Исследование показало, как детёныши морских черепах используют ласты для быстрого передвижения по песку
Новорождённым исчезающим головастым морским черепахам (Caretta caretta) приходится преодолевать сотни футов по сложной местности, чтобы добраться до океана. Их ласты, адаптированные для жизни в море, обеспечивают отличную мобильность по разным типам грунта.
Новое полевое исследование, проведённое учёными из Технологического института Джорджии, впервые показало, как детёныши используют конечности для быстрого перемещения по рыхлому песку и твёрдому грунту.
Ключевые выводы:
- На твёрдом утрамбованном песке у кромки воды черепахи отталкиваются, вонзая коготь на ласте в грунт, чтобы не проскальзывать.
- На рыхлом песке они продвигаются вперёд, отталкиваясь от уплотнённой области песка, которая образуется позади их ласт.
- Хотя средняя скорость на песке была на 28% ниже, чем на твёрдой поверхности, максимальные скорости на обоих типах грунта оказались одинаковыми.
Методология:
Исследователи изучили движение детёнышей на специальной дорожке, заполненной песком с острова Джекилл (Джорджия). Подавая воздух через отверстия в дне, они могли контролировать плотность песка. Движения черепах записывались высокоскоростными камерами.
Различия в движении:
- На жёсткой поверхности: Черепаха закрепляла коготь на запястье и толкалась вперёд, удерживая конечность полностью вытянутой.
- На рыхлом песке: Тонкий край ласты погружался в песок, плечо вращалось, пока ласта не становилась перпендикулярно поверхности, поднимая тело. Движение происходило циклами: погружение, толчок, пауза.
Лабораторное моделирование:
С помощью искусственной ласты из алюминиевой пластины с датчиками усилия учёные выяснили, что главная задача для быстрого движения — баланс между высокой скоростью (требующей больших сил) и риском «разжижения» песка. Черепахи, вероятно, дозируют усилие, чтобы не превысить порог, при котором песок начинает вести себя как жидкость.
Значение:
Исследование, опубликованное в Biology Letters (10 февраля 2010 г.), может помочь в разработке роботов, способных передвигаться по сложным сыпучим средам. Учёные планируют дальнейшие эксперименты, чтобы понять, как черепахи контролируют движения, и создать роботов, движущихся подобно детёнышам черепах.