Эти ракообразные, похожие на креветок, — самые быстрые «щелкуны» в море

Щелкающие клешни самцов амфипод — крошечных ракообразных, похожих на креветок, — одни из самых быстрых и энергетически мощных в живой природе. Исследователи, сообщившие в журнале Current Biology 8 февраля, выяснили, что эти ракообразные могут многократно смыкать клешни менее чем за 0,01% секунды, создавая высокоэнергетические водяные струи и слышимые щелчки. Их щелкающие клешни настолько быстры, что почти бросают вызов законам физики.

«Что действительно удивительно в этих амфиподах, так это то, что они находятся прямо на границе того, что мы считаем возможным с точки зрения того, насколько маленьким может быть что-то и как быстро оно может двигаться, не разрушаясь», — говорит старший автор Шейла Патек, профессор биологии Университета Дьюка. — «Если бы они ускорялись быстрее, их тела сломались бы».

Хотя амфиподы — выдающиеся атлеты, внешне они невзрачны. Они крошечные — всего несколько миллиметров в длину — и процветают в прохладной, покрытой ряской воде, питаясь мёртвыми водорослями, морскими растениями и другими организмами.

«Их трудно разглядеть, но когда вы помещаете их под микроскоп, это похоже на Нью-Йорк из водорослей, где все эти маленькие существа взаимодействуют и движутся во всех направлениях», — говорит Патек. — «Это как из фильма "Микрокосм"».

Измерить ускорение чего-то настолько маленького и быстрого — непростая задача. Исследователи использовали высокоспециализированную сверхскоростную камеру и провоцировали агрессивных ракообразных на щелчок, дразня их отдельными человеческими волосками.

«Потребовались огромные усилия, чтобы запечатлеть это движение. Мы не могли сделать это в полевых условиях, потому что оборудование очень дорогое и специализированное — по сути, Maserati среди камер», — говорит Патек. — «Как только мы смогли это зафиксировать, мы увидели, что они на самом деле создают водяную струю, когда щёлкают».

Эти водяные струи иногда могут вызывать кавитацию — образование пузырьков из-за быстрых изменений давления воды. Когда кавитационные пузырьки схлопываются, высвобождается большое количество энергии, достаточное для повреждения стали, используемой в гребных винтах лодок.

«Кавитация — чрезвычайно мощный эффект. Это одно из самых энергетически насыщенных событий на планете Земля», — говорит Патек. — «Примечательно, что эти крошечные существа могут его вызывать».

Хотя исследователям удалось измерить механику щелчков амфипод, остаётся загадкой, зачем именно они это делают.

«Клешни составляют треть веса тела самца», — говорит Патек. — «Мы хотим понять, почему они вкладывают так много в это действие, играет ли оно роль во взаимодействии самцов и самок или в территориальных спорах. Это то, что мы с нетерпением хотим изучить».

Исследователи также надеются, что изучение существ, подобных амфиподам, которые испытывают физику на прочность, может вдохновить инженеров и дизайнеров.

«Между инженерией и биологией существует двусторонняя связь. Иногда мы обнаруживаем в природе то, что инженерия не может сделать, а иногда инженеры помогают нам понять, как что-то работает в природе», — говорит Патек. — «Важно думать о дизайне с эволюционной точки зрения, потому что у жизни были миллионы лет, чтобы сделать всё правильно».