Все новости

На воздухе сила удара самого сильного животного на Земле ослабла в несколько раз

Ученые предполагают, что это происходит либо из-за дезориентации, либо из-за сознательного сбережения сил
Морской рак-богомол Ogurtsov/Shutterstock/FOTODOM
Описание
Морской рак-богомол
© Ogurtsov/Shutterstock/FOTODOM

ТАСС, 26 февраля. В воде удар раков-богомолов – самый мощный и быстрый на Земле, однако на воздухе он гораздо слабее. Это выяснили биологи и физики, результаты исследований которых опубликовал Journal of Experimental Biology.

"Изначально я изучала электрофизиологические свойства тела этих раков, поместив их в специальную структуру, которая удерживала их клешни в воздухе, а жабры – в воде. Мимо проходил мой коллега, который предложил измерить силу удара раков в воздухе, чего раньше никто не делал", – рассказала о предыстории своего исследования Кейт Феллер, нейрофизиолог из Кембриджского университета (Великобритания).

Раки-богомолы – это крупные ракообразные, которые обитают в западной части Тихого океана от Тайвани и Рюкю до залива Петра Великого. Свое название животные получили благодаря тому, что их передние ногочелюсти согнуты под углом и в спокойном состоянии напоминают передние лапы богомола. Раки-богомолы – хищники, они охотятся на других ракообразных, рыб, моллюсков и многощетинковых червей.

Недавно эти беспозвоночные существа начали привлекать внимание инженеров и физиков благодаря своим "боксерским" качествам. В частности, ученые обнаружили, что рак-богомол роскошный (Odontodactylus scyllarus) может наносить рекордно быстрые удары с такой же силой, как пуля мелкокалиберной охотничьей винтовки. Таким образом эти ракообразные могут не только убивать мелкую рыбу и других беспозвоночных, но и раскалывать камни и стеклянные стенки аквариума.

Изучение структуры ног этого рака показало, что его конечности представляют собой биологический аналог молотка из композитного материала. Они состоят из твердых и мягких слоев, которые повышают силу удара. Вдобавок они покрыты своеобразными "боксерскими перчатками", переплетенными слоями из гибких нитей хитина. Они работают как губка, поглощая вибрации и защищая конечности рака от растрескивания.

Вода vs воздух

Феллер и ее коллеги заинтересовались тем, изменится ли сила удара у раков-богомолов, если поместить их не в воду, а в воздух, сопротивление в котором гораздо меньше.

Для этого исследователи отобрали несколько самых агрессивных особей раков-богомолов вида Squilla mantis, которые предпочитают использовать свои передние конечности не в качестве "боксерских перчаток", а своеобразного "копья", чтобы проткнуть добычу. Закрепив раков в специальной установке, ученые наблюдали за их ударами с помощью высокоскоростной камеры.

Ученые ожидали, что конечности беспозвоночных "боксеров" станут бить еще сильнее и быстрее. Однако, к большому удивлению исследователей, их ожидания не оправдались. Скорость и сила удара Squilla mantis упали примерно в два и десять раз, снизившись до значений, характерных для не самых эффективных задних ног кузнечиков и саранчи.

Последующие наблюдения показали, что это было связано с тем, что ракообразные сознательно тормозили движение "копья". Они ощущали, что воздух гораздо хуже рассеивает энергию удара, которую поглощают защитные структуры внутри их конечностей. Если бы Squilla mantis не замедляли и не ослабляли удар, их клешни начали бы быстро разрушаться.

Как отмечают исследователи, эту особенность нужно учитывать при создании молотков и прочих инструментов, устроенных так же, как и клешни раков-богомолов. С другой стороны, ученые не исключают и того, что беспозвоночные хищники слабее били своим "копьем" из-за того, что они оказывались дезориентированы вне пределов воды и плохо видели жертву. Так это или нет, покажут последующие опыты, заключает Феллер.