날고 활공하는 동물

Flying and gliding animals
회색 기러기(안세란서).새들은 진화된 동력 비행을 가진 단 네 개의 분류학 그룹 중 하나입니다.

많은 동물들이 동력 비행이나 활공으로 공중 이동이 가능합니다.이 특성은 공통 조상이 없이 진화에 의해 여러 번 나타났습니다.비행은 곤충, 익룡, 새, 박쥐와 같은 별도의 동물들에서 적어도 네 번은 진화해왔습니다.글라이딩은 더 많은 경우에 진화해왔습니다.보통 다른 가능성들이 있지만, 그 개발은 나무에서 나무로 이동하는 것을 캐노피 동물들을 돕는 것입니다.특히 활공은 열대 우림 동물들 사이에서, 특히 나무가 높고 넓은 간격을 가진 아시아 (특히 보르네오 섬)의 열대 우림에서 진화했습니다.몇몇 수생 동물들과 몇몇 양서류와 파충류들도 전형적으로 포식자들을 피하기 위한 수단으로 이러한 활공 비행 능력을 진화시켰습니다.

종류들

동물의 공중 이동은 동력과 무동력의 두 가지 범주로 나뉠 수 있습니다.동력이 없는 이동 모드에서는 바람이나 공기를 통해 떨어지는 바람에 의해 몸에 작용하는 공기역학적 힘을 사용합니다.동력 비행에서, 그 동물은 상승하기 위해 또는 안정적이고 수평한 비행을 유지하기 위해 공기역학적 힘을 발생시키기 위해 근육의 힘을 사용합니다.떨어지는 것보다 더 빠르게 상승하는 공기를 찾을 수 있는 사람들은 치솟음으로써 고도를 높일 수 있습니다.

무동력

이러한 이동 방식은 일반적으로 높은 위치에서 동물의 출발을 필요로 하며, 위치 에너지를 운동 에너지로 변환시키고, 궤적과 하강 각도를 제어하기 위해 공기역학적 힘을 사용합니다.에너지는 교체되지 않은 상태에서 드래그하기 위해 지속적으로 손실되므로 이러한 이동 방법은 범위와 지속 시간이 제한됩니다.

  • 낙하: 중력에 의해 고도가 감소하며, 항력을 증가시키거나 양력을 제공하기 위해 아무런 적응을 사용하지 않습니다.
  • 낙하산: 수평에서 45°이상의 각도로 낙하하여 항력을 증가시킵니다.아주 작은 동물들은 바람에 실려 갈 수도 있습니다.어떤 활공하는 동물들은 안전하게 내려가기 위해 활공막을 들어올리기 보다는 끌기 위해 사용할지도 모릅니다.
  • 활공 비행: 조정된 에어로포일 막에서 양력으로 수평에서 45° 미만의 각도로 떨어집니다.이를 통해 천천히 하강하는 방향의 수평 이동이 가능하며, 공기 중에서 에어로포일 효율성을 위해 드래그 힘을 감소시키기 위한 합리화가 가능합니다.활공하는 동물은 실제 전단지보다 가로 세로 비율(날개 길이/너비)이 낮습니다.

동력 비행

동력 비행은 적어도 네 번 진화해 왔습니다: 처음에는 곤충에서, 그 다음에는 익룡에서, 다음에는 새에서, 그리고 마지막에는 박쥐에서.그러나 수각류 공룡에 대한 연구는 여러 개의 (≥3) 독립적인 동력 비행 획득을 제안하고 있으며, 최근의 연구는 다른 박쥐류 사이에서도 독립적인 획득을 제안하고 있습니다.동력 비행은 근육을 사용하여 공기역학적 힘을 발생시키는데, 이것은 그 동물이 양력과 추진력을 만들어 낼 수 있게 해줍니다.그 동물은 상승하는 공기의 도움 없이 올라갈 수 있습니다.

외장 전력

풍선과 솟구치는 것은 근육에 의해 작동되는 것이 아니라, 오히려 외부 공기역학적 에너지원, 즉 각각 바람과 상승하는 열에 의해 작동됩니다.두 가지 모두 외부 전원이 있는 한 계속될 수 있습니다.하늘을 나는 것은 아주 큰 날개를 필요로 하기 때문에, 동력 비행이 가능한 종에서만 일반적으로 볼 수 있습니다.

  • 풍선 날리기: 바람에 긴 비단 가닥들에 대한 공기역학적 효과로 인해 공중으로 날아오릅니다.대부분 작거나 어린 거미들인 비단을 생산하는 절지동물들은 풍선을 위해 특별한 가벼운 고사머 비단을 분비하며, 때때로 높은 고도에서 먼 거리를 이동합니다.
  • 하늘을 나는 것: 날개를 펄럭이지 않고 동물을 하늘로 끌어올릴 수 있는 특정한 생리학적, 형태학적 적응이 필요한 상승 또는 다른 움직임의 공기 속에서 활공합니다.상승하는 공기는 열, 융기 또는 다른 기상적 특징 때문입니다.적절한 조건에서, 급상승은 에너지를 소비하지 않고 고도를 증가시킵니다.효율적인 급상승을 위해서는 큰 날개 길이가 필요합니다.

많은 종들이 다양한 시기에 여러 가지 모드를 사용합니다. 매는 힘을 이용해 날아오른 다음 열을 타고 날아오른 다음 자유낙하를 통해 먹이를 잡습니다.

진화와 생태

활공 및 낙하산

글라이딩은 동력 비행과는 독립적으로 발생하지만,[4] 가장 단순한 형태의 비행이기 때문에 그 자체로 생태학적인 장점이 있습니다.[5]활공은 나무에서 나무로 이동하는 매우 에너지 효율적인 방법입니다.나뭇가지를 따라 흐르는 캐노피를 통해 이동하는 것은 덜 에너지적으로 힘들 수 있지만, 나무 사이의 빠른 전환은 특정 지역에서 더 높은 먹이를 찾는 속도를 가능하게 합니다.[6]활공비는 크기와 현재 동작에 따라 달라질 수 있습니다.더 작은 먹이 패치는 더 짧은 거리를 통한 더 적은 활공 시간을 필요로 하고 더 짧은 시간 안에 더 많은 양의 먹이를 얻을 수 있기 때문에 더 높은 먹이 섭취율은 더 높은 활공 비율에 의해 뒷받침됩니다.[6]낮은 비율은 높은 비율만큼 에너지 효율이 높지는 않지만,[5] 많은 활공 동물들은 나뭇잎과 같은 낮은 에너지의 음식을 먹고 이것 때문에 활공에 제한을 받는 반면, 하늘을 나는 동물들은 과일, 꿀, 곤충과 같은 높은 에너지의 음식을 더 많이 먹는다는 주장이 있습니다.[7]포유류는 낮은 에너지의 먹이를 찾는 시간을 늘리기 위해 더 낮은 활공비에 의존하는 경향이 있습니다.[8]일정한 속도와 활공각을 달성하는 평형 활공은 동물의 크기가 증가함에 따라 얻기가 더 어렵습니다.더 큰 동물들은 에너지적으로 유익하기 위해 훨씬 더 높은 높이와 더 긴 거리에서 활공해야 합니다.[9]글라이딩은 포식자 회피에도 매우 적합하여 안전한 지역으로의 표적 착륙을 통제할 수 있습니다.[10][9]비행과는 대조적으로, 활공은 여러 번 ( 현존하는 척추동물 중에서 12번 이상) 독립적으로 진화해 왔지만, 이 그룹들은 비행하는 동물 그룹만큼 방사되지 않았습니다.

대부분이 동남아시아의 열대 우림에 서식하기 때문에, 세계적으로 활공하는 동물들의 분포는 고르지 않습니다. (외견상 적절한 열대 우림 서식지에도 불구하고, 인도나 뉴기니에서는 거의 발견되지 않고 마다가스카르에서는 발견되지 않습니다.)그 외에도 아프리카에서는 다양한 활공 척추동물이 발견되고, 남아메리카에서는 하이리드 (날아다니는 개구리) 과가, 아시아 북부와 북아메리카의 숲에서는 여러 종의 활공 다람쥐가 발견됩니다.[11]다양한 요인들이 이러한 차이를 발생시킵니다.동남아시아의 숲에서는 우성인 (주로 두터카프) 나무들이 다른 숲의 나무들보다 더 큽니다.숲의 구조와 나무 사이의 거리는 다양한 종에서 활공의 발달에 영향을 미칩니다.[8]출발이 높으면 추가적인 활공과 더 멀리 이동할 수 있는 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.활공하는 포식자들은 먹이를 더 효율적으로 찾을 수 있습니다.아시아 숲에 육식 동물(도마뱀 등)의 곤충과 작은 척추동물 먹이가 적은 것도 한 요인이 될 수 있습니다.[11]호주에서는 많은 포유류 (그리고 모든 포유류 글라이더)들이 어느 정도는 쥐기 쉬운 꼬리를 가지고 있습니다.세계적으로, 더 작은 활공 종들은 깃털처럼 생긴 꼬리를 가지고 있고 더 큰 종들은 털이 무성한 꼬리를 가지고 있는 경향이 있지만,[10] 더 작은 동물들은 활공막을 발달시키기 보다는 낙하산에 의존하는 경향이 있습니다.[9]활막인 파타지움은 프로파타지움, 디지파타지움, 사장파타지움, 유로파타지움의 네 그룹으로 분류됩니다.이 막들은 근육과 앞다리와 뒷다리 사이의 결합 조직에 의해 연결된 두 개의 단단한 경계가 있는 층의 피부로 이루어져 있습니다.[10]

동력 비행 진화

척추동물의 유사한 비행 적응:
  1. 익룡 (Pterosauria)
  2. 박쥐 (키롭테라)
  3. 새(Aves)

동력 비행은 조류, 박쥐, 익룡, 곤충 등 4번만 명확하게 진화했습니다.더 자주 진화해 왔지만 일반적으로 소수의 종만을 낳는 활공과는 대조적으로, 현존하는 세 그룹의 동력 비행선은 엄청난 수의 종을 가지고 있으며, 이는 비행이 일단 진화하면 매우 성공적인 전략임을 시사합니다.박쥐는 설치류 다음으로 모든 포유류 종 중에서 가장 많은 종을 가지고 있는데, 이는 전체 포유류 종의 약 20%에 해당합니다.[12]조류는 육상 척추동물 중 가장 많은 종을 가지고 있습니다.마지막으로, 곤충들은 (대부분이 생애 주기의 어느 시점에서 날아다니는) 다른 모든 동물 그룹을 합친 것보다 더 많은 종을 가지고 있습니다.

비행의 진화는 동물 진화에서 가장 눈에 띄고 힘든 것 중 하나이며, 많은 저명한 과학자들의 관심을 끌었고 많은 이론을 만들어 냈습니다.게다가, 하늘을 나는 동물들은 크기가 작고 질량이 낮기 때문에(둘 다 표면적과 질량의 비율을 증가시킨다), 그들은 서식지를 공유하는 더 크고 무거운 뼈를 가진 육상 동물 종들에 비해 드물게 화석화되는 경향이 있습니다.하늘을 나는 동물의 화석은 매우 특정한 상황에서 형성된 예외적인 화석 퇴적물에 국한되는 경향이 있으며, 이로 인해 일반적으로 화석 기록이 좋지 않으며, 과도기적인 형태가 특별히 부족합니다.게다가, 화석이 행동이나 근육을 보존하지 않기 때문에, 서투른 전단지와 훌륭한 활공자를 구별하는 것은 어려울 수 있습니다.

곤충은 약 3억 5천만년 전에 비행을 진화시킨 최초의 동물이었습니다.곤충 날개의 발달 기원은 진정한 비행 이전의 목적과 마찬가지로 논란의 여지가 있습니다.한 가지 제안은 날개가 처음에는 기관 아가미 구조에서 진화하여 물의 표면에 사는 작은 곤충들을 위해 바람을 잡는데 사용되었다는 것이고, 다른 한 가지 제안은 날개가 초승달 모양의 엽이나 다리 구조에서 진화하여 낙하산에서 활공으로, 그리고 원래 수목성 곤충을 위해 비행하는 것으로 점차 발전했다는 것입니다.[13]

익룡은 약 2억 2천 8백만 년 전에 진화한 다음의 비행이었습니다.이 파충류들은 공룡의 가까운 동족이었고, 거대한 크기에 이르렀고, 마지막 형태들 중 일부는 9.1 미터 (30 피트)가 넘는 날개 길이를 가진 지구에 서식하는 가장 큰 날짐승이었습니다.하지만, 그들은 Nemicolopterus의 날개폭이 250mm(10인치)에 이를 정도로 다양한 크기에 걸쳐 있었습니다.

새들은 많은 형태의 화석 기록을 가지고 있으며, 작은 수각류 공룡으로부터 진화한 것과 백악기 말에 대멸종에서 살아남지 못한 수많은 수각류의 새와 같은 형태를 기록하고 있습니다.사실, Archoopteryx는 파충류와 조류 해부학이 섞인 것과 다윈이 종의 기원에 대해 출판한 지 2년 만에 발견된 행운 때문에, 거의 틀림없이 세계에서 가장 유명한 과도기 화석입니다.하지만, 다양한 과학자들이 "나무 아래" 기원(나무 조상이 활공을 하며 진화한 후 비행을 한) 또는 "땅 위" 기원(빠르게 달리는 육상 조상이 속도를 높이고 먹이를 잡는 데 도움을 주기 위해 날개를 사용한)을 지지하면서, 이러한 변화의 생태는 훨씬 더 논쟁적입니다.

박쥐는 (약 6천만년 전에) 가장 최근에 진화한 종으로, 아마도 펄럭이는 조상일 가능성이 높지만,[14] 그들의 빈약한 화석 기록이 더 자세한 연구를 방해하고 있습니다.

멸종된 익룡들 중 더 큰 동물들과 몇몇 큰 새들과 같이 하늘을 나는 것을 전문으로 하는 동물들만 알려져 있습니다.동력 비행은 큰 동물들에게는 매우 에너지적으로 비싸지만, 그들의 크기가 급증하는 것은 장점인데, 그것은 그들의 몸무게에 비해 넓은 날개 면적인 낮은 날개 하중을 허용하기 때문에 양력을 극대화합니다.[15]급상승은 매우 에너지 효율적입니다.

생체역학

활공 및 낙하산

공기역학적 힘이 없는 자유낙하 중에는 중력에 의해 물체가 가속되어 물체가 하강함에 따라 속도가 증가합니다.낙하산을 타는 동안, 동물들은 힘이나 중력에 대항하기 위해 그들의 몸에 있는 공기역학적 힘을 사용합니다.공기를 통해 움직이는 모든 물체는 표면적과 속도 제곱에 비례하는 항력을 경험하고, 이 힘은 부분적으로 중력에 대항하여 동물의 하강을 더 안전한 속도로 늦추게 됩니다.이 항력이 수직에 대해 일정 각도로 향한다면, 동물의 궤도는 점차 수평이 될 것이고, 수직 거리뿐만 아니라 수평도 포함할 것입니다.더 작게 조정하면 선회 또는 기타 기동이 가능합니다.이것은 낙하산을 타는 동물이 한 나무의 높은 위치에서 근처의 다른 나무의 낮은 위치로 이동할 수 있게 해줍니다.구체적으로 글라이딩 포유동물의 경우, 각각 S글라이딩, J글라이딩, 그리고 "직진" 형태의 글라이딩 경로가 있는데, 이는 종들이 발사 후 고도를 높인 후 하강하는 것, 활공 전 높이를 급격히 낮추는 것, 그리고 일정한 각도의 하강을 유지하는 것입니다.[10]

활공 중에는 리프트의 역할이 증가합니다.드래그와 마찬가지로 양력도 속도 제곱에 비례합니다.활공하는 동물은 일반적으로 낙하산을 타는 것과 같이 나무와 같은 높은 곳에서 점프하거나 낙하하게 되며, 중력 가속도가 증가함에 따라 공기역학적 힘도 증가하게 됩니다.이 동물은 양력과 항력을 이용하여 더 큰 공기역학적 힘을 발생시킬 수 있기 때문에, 낙하산으로 이동하는 동물보다 더 얕은 각도로 활공할 수 있으며, 같은 고도 손실에서 더 큰 수평 거리를 커버하고 더 멀리 나무에 닿을 수 있습니다.활공 동물의 성공적인 비행은 준비, 발사, 활공, 제동, 착륙의 다섯 단계를 통해 이루어집니다.활공하는 종들은 공중에서 스스로를 더 잘 통제할 수 있고, 꼬리는 방향타 역할을 하여 비행 중 은행 이동이나 유턴을 할 수 있습니다.[10]착지하는 동안, 수목성 포유류는 공기 저항을 최대화하고 충격 속도를 낮추기 위해 착지를 준비하고 공기를 가두기 위해 앞다리와 뒷다리를 뻗습니다.[10]

동력 비행

대부분의 비행체가 양력(날개)과 추력(엔진 또는 프로펠러)을 발생시키는 물체가 분리되어 있고 날개가 고정된 상태로 있는 것과 달리, 비행동물은 날개를 이용하여 몸에 대하여 움직임으로써 양력과 추력을 모두 발생시킵니다.이것은 날개 위의 다양한 속도, 각도, 방향, 면적, 흐름 패턴을 포함하기 때문에 유기체의 비행을 자동차의 비행보다 훨씬 더 이해하기 어렵게 만들었습니다.

일정한 속도로 공기 중을 날아다니는 새나 박쥐는 날개를 위 아래로 움직입니다. (보통 약간의 앞 뒤 움직임도 있습니다.)이 동물은 움직이고 있기 때문에 몸에 상대적으로 약간의 공기 흐름이 있으며, 날개의 속도와 결합하여 날개 위를 움직이는 더 빠른 공기 흐름을 만들어냅니다.이렇게 하면 앞쪽과 위쪽을 가리키는 리프트 힘 벡터와 뒤쪽과 위쪽을 가리키는 드래그 힘 벡터가 생성됩니다.이러한 위쪽 구성 요소는 중력에 대항하여 차체를 공기 중에 유지시키는 반면, 전방 구성 요소는 추력을 제공하여 날개와 차체 전체의 항력에 대항합니다.살아있는 익룡은 연구를 위해 남아있지 않지만, 익룡 비행은 비슷한 방식으로 작동했을 가능성이 높습니다.

곤충의 비행은 작은 크기, 단단한 날개, 그리고 다른 해부학적인 차이 때문에 상당히 다릅니다.난류와 소용돌이는 곤충의 비행에서 훨씬 더 큰 역할을 하는데, 이는 척추동물의 비행보다 훨씬 더 복잡하고 연구하기 어렵게 만듭니다.[16]곤충 비행에는 두 가지 기본적인 공기역학 모델이 있습니다.대부분의 곤충들은 나선형의 가장자리 소용돌이를 만드는 방법을 사용합니다.[17][18]어떤 아주 작은 곤충들은 날개가 곤충의 몸 위에서 함께 짝짓기를 한 후에 쪼개지는 플링 앤드 클랩(fling-and-cap) 또는 웨이스-포그(Weis-Fogh) 메커니즘을 사용합니다.그들이 휙 열리면서 공기는 빨려들어가고 각각의 날개 위에 소용돌이를 만듭니다.이 묶인 소용돌이는 날개를 가로질러 이동하고, 박수 속에서 다른 날개를 위한 출발 소용돌이로 작용합니다.날개의 마모와 손상의 가격으로 순환과 승강력이 향상됩니다.[17][18]

한계와 극단

하늘을 날고 솟구치는 것

  • 가장 큰.알려진 가장 큰 비행 동물은 이전에는 날개폭이 최대 7.5 미터(25 피트)에 달하는 익룡인 프테라노돈이라고 여겨졌습니다.그러나, 더 최근에 발견된 아즈다르치드 익룡 케찰코아틀루스는 날개폭의 추정치가 9미터에서 12미터에 이르며 훨씬 더 큽니다.Hatzegopteryx와 같이 최근에 발견된 다른 아즈다르키드 익룡 종들도 비슷한 크기 또는 심지어 약간 더 큰 날개를 가지고 있을지도 모릅니다.케찰코아틀루스가 하늘을 나는 동물의 크기 제한에 도달했다고 널리 알려져 있지만, 한때 프테라노돈에 대해서도 같은 말이 있었습니다.현존하는 가장 무거운 비행 동물은 수컷이 21 킬로그램(46 파운드)에 달하는 코리 부스타드와 위대한 부스타드입니다.떠돌이 알바트로스는 3.63미터(11.9피트)로 현존하는 비행동물 중 가장 큰 날개폭을 가지고 있습니다.땅 위를 날아다니는 살아있는 동물 중에서 안데스콘도르와 마라부스황새의 날개폭이 3.2미터로 가장 큽니다.연구에 따르면 하늘을 나는 동물들이 날개 길이가 18미터에 이르는 것이 물리적으로 가능하다는 것을 보여주었지만,[19] 아즈다르키드 익룡을 포함한 어떤 하늘을 나는 동물도 그렇게 컸다는 확실한 증거는 없습니다.
케찰코아틀루스 노스트로피와 세스나 172 경비행기의 비교
  • 가장 작은.공중에 띄우기 위한 최소한의 크기는 없습니다.실제로 대기 중에는 항공기 플랑크톤의 일부를 구성하는 박테리아가 많이 떠 있습니다.[20]그러나 바람에 지나치게 영향을 받지 않고 스스로의 힘으로 움직이기 위해서는 어느 정도의 크기가 필요합니다.가장 작은 비행 척추동물은 벌새와 호박벌박쥐인데, 둘 다 몸무게가 2그램 미만일 수도 있습니다.이들은 내온 비행의 낮은 크기 제한을 나타내는 것으로 생각됩니다.[citation needed]하늘을 나는 무척추동물 중 가장 작은 것은 요정파리 말벌인 키키후나(Kikikihuna) 종으로 0.15mm (0.0059in) (150μm)입니다.[21]
  • 가장 빠른.알려진 모든 비행 동물들 중 가장 빠른 것은 송골매인데, 이것은 다이빙을 할 때 시속 300킬로미터 혹은 그보다 더 빠른 속도로 이동합니다.수평 비행에서 가장 빠른 동물은 멕시코 자유꼬리박쥐일 것인데, 멕시코 자유꼬리박쥐는 항공기 추적 장치에 의해 지상 속도를 기준으로 시속 160킬로미터에 도달한다고 알려져 있습니다.[22] 그 측정은 바람의 속도와 어떤 기여도 분리시키지 않기 때문에 관측은 강한 순풍에 의해 야기될 수 있습니다.[23]
  • 제일 느려요.대부분의 하늘을 나는 동물들은 하늘에 머물기 위해 앞으로 나아가야 합니다.그러나, 벌새, 호버플라이, 잠자리, 그리고 다른 것들처럼 날개를 빠르게 퍼덕임으로써, 또는 조심스럽게 열을 사용함으로써, 일부 생명체들은 호버링이라고 알려진 같은 장소에 머무를 수 있습니다.가장 느리게 나는 날지 않는 새가 기록된 것은 시속 8킬로미터(5.0mph)의 속도는 5.0마일입니다.[24]
  • 최고의 비행.서아프리카 코트디부아르 상공 11,550 미터 (37,890 피트)에 있는 제트 엔진에 대형 독수리인 Rüppell의 독수리 Poxm rueppeli가 빨려들어갔다는 기록이 있습니다.[25]가장 규칙적으로 가장 높이 나는 동물은 바로 머리 거위 안서인디쿠스로, 티벳에 있는 둥지터와 인도에 있는 겨울 동안 히말라야 산맥을 바로 넘어 이동합니다.그들은 때때로 8,848 미터 (29,029 피트)의 에베레스트 산 정상 위를 날아다니는 것을 볼 수 있습니다.[26]
하늘을 나는 다람쥐.

활공 및 낙하산

  • 가장 효율적인 글라이더.이는 1미터당 수평거리를 가장 많이 이동하는 동물이 넘어진 것으로 볼 수 있습니다.하늘다람쥐는 200미터까지 활공하는 것으로 알려져 있지만, 약 2의 활공비를 측정했습니다.하늘을 나는 물고기들은 높이를 제공하기 위해 물에서 처음 점프만 한 채 파도 가장자리의 외풍 위에서 수백 미터 동안 활공하는 것이 관찰되었지만, 파도의 움직임으로부터 추가적인 상승력을 얻고 있을 수도 있습니다.반면, 알바트로스는 양력과 항력의 비율이 20으로 측정되었으며,[27] 따라서 정지된 공기 중에서 20명당 1미터만 떨어집니다.
  • 가장 기동성이 뛰어난 글라이더.많은 활공하는 동물들은 회전하는 능력이 있지만, 가장 기동성이 뛰어난 동물은 평가하기가 어렵습니다.심지어 낙원 나무 뱀, 중국 활공 개구리, 활공 개미들도 상당한 공중 회전 능력을 가지고 있는 것으로 관찰되었습니다.[28][29][30]

하늘을 나는 동물

현존하는

날아다니는 벌.

곤충들

  • Pterygota:비행을 진화시킨 최초의 동물인 그들은 비행을 진화시킨 유일한 무척추동물이기도 합니다.거의 모든 곤충을 포함하고 있기 때문에, 그 종들은 여기에 나열하기에는 너무 많습니다.곤충 비행은 활발한 연구 분야입니다.
새들은 비행하는 척추동물의 성공적인 집단입니다.

새들

주요 기사 : 조류 비행
  • 새 (날아다니는, 비상하는) – 약 10,000 종의 살아있는 새들 중 대부분이 날 수 있습니다 (날아다니는 새들은 예외입니다).조류 비행은 동물의 공중 이동 중 가장 연구된 형태 중 하나입니다.하늘을 날 수 있을 뿐만 아니라 날아오를 수 있는 새에 대해서는 하늘을 나는 새 목록을 참조하십시오.
타운센드의 큰귀박쥐, "손날개"를 보여주는 (코리노리누스 타운센디)
에어버스 A380이 비행중입니다.상업 항공사는 인간이 신체 부위를 이용해 스스로 비행할 수 있는 타고난 능력을 갖추지 않고도 도구를 이용해 비행을 달성하는 방법을 보여주는 사례입니다.

포유류

주 기사 : 박쥐비행
  • 박쥐. 박쥐의 종류는 대략 1,240 종으로 분류된 포유류의 약 20%를 차지합니다.[31]대부분의 박쥐는 야행성이고 밤에 비행하는 동안 많은 박쥐들은 먹이를 집에 두기 위해 반향 정위를 사용하여 곤충을 잡아 먹습니다.[32]
주요 기사:항공의 역사

소멸됨

익룡은 알려진 가장 큰 비행동물을 포함했습니다.

익룡

  • 익룡은 최초의 비행하는 척추동물이었고, 일반적으로 정교한 전단지였을 것으로 동의됩니다.그들은 몸통에서 극적으로 긴 네 번째 손가락까지 뻗어 있는 파타지움으로 형성된 큰 날개를 가지고 있었습니다.수백 종이 있었는데, 대부분 간헐적인 플래퍼였을 것으로 생각되며, 솟구치는 사람들도 많았습니다.가장 큰 비행동물은 익룡입니다.

비조류공룡

  • 수각류 (활공과 비행).활공이나 비행이 가능한 것으로 생각되는 수각류 공룡에는 조류로 분류되지 않는 몇 종이 있었습니다.일부 종들(Microaptor gui, Microraptor zhaoianus, Changyuraptor)은 네 개의 사지에 완전히 깃털이 달린 것이 발견되었는데, 그들이 활공이나 비행에 사용했다고 생각되는 네 개의 '날개'를 주었습니다.최근의 한 연구는 비행이 아비알래의 수각류에서만 진화했을 수도 있지만 다양한 다른[2] 계통에서 독립적으로 획득되었을 수도 있다는 것을 보여줍니다.

활공하는 동물

현존하는

곤충들

  • 미끄러져 가는 강모 꼬리.방향성 공중 활강 하강은 일부 열대 수목의 강모 꼬리에서 발견되며, 날개가 없는 곤충의 조상인 자매 분류군입니다.강모 꼬리 중앙 꼬리 필라멘트는 활공 비율과 활공 조절에[33] 중요합니다.
  • 활공 개미.이 곤충들의 날지 못하는 노동자들은 두 번째로 공기를 통해 이동할 수 있는 능력을 얻었습니다.활공은 Cephalotini, Pseudomyrmecinae, 그리고 Formicinae (주로 Camponotus) 그룹의 많은 수목상 개미 종에서 독립적으로 진화했습니다.Daceton armigerum을 제외한 모든 수목형 돌리코데린류와 비세팔로틴 구르미신류는 활공하지 않습니다.다른 많은 활공자들처럼 열대 우림의 숲에서 사는 활공개미들은 그들이 넘어지거나 나뭇가지에서 넘어졌을 때 그들이 사는 나무의 줄기로 돌아가기 위해 활공을 사용합니다.활공은 페루 열대 우림의 트레우스에서 세팔로테스를 위해 처음 발견되었습니다.세팔로테스 아트레우스는 180도 회전할 수 있으며, 시각적 신호를 이용하여 트렁크를 찾아 80%의 시간을 착륙에 성공합니다.[34]활공하는 동물 중에서 독특한 것인 세팔로티니와 녹농균 개미는 복부를 먼저 활공하지만, 포미니케아과는 일반적인 머리를 먼저 사용하여 활공합니다.[35]
  • 미성숙한 곤충을 활공하는 것.어른이 되었을 때 날개를 가진 몇몇 곤충 종들의 날개 없는 미성숙 단계들 또한 활공할 수 있는 능력을 보여줄지도 모릅니다.이것들은 바퀴벌레, 사마귀, 케이티디, 막대곤충 그리고 진짜 벌레를 포함합니다.

거미류

네온날오징어

연체동물

  • 날치오징어.태평양 날치 오징어와 같은 Ommastrephidae과의 몇몇 해양 오징어들은 포식자들을 피하기 위해 물 밖으로 뛰어오를 것인데, 이것은 날치의 적응과 비슷합니다.[36]작은 오징어들은 떼를 지어 날아다니며, 50미터(160피트)에 이르는 거리를 커버하는 것으로 관찰되었습니다.맨틀의 뒤쪽으로 향하는 작은 지느러미들은 많은 양력을 만들어내지 못하지만, 비행의 움직임을 안정화시키는데 도움을 줍니다.그들은 깔때기 밖으로 물을 내보냄으로써 물을 빠져나오는데, 실제로 일부 오징어들은 물을 떠난 후에도 공기를 통해 추진력을 제공하면서 물을 계속 뿜어내는 것으로 관찰되었습니다.이것은 하늘을 나는 오징어를 제트 추진 공중 이동을 하는 유일한 동물로 만들 수 있습니다.[37]네온플라잉오징어는 초당 최대 11.2미터의 속도로 30미터(100피트) 이상의 거리를 활공하는 것으로 관찰되었습니다.[38]
가슴지느러미가 커진 띠날개 날치

물고기.

  • 날치.익소코에티대(Exocoetidae)에는 50여 종의 날치가 속해 있습니다.그들은 대부분 작은 크기에서 중간 크기의 바다 물고기들입니다.가장 큰 날치는 길이가 45 센티미터에 이를 수 있지만 대부분의 종은 길이가 30 센티미터 미만입니다.그것들은 두 개의 날개를 가진 품종과 네 개의 날개를 가진 품종으로 나뉠 수 있습니다.물고기가 물을 떠나기 전에 초당 몸길이가 30 정도로 빨라지고 수면을 깨고 물의 끌림에서 벗어나면 시속 60킬로미터 정도로 이동할 수 있습니다.[39]활공의 길이는 보통 30~50미터(100~160피트)에 이르지만, 일부는 파도의 가장자리에 있는 상승기류를 사용하여 수백 미터 동안 치솟는 것이 관찰되었습니다.물고기는 또한 일련의 활공을 할 수 있는데, 매번 꼬리를 물에 담그어 앞으로 나아가게 할 수 있습니다.물고기가 주기적으로 꼬리를 물에 담그는 동안 가장 길게 기록된 활공은 45초였습니다. (여기[40] 비디오)엑소코에투스 속은 비행과 활공 사이의 진화적 경계선에 있다는 주장이 제기되었습니다.공중에 떠 있을 때는 커진 가슴지느러미를 퍼덕거리지만, 여전히 활공하는 것처럼 보이는데, 파워 스트로크의 흔적이 없기 때문입니다.[41]어떤 날치들은 날아다니는 새들만큼 효과적으로 활공할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.[42]
  • 산 사람
    • 반 부리.한 두 종의 반달가슴지느러미가 크고 단순한 도약보다는 진정한 활공비행을 보여주는 엑소코에티대와 관련된 그룹입니다.Marshall(1965)은 Eulleptorhampus viridis가 두 개의 분리된 홉에서 50미터(160피트)를 주행할 수 있다고 보고했습니다.[43]
    • 트리니다드 구피들이 포식자의 몸을 피해 활공하는 반응을 보이는 것이 관찰되었습니다.
  • 민물 나비 물고기(활공 가능).판토돈 부흐홀치는 점프와 짧은 거리를 활공할 수 있는 능력을 가지고 있습니다.그것은 몸 길이의 몇 배나 되는 공기를 통해 움직일 수 있습니다.이렇게 하는 동안, 물고기는 큰 가슴지느러미를 퍼덕거려 일반적인 이름을 갖게 됩니다.[47]하지만 민물 나비 물고기가 진정으로 활공할 수 있을지에 대해서는 논란이 되고 있습니다, Saidel et al.(2004)는 그렇게 할 수 없다고 주장합니다.
  • 민물 햇갈치고기.야생에서, 그들은 물 밖으로 뛰어내리고 활공하는[48] 것이 관찰되었습니다 (비록 그들이 동력 비행을 달성했다는 보고가 여러 번 제기되었지만[49][50][51]).
알프레드 러셀 월리스의 1869년 저서 말레이 군도에 등장하는 월리스의 날아다니는 개구리 삽화

양서류

글라이딩은 구세계 라코포리대와 신세계 하일리대라는 두 종의 청개구리에서 독립적으로 진화해왔습니다.각 계통에는 미끄럼 방지, 낙하산, 완전 활공까지 다양한 활공 능력이 있습니다.

  • 하늘을 나는 개구리.Wallace's flying frog (Rhacophorus nigropalmatus)와 같은 많은 Rhacophoridae는 활공에 적응하고 있으며, 주요 특징은 넓어진 발가락 막입니다.예를 들어, 말레이날개구리 라코포루스 프로메나누스는 팔다리 발가락 사이의 막과 발뒤꿈치, 다리 밑부분, 팔뚝에 위치한 작은 막을 이용하여 활공합니다.그 개구리들 중 일부는 꽤 뛰어난 활공기를 가지고 있는데, 예를 들면, 중국의 하늘을 나는 개구리 라코포러스 데니시는 회전으로 구르거나 회전으로 하품을 하는 두 종류의 회전을 하면서 공중에서 조종할 수 있습니다.[52][53]
  • 하늘을 나는 개구리.글라이더를 포함한 다른 개구리 과.[54]

파충류

몇몇 도마뱀과 뱀들은 활공할 수 있습니다.

  • 활공하는 드라코도마뱀
    드레이코 도마뱀.스리랑카, 인도, 동남아시아에서 발견되는 드라코속 도마뱀은 28종입니다.그들은 나무에서 살며 나무개미를 먹고 살지만, 숲 바닥에 둥지를 튼다.그들은 60미터(200피트)까지 활공할 수 있고, 이 거리에서 그들은 높이가 10미터(30피트) 밖에 되지 않습니다.[39]특이하게도, 그들의 파타지움 (활공막)은 팔다리에 파타지움이 붙어있는 활공하는 척추동물들 사이에서 더 흔한 상황보다는 가늘고 긴 갈비뼈에 지지되어 있습니다.뻗으면 도마뱀의 몸 양쪽에 반원을 이루고, 부채처럼 몸까지 접을 수 있습니다.
  • 활공하는 라서티드.아프리카에서 발견되는 홀라스피스속(Holaspis)의 글라이딩 라세르티드(gliding lacertid)에는 두 종이 있습니다.그들은 발가락과 꼬리의 측면에 주름이 있고 활공이나 낙하산을 타기 위해 몸을 납작하게 만들 수 있습니다.[55]
  • 쿨의 하늘을 나는 도마뱀붙이 프티초존 쿨리의 아래쪽.활공 적응: 다리, 발, 몸통 측면 및 머리 측면의 피부 플랩을 주목하십시오.
    하늘을 나는 도마뱀붙이.동남아시아에 사는 활공도마뱀붙이속은 6종이 있습니다.이 도마뱀들은 팔다리, 몸통, 꼬리, 그리고 머리를 따라 작은 살갗이 나 있어 공기를 잡고 활공할 수 있습니다.[56]
  • 하늘을 나는 도마뱀붙이류.플랩과 접힌 부분이 비슷하고 활공도 가능한 프티초존의 자매 분류군입니다.[56]
  • 하늘을 나는 도마뱀붙이.T. rapicauda와 같은 Thecadactylus의 적어도 일부 종은 활공하는 것으로 알려져 있습니다.[56]
  • 코심보투스 플라잉 도마뱀붙이.Ptychozoon에 대한 비슷한 적응은 Cosymbotus속 도마뱀붙이류의 두 종에서 발견됩니다.
  • 국화잎뱀.동남아시아, 멜라네시아, 인도에서 온 뱀 5종.태국 남부, 말레이시아, 보르네오, 필리핀, 술라웨시의 낙원 나무 뱀은 연구된 뱀들 중 가장 유능한 활공자입니다.몸을 옆으로 쭉 뻗고 갈비뼈를 벌려서 배가 오목해지도록 하고, 옆으로 미끄러지는 동작을 하면서 활공합니다.그것은 100미터까지 눈에 띄게 활공할 수 있고 90도 회전할 수 있습니다.

포유류

박쥐는 자유롭게 날아다니는 유일한 포유동물입니다.[57]몇몇 다른 포유동물들은 활공이나 낙하산을 탈 수 있습니다; 가장 잘 알려진 것은 날다람쥐와 날다람쥐입니다.

  • 하늘다람쥐아과(Petauristinae).하늘다람쥐속 14개 속에 40종 이상의 살아있는 종들이 있습니다.하늘다람쥐는 아시아 (대부분의 종), 북아메리카 (글라우코미스속) 그리고 유럽 (시베리아 하늘다람쥐속)에서 발견됩니다.열대, 온대, 아북극 지역에 서식하며, 글라우코미족은 보리수림과 산지 침엽수림을 선호하며,[58] 특히 붉은 가문비나무(Picea rubens)[59]에 착지하는 것을 착륙 장소로 선호합니다.그들은 야행성을 띠는 경향이 있고 빛과 소음에 매우 민감합니다.[58]하늘다람쥐가 점프해서 가능한 거리보다 더 멀리 떨어진 나무로 건너가기를 원할 때, 그것은 팔꿈치나 손목에 연골 자극을 뻗습니다.이것은 손목에서 발목까지 뻗어있는 털복숭이 피부 (파타지움)의 플랩(flap)꼬리를 낙하산처럼 부풀린 채 독수리처럼 활공하고, 착지할 때 발톱으로 나무를 움켜잡습니다.하늘다람쥐는 200미터 이상을 활공하는 것으로 보고되었습니다.
  • 변칙 또는 비늘꼬리날다람쥐과(Anomaluridae).이 밝은 색깔의 아프리카 설치류들은 다람쥐가 아니지만 수렴적인 진화에 의해 날다람쥐를 닮도록 진화했습니다.3개 속에 7종이 있습니다.한 종을 제외한 모든 종은 앞다리와 뒷다리 사이에 활공막을 가지고 있습니다.이디우루스속("Idiurus")은 하늘을 나는 쥐로 알려진 두 종의 특별히 작은 종을 포함하고 있지만, 마찬가지로 그들은 진짜 쥐가 아닙니다.
  • 콜로고스 또는 "날으는 여우원숭이" (Dermoptera 목).콜루고에는 두 종류가 있습니다.일반적인 이름에도 불구하고, 콜루고는 여우원숭이가 아닙니다; 진정한 여우원숭이는 영장류입니다.분자적 증거는 콜루고가 영장류와 자매군이라는 것을 암시하지만, 일부 포유류학자들은 콜루고가 박쥐와 자매군이라는 것을 암시합니다.동남아시아에서 발견되는 콜루고는 아마도 기하학적으로 가능한 큰 파타지움을 가진 활공에 가장 잘 적응된 포유동물일 것입니다.높이의 손실을 최소화하면서 70미터(230피트)까지 활공할 수 있습니다.그들은 평균 발사 속도가 약 3.7 m/s인 활공 포유동물 중에서 가장 발달된 프로파타지움을 가지고 있습니다.[60] 마야 콜루고는 점프하지 않고 활공을 시작하는 것으로 알려져 있습니다.[10]
  • 여우원숭이의 일종인 시파카(Sifaka)와 다른 영장류(제한된 활공 또는 낙하산일 가능성이 있음).시파카, 인드리스, 갈라고스, 사키원숭이 등 많은 영장류들이 제한적인 활공이나 낙하산 강하를 가능하게 하는 적응법을 가지고 있다고 제안되었습니다.가장 눈에 띄는 것은 여우원숭이의 일종인 시파카는 팔뚝에 두꺼운 털이 있어서 끌림을 제공한다고 주장되어 왔고, 팔 아래에 작은 막이 있어서 에어로포일의 특성을 가짐으로써 들뜸을 제공한다고 제안되어 왔습니다.[61][62]
  • 하늘을 나는 팔랑어 또는 손목날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개날개호주와 뉴기니에서 발견되는 주머니쥐[63][64][65][66][67][68][69][70][71].활공막은 점프할 때까지 거의 눈에 띄지 않습니다.점프할 때, 그 동물은 네 다리를 모두 뻗고 피부의 헐렁한 주름을 stretches니다.아과는 7종을 포함하고 있습니다.페타우루스속의 여섯 종 중에서 슈가글라이더와 비악글라이더가 가장 흔한 종입니다.Gymnobelideus속의 유일한 종인 Leadbeater's possum은 흔적이 있는 활공막만 가지고 있습니다.
  • 글라이더(페타우로이데스 볼란).슈도케이리과(Pseudocheiridae)의 페타우로이데스속(Petauroides)의 유일종.이 유대류는 오스트레일리아에서 발견되며, 원래는 날고 있는 팔랑어류로 분류되었으나, 현재는 별도의 종으로 인식되고 있습니다.하늘을 나는 막은 Petaurinae에서와 같이 손목까지보다는 팔꿈치까지만 뻗어 있습니다.[72]미끄러지지 않는 동족에 비해 팔다리가 길쭉합니다.[10]
  • 깃털꼬리주머니쥐 (Acrobatidae).이 유대류는 각각 하나의 종으로 이루어진 2개의 속을 포함하고 있습니다.호주에서 발견되는 페더테일 글라이더(Acrobates pygmaeus)는 매우 작은 쥐 크기이며 가장 작은 포유류 글라이더입니다.깃털꼬리주머니쥐(Distoechurus pennatus)는 뉴기니에서 발견되지만 활공하지는 않습니다.두 종 모두 털이 뻣뻣한 깃털처럼 생긴 꼬리를 가지고 있습니다.

소멸됨

파충류

비조류공룡

  • 중국 쥐라기 중기의 활공 스캔 또는 옵테리지드 공룡 이키의 생명 복원.
    스캔소리옵테리과는 다른 수각류의 깃털이 달린 에어포일과는 달리 막날개의 발달을 위해 공룡들 사이에서 독특합니다.현대의 변칙과 마찬가지로, 팔꿈치가 아닌 손목 위에 있지만, 날개를 지탱하는 데 도움이 되는 뼈가 있는 막대를 개발했습니다.

물고기.

볼라티코이드는 박쥐보다 포유류 항공사보다 적어도 1억 1천만 년 앞서 있습니다.

포유류

참고 항목

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