Туристский форум Карелия-2010 Туристический портал



Подводный мир

Под водой – биологи

Снова в воду



ГлавнаяСнова в воду ⇒ Чтобы плавать быстрее рыб


Чтобы плавать быстрее рыб

Китообразные относятся к наиболее быстроходным обитателям гидросферы и превосходят в скорости рыб, которыми они питаются. Рекордсменом-скоростником в подотряде усатых китов считался полосатик сейвал, который в рывках при легком ранении будто бы мог достигать скорости 65 км/ч. Но это основывалось лишь на приблизительной оценке подвижности животных во время китобойного промысла, где точных замеров никто не проводил. Известно, что турбулентность, или завихрения, в пограничном слое жидкости, задерживающая движение, увеличивается не только со скоростью, но и с размером движущегося тела. Поэтому мелкие китообразные в особых случаях могут показывать резко преувеличенную (ложную) скорость хода. Например, дельфины, оседлывая корабельные волны и используя толкающую гидродинамическую силу, пристраивались к носу быстроходных эсминцев, двигавшихся со скоростью 65 км/ч. Но это неестественная скорость дельфинов.

Гораздо более надежные данные получены опытным путем. В 1966 г. гидродинамики США Томас Ланг и Карин Прайор провели эксперименты в лагуне на Гавайских островах над малайскими продельфинами, обученными гоняться за плавучей приманкой, которую быстро перемещали по поверхности воды с помощью электрической лебедки. Так установили максимальную скорость для этих дельфинов – 40,6 км/ч*. С такой стремительностью дельфины могут двигаться лишь очень недолго (максимум несколько минут). Возможно, еще быстрее двигаются косатки, нападающие даже на быстроходных дельфинов. Японские ученые М. Нисиваки и Ч. Ханда в желудках этих хищников часто находили белокрылых морских свиней, высокие скоростные качества которых были установлены в опытных бассейнах Пойнт-Магу в Калифорнии и подтверждены данными физиологии: содержание кислорода в крови белокрылых морских свиней оказалось в 3 раза выше, а относительная масса сердца – в 2,4 раза больше, чем у афалины. По наблюдениям с судна "Монтерей", замерявшего быстроту хода некоторых видов китообразных, максимальная скорость плавания косаток в течение 20 мин варьировала от 38 до 55 км/ч. Последняя цифра, видимо, и лежит на грани гидродинамических возможностей отряда.

В 1966 г. Томас Ланг, оценивая гидродинамические свойства разных видов дельфинов, путем расчетов нашел ту скорость, при которой развивалась бы крайняя степень турбулентности – кавитация, совершенно исключающая дальнейшее повышение скорости при данной форме плавников. У обыкновенного дельфина это случилось бы при скорости 62, а у белокрылой морской свиньи – 74 км/ч.

Конечно, не у всех китообразных в одинаковой мере выражены скоростные качества. Наибольшая быстроходность свойственна рыбоядным формам, преследующим очень верткую и подвижную добычу (обыкновенные дельфины, продельфины, косатки, белокрылые морские свиньи, полосатики). Вместе с тем в отряде есть и настоящие тихоходы, питающиеся относительно малоподвижной пищей. Таковы бентосоядные серые киты, делающие лишь около 12 км/ч. А ловко прыгающие горбатые киты, планктоноядные гладкие киты и роющиеся на дне речные дельфины даже в рывках не превышают 18,5 км/ч. Но не они, а именно первая группа стоит в центре проблемы: какие приспособления обеспечивают ей высокую быстроходность в очень плотной среде.

Водная среда в 800 раз плотнее воздушной. Поэтому даже медленное передвижение в ней требует от водных обитателей обтекаемой формы тела. Вопрос о гидродинамической эффективности китообразных возник еще в 1936 г. в виде так называемого "парадокса Грэя". Английский ученый Джон Грэй, наблюдая за стремительным движением мелких китообразных в океане, высчитал, что из-за турбулентного потока мышцы дельфинов должны обладать мощностью, в семь раз большей, чем у всяких других млекопитающих. Поскольку это невозможно, то было высказано предположение, что дельфины имеют какие-то средства, помогающие им бороться с турбулентностью и преодолевать сопротивление воды. Особенно интенсивно этот вопрос изучался в последние годы.





karelia2010@list.ru
© 2010-2011 Все права защищены.
В случае перепечатки материалов ссылка на
www.karelia2010.ru обязательна!