Mitől erősek a madárfészkek?

Egy amerikai kutatócsoport azokat a fizikai hatásokat mérte fel, amelyek egy madárfészket egyben tartják, a Physical Review Letters-ben megjelent tanulmányt az Amerikai Fizikai Társaság ismertette.

A madárfészek a természet mérnöki remekműve, hajlékony rudak összevisszaságából áll, amely könnyű, rugalmas, mégis ellenálló, a látszólag egymásra hányt gallyak képesek hosszú heteken (sőt, néha éveken) át egyben maradni az időjárás viszontagságai ellenére is. A kutatók röntgen vizsgálatok és számítógépes modellezés segítségével tárták fel azokat az erőket, amelyek ezt lehetővé teszik.

A vizsgálatok és a modellezés megmutatta, hogy a fészek tulajdonságaiban döntő a gallyak egymáshoz való súrlódása, és az egymáshoz érő pontjaik eloszlása. Bambuszrudakkal végzett kísérletekből kiderült, hogy azok rugalmassága különös módon jelentkezik. Az egyszerűen egymásra dobált rudakat összenyomták, majd a nyomóerőt kikapcsolva hagyták, hogy visszanyerje (nagyrészt) az eredeti formáját a halom. Ennek során röntgennel vizsgálták a rudak közti kapcsolódási pontokat, és modellszámításokat is végeztek a mért adatokkal.

Kiderült, hogy minél jobban összenyomták a rudakat, annál több ponton támaszkodtak egymásnak, s ennek során egyre merevebbé váltak, s ellenálltak a további deformációnak. Vagyis minél nagyobb erőt fejtettek ki a halom rúdra, az annál több ponton érintkezett és annál ellenállóbb volt. A halom aztán csak késleltetett módon nyerte vissza eredeti alakját, miután a nyomás megszűnt rajta, annak köszönhetően, hogy az egymásnak dörzsölődő rudaknak a visszahelyezkedéskor le kellett küzdeniük a statikus súrlódást is.

Amellett, hogy a madárfészek stabilitásáról árulkodnak e kísérletek, gyakorlati hasznuk is van az építészet számára, vagy az olyan anyagok vizsgálatakor, amik hasonló elven épülnek fel, például a filc vagy a nemez.

A madárfészek persze nemcsak egymásra hányt rudak, hanem a madár által gondosan egymásba fűzött ágacskák tömege, így azt, hogy a fészek nem hullik darabjaira, a madár munkája biztosítja azzal, ahogyan egymásba hajlítja a gallyakat. Ismert, hogy a madarak az építés során a fészek szélén kilógó ágacskákat visszahajlítják és bedugdossák a többi közé. A kutatók szerint a fészek, mint rendszer a madár e gondosságának köszönhetően képes egyben maradni.