Насекомые, птицы и млекопитающие. Способности к активному полету

Из ныне живущих животных воздушную среду обитания, за счет способности к активному полету, полноценно освоили только представители классов насекомые, птицы и млекопитающие. Какими анатомо-физиологическими особенностями лимитируется максимальная высота полета для представителей каждого из указанных классов? Какие из современных животных обладают максимальной абсолютной высотой активного полета? Какие изменения в анатомию и физиологию животного с рекордной высотой полета необходимо внести, чтобы заметно увеличить эту высоту? С какими проблемами столкнется такое измененное животное?
Задание

Насекомые имеют следующие ограничения высоты полета:
1. Малые размеры и масса.
2. Относительная хрупкость тела и самих крыльев.
3. Тела не приспособлены к полетам на большой высоте.
4. В полете могут легко стать добычей насекомоядных птиц.
Насекомые

1. Птицы и млекопитающие имеют не приспособленную форму тела.
2. Необходимость в большом количестве кислорода.
3. Требуется очень много энергии для подъема и сопротивления ветру.
Птицы и млекопитающие

Рекордсмены по высоте полёта
Гриф Рюппеля (африканский сип)
Серый журавль
Горный гусь
Лебедь-кликун
Альпийская галка

В предыдущей таблице было видно, что для высокого парящего полёта птица должна обладать либо большим размахом крыльев, либо маленьким весом.
Допустим, необходимо увеличить высоту полёта нашей гипотетической птицы до 14 000 м.

Проблемы

Решение(кислород)
Гриф Рюппеля (африканский сип)
Птице нужны минимальные объемы кислорода для передвижения.
Для этого птица должна иметь:
Полёт, основанный на планировании в воздухе.
Увеличенную вместительность воздушных мешков.
Особый вид гемоглобина, помогающий более рациональному использованию поглощаемого птицей кислорода.
Механизм падения температуры, помогающий удерживать в крови больше кислорода.

Решение(подъёмная сила)
Механизм полёта
Важной составляющей является форма тела птицы. Для этого птица должна иметь:
Большие крылья в сравнении с телом и большие размеры, которые дают необходимую массу.
Большая площадь крыльев, позволяющая противостоять силе тяжести и изменяющая подъемную силу, как раз необходимую для планирования.
Более прочные кости, необходимые для управления такими крыльями , как раз границы веса позволяют это сделать.
Форму клюва, приближенную к форме носа самолета – максимально сужающуюся.

Решение(давление)
Дыхательная система птицы
Нашей птицы мы уже увеличили прочность костей и размер воздушных мешков. Поскольку в них давление воздуха такое же, как и во внешней среде, то эта проблема отпадает.

Решение(запас энергии)
Падальщики поедают труп
Животному необходима энергия, чтобы продолжать жизнедеятельность. Для полёта на больших высотах требуется огромное количество энергии. Варианты решения:
Запасание органических веществ в подкожной жировой клетчатке.
Птица должна быть хищником или падальщиком, т.к. углеводы животного происхождения имеют менее сложные цепочки химических превращений.

Образ жизни
Вероятно, полеты не могут длиться долго, а по их окончании животному будет необходимо восстанавливать жировые запасы, с чем могут возникнуть проблемы. В случае затруднения поисков добычи птица может погибнуть, но если высокий полет, как и у грифа Рюппеля, будет сопряжен с охотой, эта проблема устраняется. Предполагается, что большую часть жизни птица будет проводить в воздухе, спускаясь на землю для
питания. Учитывая изменения ее анатомии, например большой размер и масса и приспособленность
именно к полету, она может стать легкой добычей крупных наземных хищников.