Ученые: медузы оказались «пылесосами», а не «реактивными двигателями»

Американские ученые опровергли прописную истину столетней давности — оказалось, что медузы являются не подобием реактивных двигателей, движущихся за счет выталкивания сжатого воздуха, а своеобразным «пылесосом», который всасывает в себя воду и создает области низкого давления.© John O. Dabiri (corresponding author)

МОСКВА, 3 ноя – РИА Новости. Физики парадоксальным образом выяснили, что медузы, миноги и прочие морские существа, использующие «реактивную тягу» для движения, на самом деле не выталкивают воду, а работают как пылесос, всасывая ее в себя и тем самым двигаясь вперед, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

«Почти сто лет мы считали, что для подражания манере плавания медузы мы должны научиться вырабатывать высокое давление и использовать его для того, чтобы выбрасывать большие количества воды в направлении, противоположном вектору движения. Теперь мы понимаем, что все на самом деле наоборот, и что нам нужно засасывать воду, чтобы двигаться экономичнее и быстрее», — заявил Джон Дабири (John Dabiri) из Стэнфордского университета (США).

Дабири и его коллеги пришли к такому неожиданному выводу, наблюдая за манерой движения различных видов медуз и миног на протяжении более пяти лет. Эти животные в равной степени интересуют как физиков, так и биологов по той причине, что они тратят рекордно малые количества энергии на движение, и секреты их плавания можно использовать для создания экономичных и эффективных подводных лодок и прочих типов кораблей.

Ученым долгое время не удавалось понять, как эти животные могут сжимать и выбрасывать воду с такой большой силой, которая необходима для развития тех скоростей, которыми они обладают. Со временем Дабири, инженер по образованию, и его коллеги физики и биологи начали подозревать, что морские животные могут двигаться совсем не так, как считают ученые уже более 100 лет.

Они проверили свои подозрения при помощи оригинальной методики наблюдений, которая позволила им измерять давление и скорость движения воды в любой точке аквариума, в том числе и в окрестностях туловища миноги и внутри самого тела медузы. Для этого ученые добавили в воду большое количество небольших стеклянных шариков, «паривших» в воде и отражавших свет. © Caltech and Harvard UniversityАмериканские ученые создали робота-медузу из клеток сердца и силикона

Когда рыба или беспозвоночное двигается, эти шарики увлекаются потоками воды, и по их перемещениям и плотности можно легко определить, с какой скоростью движется вода и какое давление в ней господствует, используя лазер и специальную компьютерную программу.

Применив этот простой прием, Дабири и его коллеги раскрыли секрет экономичности миног и медуз – оказалось, что они не выталкивают из себя воду или не «отталкиваются» от ее поверхности, используя тело и плавники, а наоборот, всасывают ее в себя и создают области низкого давления.

Благодаря этим областям не животное проталкивает себя через воду, а вода тянет его за собой, двигаясь в сторону области с низким давлением. Это позволяет миногам и медузам тратить гораздо меньше энергии на движение под водой, чем это делает человек или другие сухопутные существа.

«Даже самые лучшие пловцы в мире движутся через воду, вырабатывая высокое, а не низкое давление. Этого хватает для того, чтобы переплыть озеро, реку или бассейн, но на подобное путешествие вам потребуется гораздо больше сил и энергии, чем если бы вы пользовались «пылесосом» миног и медуз», — заключает Дабири.