужчины или женщины весом 70 кг и ростом около 1,5 м оптимальный размах крыльев составил бы примерно 6 м. Профессор биологии Тай Хедрик отметил, что такой размер оказался относительно небольшим, что может показаться неожиданным.
Однако для обеспечения полноценного полета одних только крыльев недостаточно. Ученые подчеркивают, что для взмахов крыльями любому существу необходимы мощные мышцы, которые обеспечивают подъемную силу. У большинства птиц до 18% массы тела приходится на грудные мышцы, обеспечивающие полет, а у некоторых видов этот показатель достигает 30%. У летучих мышей, в отличие от пернатых, мышцы распределены иначе, но принцип остается схожим: значительная доля веса тела приходится на мускулатуру, задействованную во время полета. Это кардинально отличает их от наземных животных.
Кроме массы мышц немаловажное значение имеет и конструкция. Популярный образ ангела с большими, пернатыми крыльями, расположенными на спине, оказался бы крайне неудобным для человека с точки зрения биомеханики. Такой тип анатомии потребовал бы наличия дополнительной кости в плечевом поясе, а также мышечной системы, которая соединяла бы грудную клетку и спину. Более реалистичным вариантом для Homo sapiens могли бы стать крылья, схожие с теми, что есть у летучих мышей. В этом случае вся верхняя конечность, включая руку и пальцы, была бы растянута в широкую кожистую мембрану, обеспечивающую необходимый подъем при длине размаха около 6 метров.
Для реализации мечты о полете человеку пришлось бы существенно измениться анатомически. Помимо увеличения мышечной массы, его скелет должен был бы эволюционировать, став легче и подвижнее, чтобы компенсировать вес крыльев. В природе этот процесс происходил миллионы лет, поэтому и человеку понадобилось бы столько же. Ученые подчеркивают, что структура тела летающих существ, таких как птицы и летучие мыши, формировалась под влиянием эволюционных изменений, которые обеспечивали баланс между легкостью костей, мощностью мышц и аэродинамическими характеристиками.
Кроме того, исследователи отмечают, что человек с крыльями мог бы столкнуться с проблемами, связанными с энергозатратами. Полет требует значительных усилий и высококалорийного питания. Это объясняет, почему у птиц метаболизм гораздо выше, чем у наземных млекопитающих. Полет сопряжен с огромными нагрузками на организм, поэтому для поддержания крылатого образа жизни нам потребовалось бы полностью пересмотреть свои привычки, начиная от питания и заканчивая образом жизни.
Ученые пришли к выводу, что превращение человека в летающее существо возможно только в случае значительных изменений в физиологии. Это открытие не только удовлетворяет любопытство о гипотетическом полете человека, но и показывают, насколько сложно меняется строение тела, чтобы приспособиться к условиям, необходимым для перемещения в воздухе. Мечта о полете, которую человечество вынашивало веками, остается скорее символом фантазий, чем реальной возможностью.
Ранее мы писали о предстоящих летных испытаниях прототипа электросамолета Heart X1.
