Jak działa język hummingbird

Zdjęcie 1 - czubek języka kolibra pijącego nektar. Znalezienie zdjęć prawdziwego języka kolibra jest znacznie trudniejsze niż zdjęć języka ćmy jastrzębia, które często są przedstawiane jako taki. Gdy czubek języka kolibra wejdzie do płynu, pęka on jak wąż, ale nie po to, by złapać molekuły zapachowe, ale by zebrać słodki nektar. A sam język może wystawać daleko od dzioba dzięki długim rogom aparatu gnykowego, które owijają się wokół czaszki. Koliber rubinobrody (Archilochus colubris) ucztuje na nektarze ukorzenienia campsis (Campsis radicans).

Kolibry nie pozyskują nektaru całym językiem, a jedynie jego czubkiem. Przypomina dwie cienkościenne rurki zamknięte na końcu, z których każda jest przecięta wzdłuż. Ale pusta końcówka ma tylko około 6 mm długości. Aleksandrow koliber (Archilochus alexandri) pije sztuczny nektar. Aby to zrobić, wystawił z dzioba tylko czubek języka.

W podstawowej części języka zrogowaciały nabłonek otacza tkankę łączną, naczyniową, nerwową i inne struktury, w tym paraglossalia - kości, do których przyczepione są mięśnie języka. Mięśnie znajdują się tylko u podstawy języka. Ponadto funkcję wspierającą pełni paraglossalia. Wraz z odległością od podstawy języka nabłonek wrasta coraz głębiej w język, dzieląc go na dwie podłużne komory. W tym przypadku warstwa rogowa naskórka staje się coraz grubsza i zmniejsza się proporcja innych tkanek. Nawet w parajęzykach tkanka kostna jest zastępowana tkanką chrzęstną, a następnie całkowicie się kończy. Sama końcówka jest już podzielona na dwie części i składa się w całości ze zrogowaciałego nabłonka. Tak więc czubek języka kolibra składa się z dwóch równoległych rowków zrogowaciałego nabłonka, które są elastyczne. Każdy rowek składa się z pręta nośnego i przymocowanej do niego przezroczystej płyty o grubości 25 μm. Owija się wokół osi równoległej do pręta i pełni rolę ścianek. Taka konstrukcja na przekroju ma postać przecinka, gdzie „punkt” to pręt, a cienka linia to płytka. Pręty podtrzymujące mogą zmieniać orientację w przestrzeni, a nawet obracać się. Pomaga kolibrom zbierać nektar z płytkich kwiatów. Na wolnym końcu płyta u wielu gatunków jest „pocinana” na segmenty - lamele lub frędzle.

Przekroje języka kolibra w miarę oddalania się od podstawy. Widoczny jest wrastanie nabłonka i proces rozdzielania się na dwie części. hyoglossus obliquus - jeden z mięśni języka, przyjęzykowy i podstawny - przyjęzykowy i podstawny, kości, do których przyczepione są mięśnie języka. Na rysunku 6 „punkty” u góry to pręty, cienkie linie to lamele. Zdjęcie z artykułu R. D. Weymouth, R. C. Lasiewski, A. J. Bergera, 1964. Aparat języka u kolibrów (4) Kiedyś kolibry zbierały nektar poprzez siły kapilarne. Jednak ruchy języka są zbyt szybkie dla takiego mechanizmu. W ciągu sekundy kolibry zdołają złapać nektar 20 razy, dostarczyć go do dzioba i połknąć! W tym przypadku ruchy języka są kontrolowane tylko przez mięśnie jego podstawy. Wychwytywanie i uwalnianie płynu jest pasywne.

Schemat budowy języka kolibra rubinobrody. A - koliber pije nektar. B - czubek dzioba i język. Długość segmentu skali - 0,5 mm. C - schematyczne przedstawienie języka, widok z góry. Należy pamiętać, że język nie jest wyświetlany w całości. Podstawa języka znajduje się po lewej stronie, koniec języka po prawej. Szary pokazuje otwór rowka, cienkie krótkie linie - lamela, czerwony - pręty podtrzymujące. D - schematycznie przedstawiające przekroje w różnych miejscach czubka języka. Zielone strzałki wskazują położenie przekrojów. Czarne linie oznaczają te same struktury w przekrojach podłużnych i poprzecznych (ściany rowkowe). Zwróć uwagę na zmianę położenia prętów wsporczych od podstawy rowków do końcówek.Kiedy język wychodzi i przechodzi między czubkami dzioba a żuchwą, ściskają go. Rowki stają się bardziej płaskie. Siła sprężystości ma tendencję do ich rozwijania, ale jest to utrudnione przez adhezję, kohezję i napięcie powierzchniowe. Wewnątrz lameli znajdują się resztki nektaru, które sklejają ściany rowków i uniemożliwiają im powrót do pierwotnego, okrągłego kształtu. A napięcie powierzchniowe na granicy nektar-powietrze między prętem a wolnym końcem blaszki nie pozwala mu się rozwinąć. A - czubek języka kolibra rubinobrody, widok z góry, od całkowitego zanurzenia w nektarze (górne zdjęcie) do całkowitego wyjścia z niego. Zielona strzałka pokazuje punkt kontrolny. B - wykresy przekrojowe pokazują zmiany położenia lameli w punkcie kontrolnym w czasie. Od góry do dołu pokazano schematycznie, jak pręciki na końcu języka zbiegają się, a blaszki są zwinięte. Na pierwszych dwóch schematach lamele znajdują się wewnątrz nektaru - w ostatnich dwóch blaszki zostały z niego usunięte, ale rowki zawierają nektar. Końcówka dzioba otwiera się trochę mniej lub trochę bardziej, w zależności od tego, czy język wychodzi po nektar i trzeba go spłaszczyć, czy odwrotnie – wraca pełny. Długość segmentu skali - 0,5 mm.

Gdy tylko język dotknie cieczy, jego czubek rozwidla się - rowki są oddzielone od siebie. Zanika napięcie powierzchniowe, klej rozpuszcza się, a lamele rozwijają się pod działaniem siły sprężystości. Kiedy język cofa się i przechodzi przez granicę nektar-powietrze, pod wpływem ciśnienia kapilarnego i napięcia powierzchniowego, zwijają się, wychwytując nektar. Na samym końcu prętów lamele są węższe. Dlatego, gdy są owinięte, średnica rowków jest mniejsza niż w jakimkolwiek innym miejscu pręta. Okazuje się, że stożek jest zamknięty, a nektar nie jest wlewany z powrotem.Po wewnętrznej stronie dzioba górnego i dzioba dolnego, na samym końcu znajduje się po jednym zębie. Kiedy ptak wciąga język do środka, zęby te powodują ponowne otwarcie blaszek, a zawartość wnika do wnętrza dzioba. Ale nektar nie trafia prosto do gardła. Na dystalnym (odległym) końcu żuchwy znajdują się dwa zbiorniki, w których się gromadzi.Nektar dostaje się do gardła dzięki jednoczesnemu działaniu trzech czynników: ruchomej żuchwy, ciśnienia hydraulicznego kolejnych porcji nektaru oraz „skrzydełek” u podstawy języka. Po otrzymaniu pierwszej porcji słodkiego napoju koliber natychmiast wysyła swój język po drugi. Wchodząc do dzioba, nowa dawka przesuwa już nagromadzoną bliżej gardła. U podstawy języka kolibra znajdują się tzw. skrzydełka, czyli zastawki, - wytwory tkanki łącznej pokryte keratyną. Kiedy język porusza się do przodu, zaginają się do środka, a kiedy wracają do dzioba, otwierają się do niego pod kątem, ciągnąc za sobą nektar. Język orła żałobnego (Eutoxeres aquila). "Skrzydła" widoczne u podstawy języka (oznaczone strzałką).

Jednocześnie z otwieraniem zastawek żuchwa u podstawy nieznacznie odsuwa się od żuchwy, tworząc dodatkową siłę ciągnącą. Podczas jedzenia środkowa część dzioba jest stale szczelnie zamknięta. Po tym, jak koliber przestaje chlupotać, ponownie „bezczynnie” wystaje i wyjmuje język, by pobrać ze zbiorników ostatnią porcję nektaru.