Александр Харс - Я познаю мир. Биология

По наплавным мостам из досок или бревен во время войны переплавлялись через реки грузовые машины. Порожний грузовик по наплавному мосту из связанных толстых досок способен пересечь любую реку при условии, что будет двигаться со скоростью не менее 40 км/ч.

Меч–рыба – родственница скумбриевых рыб. У нее беззубый рот, зато она вооружена острым костяным мечом – уплощенным продолжением верхней челюсти. Меч имеет внушите льные размеры, составляя до трети длины всей рыбы. Учитывая, что эта крупная рыба беззуба, зоологи считают, что меч предназначен для обороны и используется во время охоты. Рыбина – заядлая хищница, истребляющая не только мелких и средних по величине рыб, но и крупных тунцов, а иногда нападающая даже на акул.

image l:href="#image183.png"

Меч–рыба

Нужен ли меч для охоты? Большинство зоологов считает, что нужен. Действительно, врываясь в стаю рыб, морской охотник нередко пронзает своим мечом тело одной из них. Правда, еще не известно, делает ли охотница это специально или натыкается на добычу случайно. Не будем гадать, как это происходит на самом деле. Лучше попробуем представить себе, как потом добыча, наколотая копьем меч–рыбы, попадает в рот рыболову. Признаться, я нигде не встречал толкового описания этого процесса. Зато сообщения о встречах меч–рыбы с нанизанной на ее копье и прочно закрепившейся там добычей, мне попадались. Я ничуть не сомневаюсь в том, что удивительная рыба активно пользуется во время охоты своим мечом. Раз есть меч, странно было бы о нем забывать. Однако я не думаю, что природа создала его лишь затем, чтобы обеспечить рыбине сытую жизнь.

Давайте подумаем вместе, для чего еще могло бы пригодиться это «украшение» ее хозяйке. Или подойдем к решению этого вопроса с другой стороны: чем, кроме меча, отличается меч–рыба от других крупных рыб океана? Если у нашего объекта исследования есть какая–то другая особенность, то, может быть, она как–то связана с мечом?

Меч–рыба относится к самым быстроходным существам Земли. Она развивает скорость до 130 км/ч, то есть плывет быстрее, чем летают птицы и бегают четвероногие звери. Как это ей удается? Ведь вода достаточно плотное вещество. Чтобы быстро плыть, воду приходится расталкивать, а это труд не из легких, подводные лодки такую скорость не развивают.

Наверное, каждому из читателей приходилось бегать по мелководью. Если вода доходит до щиколотки, бежать становится трудновато. Если до середины голени – трудно, а если до колена и выше, тут уж, пожалуй, не побежишь. А случалось ли вам видеть, как ходят по мелководью длинноногие птицы, такие как цапли или фламинго? Когда птицы бродят в пруду–, они не тянут по воде свои ноги. Делая каждый очередной шаг, цапли каждый раз полностью вытаскивают свою ногу из воды и даже пальцы при этом складывают, чтобы они меньше мешали ее вытаскивать, и сделав над водой шаг, снова опускают ногу в воду. Вот каково сопротивление воды – оно делает трудной даже ходьбу, а меч–рыба обгоняет наземных животных, которые передвигаются в воздушной среде, не оказывающей такого сильного сопротивления их движению. Может быть, именно меч помогает рыбе так быстро передвигаться?

При движении & воде любого объекта, в том числе рыбы, вода как бы прилипает к ее телу и тянется за ним. Процесс движения слоев воды очень напоминает то, как стягивается, выворачиваясь наизнанку, чулок с ноги. При этом пограничный слой, непосредственно соприкасающийся с рыбой, движется вместе с ней. Второй слой понемножку отстает от рыбы, следующий – отстает сильнее и так далее. За пределами этих слоев вода уже не вовлекается в движение рыбы. Представляете, какую тяжесть тянет за собой плывущее существо и как это снижает его скорость!

image l:href="#image184.png"

Фламинго

image l:href="#image185.png"

Нарвал

Когда двигающиеся слои воды достигают рыбьего хвоста и стягиваются с тела рыбы, они продолжают еще некоторое время тянуться за ней, вызывая мощные завихрения воды. Давление в них цадает, и это тоже тянет рыбу назад, еще сильнее уменьшая ее скорость.

Ученые предполагают, что рыбий меч, как и трехметровый бивень нарвала, торчащий из головы этого небольшого северного кита, служит им генераторами вихрей, разрушающих пограничный слой. По мере движения животного вихри переходят с меча или бивня на тело самого животного и там тоже разрушают пограничные слои воды. Теперь они не сдерживают пловца. Сопротивление воды резко сокращается, что позволяет животным развивать, казалось бы, немыслимую в воде скорость.

Величайшим изобретением человечества, обеспечившим его развитие на протяжении последних десяти тысячелетий, было создание колеса. Эта деталь нам кажется сегодня простой. Она встречается у большинства транспортных средств, в станках и других механизмах. Однако додуматься до использования колеса было не просто. Например, весьма технологически развитые цивилизации доколумбовой Америки изобрести колесо так и не смогли (или не успели, в данном случае это неважно).

Двадцатый век был для человечества эпохой бурного развития науки и техники. Создавая новые приборы и механизмы, ученые частенько с величайшим изумлением обнаруживали, что заложенные в них принципы давным–давно используются живыми организмами. Создавалось впечатление, что во всём, буквально во всём природа опередила людей. Только с изобретением колеса ей не повезло. Но, как мы теперь знаем, дело вовсе не в недогадливости природы. Просто вращающийся орган невозможно снабжать кровью. Кроме того, нужно признать, что ученые всё же ошиблись. Природа изобрела и колесо. Точнее, вращающуюся ось – самую главную деталь колеса.

Многие микроорганизмы способны передвигаться. Одни из них ползают, другие плавают с помощью длинных жгутиков или коротеньких ресничек. При изучении микроорганизмов ученые заметили, что движения жгутиков напоминают движения рыбьего хвоста. Позже оказалось, что у некоторых микроорганизмов жгутики совершают вращательные движения, напоминающие работу корабельного винта. В этом вначале не увидели ничего удивительного. Взяв в руку веревку, можно заставить ее кончик совершать круговое движение, но при этом ни конец веревки, зажатый в руке, ни тем более сама рука вращаться вокруг своей оси не будут. Так ученые и объяснили увиденное, но действительность оказалась сложнее и удивительнее.

Лучше всего работа жгутиков изучена у сальмонелл – болезнетворных микроорганизмов, вызывающих у человека и животных брюшной тиф и другие желудочно–кишечные заболевания. Сальмонеллы – небольшие палочкообразные бактерии. На их теле может находиться до 20 жгутиков, из которых активно работают обычно 6–7.