Misteri di balik dengungan burung kolibri itu, terbuka

Cerita ini awalnya diterbitkan oleh Penjaga dan muncul di sini sebagai bagian dari Meja Iklim kolaborasi

Burung kolibri mungkin dapat langsung dikenali dari suaranya yang eponim, tetapi penyebab karakteristik tersebut telah lama menjadi misteri.

Sekarang para peneliti mengatakan mereka telah memecahkan teka-teki, akhirnya menjawab “hmm?” dari burung kolibri.

David Lentink, asisten profesor teknik mesin di Universitas Stanford dan salah satu penulis penelitian, mengatakan bahwa meskipun dengungan diketahui terkait dengan pergerakan sayap, sebelumnya tidak jelas apa sebenarnya yang ada di balik suara itu. Perubahan tekanan yang ditimbulkan oleh kepakan, pusaran di aliran udara, dan suara siulan dari bulu itu sendiri adalah di antara kemungkinan-kemungkinan yang ada.

Sekarang tampaknya jawabannya sebagian besar terletak pada gaya aerodinamis, dan karenanya tekanan berubah, yang dihasilkan saat sayap bergerak.

“Ini saja sudah cukup untuk benar-benar memahami apa sumber utama dengungan itu,” kata Lentink.

Menulis di jurnal elife, para ilmuwan dari Universitas Teknologi Eindhoven, perusahaan spin-out Sorama, dan Universitas Stanford melaporkan bagaimana mereka sampai pada kesimpulan setelah melakukan eksperimen dengan spesies yang dikenal sebagai burung kolibri Anna.

Dalam satu pengaturan, tim mengatur lebih dari 2.000 mikrofon, serta kamera berkecepatan tinggi, di sekitar kandang tempat enam burung kolibri memberi makan bunga buatan, satu per satu. Ini memungkinkan mereka menangkap suara yang dihasilkan burung untuk membuat peta akustik 3D yang secara visual terkait dengan pergerakan sayap.

Untuk mengeksplorasi apa yang mendorong suara, tim berusaha mengukur gaya angkat dan gaya hambat yang dihasilkan oleh kepakan sayap. Untuk melakukan ini, mereka membuat eksperimen lain di mana burung-burung itu dikelilingi oleh pelat bertekanan, serta kamera berkecepatan tinggi, dan dipantau saat mereka melayang. Ini mengambil ukuran kekuatan tekanan yang dihasilkan dan bagaimana mereka berubah seiring waktu.

Ketika para peneliti mengumpulkan informasi tentang kekuatan bersama dengan gerakan sayap burung, mereka dapat memprediksi suara yang akan dihasilkan dari faktor-faktor ini saja. Mereka kemudian membandingkannya dengan peta akustik 3D yang dihasilkan dari pengaturan mikrofon.

Hasilnya mengungkapkan bahwa gaya aerodinamis yang dihasilkan saat sayap bergerak, bersama dengan kecepatan dan arah gerakan sayap, sebagian besar cukup untuk menjelaskan dengungan burung kolibri.

Peneliti menggunakan pemetaan suara 3D untuk menunjukkan bagaimana gaya aerodinamis selama penerbangan menjelaskan suara eponim burung kolibri itu.

Tim mencatat bahwa faktor krusial adalah gerakan sayap burung kolibri. Sementara sebagian besar burung hanya menciptakan gaya angkat saat gaya turun – yang ditemukan oleh tim sebagai sumber suara utama – burung kolibri melakukannya pada gerakan ke bawah dan ke atas sebagai akibat dari gerakan sayap yang tidak biasa, yang mengikuti jalur yang mirip dengan senyuman berbentuk U. Terlebih lagi, pukulan ini terjadi lebih cepat pada burung kolibri – sekitar 40 kali per detik. Hasilnya, kata tim, gerakan sayap burung kolibri menghasilkan suara pada 40Hz dan 80Hz – suara yang berada dalam jangkauan pendengaran kami dan merupakan komponen dominan dari dengungan burung.

Tetapi variasi gaya dalam pukulan, bersama dengan pengaruh lebih lanjut dari gerakan sayap berbentuk U, menghasilkan nada frekuensi yang lebih tinggi dari suara ini.

“Hal yang menarik tentang kepakan sayap burung kolibri yang kompleks adalah bahwa kedua getaran utama itu juga menyebabkan harmonik yang lebih tinggi,” kata Lentink, seraya menambahkan bahwa nada seperti itu ditambahkan ke timbre suara secara keseluruhan.

“Ini benar-benar cara spesifik di mana gaya berfluktuasi yang menciptakan suara yang kami dengar,” katanya.

Tim tersebut menerapkan versi sederhana dari teori mereka pada data makhluk terbang dari nyamuk hingga burung seperti merpati untuk mengungkap mengapa gerakan mereka menghasilkan suara yang berbeda.

“Cara mereka menghasilkan kekuatan yang berbeda,” kata Lentink. “Dan itulah yang menyebabkan mengapa mereka berdengung versus bersenandung, versus mendengung, versus merengek.”

https://thefroggpond.com/