Планета обезьян: Пушистые млекопитающие развили настроенную "тряску" для сушки
Мокрая собака, отряхиваясь, демонстрирует удивительное умение: она находит идеальный ритм, чтобы максимизировать эффект сушки при минимальных усилиях. Эта, казалось бы, простая тряска создает достаточно центробежной силы, чтобы удалить 70% воды из шерсти за доли секунды.
Этот факт установлен в экспериментах профессора механической инженерии и биологии Технологического института Джорджии Дэвида Ху. Он и его студенты обнаружили, что эта высокоточная способность к сушке есть у 30 других пушистых млекопитающих.
Ху считает, что инженеры могут учиться у эволюции. Он представляет себе устройства, которые смогут сушить или очищать себя аналогичным образом — например, марсоход, запрограммированный "стряхивать" пыль с солнечных панелей.
Изначально его вдохновил на исследования той-пудель по имени Джерри. В лаборатории Ху высокоскоростные камеры записали и измерили ритм, с которым собака отряхивала шерсть.
Ху понял, что поверхностное натяжение удерживает воду на млекопитающих, а тряска — распространенная адаптация для борьбы с этим. Проект расширился от Джерри до морских свинок, лабораторных мышей, домашней кошки, а затем и до львов, тигров и медведей в зоопарке Атланты.
Мех отлично сохраняет тепло в холодном воздухе, но плох, когда животное мокрое: он удерживает холодную воду у кожи. Например, полностью мокрый 60-фунтовый (около 27 кг) лабрадор удерживает около фунта (около 0,45 кг) воды. Сушка путем испарения отняла бы энергию, равную 20% дневной нормы калорий собаки.
Тряска гораздо эффективнее. Исследование Ху показало, что большинство наблюдаемых млекопитающих делают это. Но главным сюрпризом стала предсказуемая закономерность у всех видов: все они создавали примерно одинаковую центробежную силу для удаления воды.
Сила зависит от размера животного и частоты тряски, поэтому маленькие животные трясутся быстрее больших. Крупные собаки трясутся 3-4 раза в секунду, мыши — около 30 раз.
Сила также зависит от амплитуды колебаний. Большинство животных усиливают каждый взмах за счет свободной кожи. Собака, например, трясет позвоночником на угол около 30 градусов, но ее болтающаяся кожа движется на полные 90 градусов.
Ху и его студенты Эндрю Дикерсон и Закари Миллс опубликовали результаты в Journal of the Royal Society Interface.
Эволюционный биолог Фрэнк Фиш считает, что млекопитающие, вероятно, унаследовали способность трястись от далеких предков (способность к быстрому скручиванию есть даже у акул), а затем модифицировали ее для сушки. Ритмичная тряска не удивительна — она встречается повсеместно в животном мире (например, ритмичное дыхание собак для охлаждения).
Одно млекопитающее плохо приспособлено для такой сушки — человек. Ху пробовал отряхнуться после душа без полотенца: "Это сработало не очень хорошо". У людей нет меха, и, возможно, предки утратили эту способность в ходе эволюции. Бесшерстные морские свинки тоже не отряхиваются: "Они просто сидят и дрожат".