Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Плавниковая гидравлика

Тунцы – одни из самых быстрых пловцов среди морских животных: за несколько секунд эти рыбы могут разогнаться до 40–50 км/ч, а желтоперый тунец может плавать со скоростью 75 км/ч.

Плавниковая гидравлика

Естественно, у тунцов есть масса анатомических и физиологических особенностей, которые помогают им так быстро двигаться, начиная от формы тела и заканчивая способностью подогревать собственную кровь.



Кроме того, не будем забывать, что на большой скорости становится непросто маневрировать, а маневрировать тунцам приходится много – они хищники и охотятся за такой же проворной добычей, как и они сами. Для поворотов, спусков и подъемов есть плавники, которые у тунцов должны быть исключительно сильными и при том гибкими, чтобы можно было быстро и точно поменять курс.

В статье в Science исследователи из Стэнфорда вместе с коллегами из океанариума Монтерей Бэй описывают удивительный гидродинамический механизм, который позволяет тунцам управлять хвостовым, анальным и спинным непарными плавниками. Все началось с того, что Вадим Павлов и его коллеги обнаружили у тунцов под спинными и анальными плавниками полости-синусы, заполненные жидкостью. Далее выяснилось, что полости эти – часть сложной системы сосудов, мышц и костей, и что все вместе очень напоминает какое-нибудь гидравлическое устройство: мышцы нагнетают жидкость в тот или иной сосуд-трубку, и в результате плавник меняет форму и направление.

Исследователи изучили подробные видеозаписи с тунцами, на которых было видно, как меняется направление движения рыбы и как при этом выглядят ее плавники. Так, сопоставляя разные «маневровые фигуры» с формой плавников, удалось рассчитать, как и куда должна перемещаться жидкость в гидравлической системе управления тунцов. Но, пожалуй, самый главный сюрприз оказался в том, что гидравлика плавников оказалась продолжением лимфатической системы.

Периферические лимфатические сосуды обычно очень мелкие и почти неразличимы на глаз, но у тунцов они стали заметно крупнее – чтобы в них поместилось достаточно жидкости и чтобы жидкость можно было удерживать под давлением. С той скоростью, с какой плавают тунцы, для них важно, чтобы плавник не дрожал, не смещался под напором воды, иначе рыбу мотало бы то туда, то сюда, и гидравлическая система, очевидно, позволяет держать плавник очень крепко, и при том тратя на это намного меньше энергии, чем если бы тут работали только мышцы.

Вообще, среди животных многие научились использовать гидравлическую биомеханику – тут можно назвать медуз, членистоногих, иглокожих с их амбулакральной системой. Но среди позвоночных таких примеров нет, и тунцы тут единственные, кто использует биогидравлику для управления движением. И, конечно, отдельный удивительный факт, что они приспособили для этого лимфатическую систему, которая обычно нужна только для обмена веществ и иммунитета.

В перспективе, возможно, «ноу-хау» тунцов удастся как-то применить в инженерии, при создании каких-то роботов-аппаратов, которые должны быть одновременно очень быстрыми и очень маневренными.

Автор: Кирилл Стасевич





Ссылка на источник

Tags: биология, животные, знания, исследования, физиология
Subscribe

Posts from This Journal “животные” Tag

Buy for 20 tokens
По поводу моего вчерашнего поста "Я разорён", каюсь, был не прав, однако получил очень полезный фитбек. Об этом подробно... (фото: Яндекс Картинки, кадр из к/ф Во все тяжкие) Возможно было глупо использовать стандартную подачу информации, а именно "кликбейт", когда пишу…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments