Posted 17 декабря, 08:15

Published 17 декабря, 08:15

Modified 17 декабря, 08:15

Updated 17 декабря, 08:15

Как и многие представители морской мегафауны, дышащие воздухом, зеленые черепахи во время миграции оптимизируют глубину своего плавания, чтобы минимизировать затраты на транспортировку. Они плывут на глубине примерно в три раза превышающей длину их тела, чтобы не создавать волны и максимально увеличить пройденное расстояние по горизонтали.

Черепахи и пингвины научились справляться с сопротивлением воды: борьба за выживание

17 декабря 2024, 08:15
Фото: Р. Д. и Б. С. Киркби. Как и многие представители морской мегафауны, дышащие воздухом, зеленые черепахи во время миграции оптимизируют глубину своего плавания, чтобы минимизировать затраты на транспортировку. Они плывут на глубине примерно в три раза превышающей длину их тела, чтобы не создавать волны и максимально увеличить пройденное расстояние по горизонтали.
У морских обитателей есть свои секреты, которые помогают им преодолевать большие расстояния. Например, черепахи и пингвины нашли способ уменьшить сопротивление воды, когда они плавают. Подробности в нашем материале.

Морским млекопитающим, птицам и рептилиям приходится тратить много энергии, чтобы передвигаться в воде. Некоторые виды горбатых китов (Megaptera novaeangliae) ежегодно преодолевают расстояние в 8000 километров. Магеллановы пингвины (Spheniscus magellanicus) мигрируют вдоль берегов Аргентины и Чили в поисках пищи.

Чтобы экономить энергию, мигрирующие животные приспособились плавать на одинаковой глубине во время путешествий и кормления, независимо от размера своего тела. Это «золотое сечение» описано в исследовании, опубликованном 16 декабря в журнале «Труды Национальной академии наук» (PNAS).

Чистая физика

Некоторые полуводные животные, такие как норки, обычно плавают у поверхности воды или рядом с ней. На этой глубине волны являются основным источником потери энергии. Однако для морских млекопитающих, птиц и черепах, которые преодолевают большие расстояния, важно минимизировать затраты энергии на передвижение в воде, особенно во время длительных путешествий.

Дополнительное сопротивление, возникающее при создании волн, можно уменьшить, если объект погрузится на глубину, превышающую его диаметр в три раза. Однако сравнивать эти глубины с фактическими глубинами передвижения диких животных было сложно, поскольку их трудно отслеживать в дикой природе. Этот же принцип работает и у человека.

В новом исследовании группа ученых из шести академических институтов из пяти стран сравнила глубину погружения нескольких видов морских черепах с данными о некоторых видах китов. Маленькие пингвины (Eudyptula minor) и каретты (Caretta caretta) погружались на глубину до 1,5 сантиметра — примерно на полдюйма — от поверхности. Данные о движении и видеозаписи с камер, прикрепленных к некоторым животным, также использовались и сравнивались с данными спутникового слежения за миграциями зелёных черепах на большие расстояния и данными других исследований китов и пингвинов.

Секрет уменьшения сопротивления

Ученые обнаружили, что некоторые из пингвинов, черепах и китов, о которых имеются данные, перемещались со скоростью, примерно в три раза превышающей диаметр их тела, вниз от поверхности, что уменьшало лобовое сопротивление. Животные также плавали на этой глубине независимо от того, двигались ли они к месту добычи корма или заплывали на большое расстояние, когда не питались. Это удобное место минимизирует образование волн на поверхности и расстояние по вертикали, которое преодолевает животное.

— Конечно, есть примеры, когда глубина, на которой плавают животные, обусловлена другими факторами, например, поиском добычи, но было интересно обнаружить, что все опубликованные примеры морских животных, дышащих воздухом, которые не охотятся, следуют предсказанной модели, — сказала Кимберли Стоукс, соавтор исследования и эколог-охотовед из Университета Суонси в Великобритании.

Тем не менее, Стоукс отмечает, что эти наблюдения открывают еще одно окно в понимание поведения морских животных. Несмотря на то, что воздуходышащие животные обязаны периодически подниматься на поверхность, их глубинные перемещения могут указывать на использование подводных течений или избегание потенциальных хищников. Ученые уже давно подозревают, что подобные модели поведения развивались в ответ на сложные экологические воздействия, где выживание зависит от умения маневрировать между периферией с одной стороны и ресурсами питания — с другой.

— Это редко фиксировалось из-за сложности получения данных о глубине от животных, которые мигрируют на большие расстояния, поэтому было здорово найти достаточно примеров, чтобы показать общую взаимосвязь между глубиной погружения и размером тела у животных в диапазоне от 30 см до примерно 20 м в длину, — говорит Стоукс.

Однако, как и в любом научном исследовании, остается множество неопределенностей. Кимберли Стоукс и ее коллеги подчеркивают, что необходимо продолжать сбор данных и проведение долгосрочных исследований. Многие факторы, например климатические изменения и последствия человеческой деятельности, такие как судоходство и загрязнение, могут оказывать неизвестное воздействие на привычное поведение морских млекопитающих. Понимание того, как эти величины влияют на текущие модели поведения животных, будет ключом к разработке эффективных стратегий охраны.

Ученые также выяснили, что опыт прошлого существенно влияет на способность мышей проявлять эмпатию к другим. Способность распознавать и реагировать на эмоции окружающих присуща не только людям, но и многим другим представителям класса млекопитающих. Подробности в материале 56orb.

Подпишитесь