Китовые акулы (Rhincodon typus) – крупнейший вид рыб в океане, но их величественные скользящие движения, как утверждают ученые, являются результатом удивительного взаимодействия математики и закона сохранения энергии. Новые исследования ученых британского Экологического общества морской экологии показывают, как эти массивные рыбины используют геометрию для повышения своей естественной отрицательной плавучести, что позволяет им оставаться на плаву.

Для большинства животных двигательная активность имеет решающее значение для выживания, как во время поиска пищи, так и для спасения от хищников. Однако любые движения требуют расхода значительного количества энергии даже для наземных животных. Еще больше сил требуется птицам и морским обитателям, которые двигаются сразу в трех измерениях. Поэтому не удивительно, что данный фактор глубоко повлиял на формирование их двигательных моделей.

«Ключевым фактором для животных является скорость движения, которая влияет на то, сколько энергии использует животное, какое расстояние оно преодолеет и как часто ему удастся пополнять затраченные ресурсы», — сказал ведущий автор исследований Адриан Гляйсс из Суонсийского университета. — Однако у океанических животных следует рассматривать не только их скорость перемещения, но и то, как будет влиять на расход энергии их вертикальные движения, которые изменяют привычную для нас картину».

Последние 4 года Адриан Гляйсс и его коллега Рори Уилсон работали в ведущей международной группе по исследованию движений китовых акул в Западной Австралии. Они устанавливали датчики движения, акселерометры на свободно плавающих китовых акул, чтобы оценить силу и частоту их вертикальных движений, что позволило ученым высчитать количественную составляющую энергичных затрат такой двигательной активности.

Данные показали, что эти морские хищники способны скользить, не вкладывая энергию в движения при спуске, но они должны бить хвостом, когда идут на подъем. Это происходит потому, что акулы, в отличие от многих рыб, имеют отрицательную плавучесть. Кроме того, чем выше акула поднимается, тем труднее ей бить хвостом и больше энергии приходится затрачивать. У китовых акул наблюдается два основных режима движений, состоящих из малых углов подъема, которые минимизируют энергетические затраты перемещения в горизонтальной плоскости, в то время как вторая характеристика – крутой угол подъема – оптимизирует энергетическую затратность вертикального движения.

«Эти результаты показывают, как геометрия играет решающую роль в двигательных стратегиях животных, передвигающихся в 3-х измерениях, — делает вывод Гляйсс. — Такое использование отрицательной плавучести может играть большую роль для океанических акул, особенно в периоды перемещения между дефицитными и непредсказуемыми источниками питания».

Источник: www.underwatertimes.com