Как с утки вода

На фото — селезень кряквы (Anas platyrhynchos) с мокрой головой после кормежки (утка в поисках корма погружает голову в воду). Капельки воды демонстрируют водоотталкивающие свойства оперения, которыми славятся водоплавающие птицы.

Раньше основную роль в обеспечении гидрофобности оперения приписывали маслянистому секрету копчиковой железы, которым птицы смазывают свои перья, однако исследования показали, что и без этого секрета перья ничуть не хуже отталкивают воду.

Всё дело в строении пера. От его стержня отходят бородки, а от них — бородочки, соединенные между собой крючками. Вместе они формируют сеть, в которой застревают пузырьки воздуха. Капля воды, поддерживаемая этой сетью, частично сидит на воздушных карманах. Этим и объясняется гидрофобность перьев большинства птиц, как наземных, так и водоплавающих. Кроме того, гидрофобность усиливает наноразмерная шероховатость поверхности каждой бородочки. Микроскопические выступы мешают капле смачивать поверхность из-за силы поверхностного натяжения, точно такой же принцип действует и у растений.

Секрет копчиковой железы может влиять на гидрофобность путем поддержания упорядоченного расположения бородок и бородочек или повышения их эластичности и гибкости. Птицы тщательно ухаживают за своим оперением. Вам наверняка случалось наблюдать, как долго утки прихорашиваются на берегу, тщательно проходясь по оперению клювом, чтобы восстановить разорвавшиеся соединения между бородочками — примерно как мы застегиваем молнию или зип-пакет. Если вы проведёте по перу пальцами, вы получите тот же эффект — крючки одной бородки зацепятся за другую бородку, и структура пера восстановится. У перьев, которые легко намокают, например у пуха или специализированных влагоудерживающих перьев рябков, крючков нет.

Водоотталкивающие свойства перьев отличаются у разных видов птиц в зависимости их образа жизни. У уток высокая плотность бородок и бородочек, высокий коэффициент перекрытия бородочек, что усиливает водоотталкивающие свойства их оперения. Промежутки настолько узкие, что вода не может в них проникнуть из-за силы поверхностного натяжения.

Кроме того, утки с помощью мышц, прикрепленных к стержню пера, удерживают перья вместе, создавая плотный водонепроницаемый барьер, защищающий от намокания пух и кожу.

А как обстоит дело с ныряющими птицами? Чтобы нырнуть, им будет мешать лишний воздух между перьями, но и сильно намокнуть нельзя, иначе замерзнешь. Большие бакланы с этим хорошо справляются: намокает у них только наружная часть пера, а центральная отталкивает воду, сохраняя прослойку воздуха и не позволяя телу переохладиться.

У уток тоже не всё просто: радужные перья на шее селезней кряквы, переливающиеся зеленым и фиолетовым в зависимости от угла освещения, менее гидрофобны, чем остальные перья их тела. Обратите внимание, что часть перьев на шее птицы с главного фото уже намокла. Это связано с их особой структурой. Бородочки радужных перьев сплющены и закручены к поверхности пера, что увеличивает коэффициент отражения света, но также увеличивает площадь поверхности для адгезии воды. Из-за этого они не только больше намокают, но также хуже самоочищаются, поэтому утке приходится уделять этим перьям больше внимания. Обычно самоочищение происходит за счет того, что капли воды, скатываясь с перьев, уносят с собой поверхностные загрязнения.

Так что красота и правда требует жертв.