Плавание в оптимальной зоне: как морские животные экономят энергию в долгих путешествиях

Новое исследование показало, что многие морские животные, дышащие воздухом, плавают на оптимальной глубине для минимизации энергозатрат во время длительных перемещений, а не только во время охоты или ухода от хищников.

Суть открытия

Используя акселерометры, глубиномеры и камеры, закрепленные на животных, ученые собрали данные о глубине плавания малых пингвинов и головастых морских черепах. Эти данные сравнили со спутниковой информацией о мигрирующих зеленых черепахах, а также с опубликованными данными по китам и другим видам пингвинов.

Было обнаружено поразительное сходство в относительной глубине плавания у черепах, пингвинов и китов. Во время путешествий эти животные плавают на глубине, близкой к оптимальной для экономии энергии: достаточно глубоко, чтобы избежать создания волн на поверхности, но не настолько глубоко, чтобы тратить лишнюю энергию на всплытие для вдоха.

Физический принцип

С физической точки зрения, «волновое сопротивление» — дополнительное сопротивление от создания волн — минимизируется, когда объект находится на глубине, равной трем его диаметрам (толщине тела от спины до груди).

Исследование подтвердило, что множество морских животных — от малых пингвинов (длиной около 30 см) до карликовых синих китов (почти 20 м в длину) — во время перемещений держатся на глубине примерно в три толщины своего тела под поверхностью.

Значение для науки и охраны природы

  • Широкий охват: Открытие охватывает широкий спектр видов — от птиц до млекопитающих и рептилий.
  • Применение в охране: Знание типичных глубин перемещения животных может помочь в разработке мер по их защите:
    • Снижение риска столкновений с судами (основная угроза для китов).
    • Уменьшение случайного попадания в рыболовные снасти.
    • Учет «третьего измерения» (глубины) при планировании морских охраняемых районов и маршрутов.

Хотя глубина погружения не всегда определяется только энергоэффективностью (например, при охоте или избегании хищников), во время длительных миграций или «переездов» к местам кормежки эта энергосберегающая стратегия проявляется у многих видов, дышащих воздухом.