Новое исследование раскрывает причину высокой эффективности плавания медуз

Исследователи из США обнаружили, что медузы являются чрезвычайно эффективными пловцами. В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, команда сообщает об использовании метода частичной визуализации скоростей (particle image velocimetry) для измерения вторительной тяги, которую медузы используют для повышения энергоэффективности при плавании.

Долгое время было известно, что медузы движутся в воде, сжимая купол, расположенный в передней части тела. Это сжатие выталкивает воду назад, толкая медузу вперед. Позже выяснилось, что они также получают дополнительный толчок вперед при повторном наполнении купола водой. Однако до сих пор было неизвестно, насколько велика польза от этого механизма.

Чтобы это выяснить, исследователи усыпили несколько особей и поместили их в резервуар, наполненный мельчайшими стеклянными шариками. Когда медузы двигались среди шариков, на них направляли лазер, и отраженный свет позволял измерить скорость и количество энергии, затрачиваемой организмом на движение.

Было установлено, что сразу после сжатия купола, при его расслаблении, образуется вихрь. Этот вихрь давит на тело медузы, продвигая ее вперед. Ключевой вывод заключается в том, что эта вторичная тяга не требует никаких энергозатрат со стороны медузы — процесс чисто механический, подобный возвращению растянутой резинки в исходное состояние.

Этот дополнительный импульс, который в среднем дает прирост эффективности около 30%, делает медуз самыми эффективными пловцами в море, что дает им преимущество перед практически всеми другими морскими обитателями.

Полученные данные могут привести к повышению эффективности плавающих роботов, если ученым удастся воссоздать механику движения медуз. Это открывает перспективы для создания долговечных исследовательских роботов или, как предполагают некоторые, роботов для контроля численности медуз.