Маленькие рыбки с рифа плавают так же быстро, как тунец, но в два раза эффективнее

Ученые из Австралии, работающие на Большом Барьерном рифе, обнаружили, что маленькие коралловые губаны могут плавать так же быстро, как одни из самых быстрых рыб в океане, но тратят на это вдвое меньше энергии.

Размахивая грудными плавниками по траектории «восьмерки», синеполосые губаны (bluelined wrasses) развивают высокую скорость, используя на 40% меньше энергии, чем тунец аналогичного размера.

«Долгое время считалось, что лучшие пловцы на высокой скорости — это рыбы, обитающие в открытых водах, такие как скумбрия и тунец», — говорит доктор Крис Фултон из ARC Centre of Excellence for Coral Reef Studies и Австралийского национального университета. — «Наше исследование показывает, что эти коралловые губаны, благодаря своим уникальным крылообразным плавникам, могут поддерживать очень похожую скорость при драматически более низких энергозатратах».

Секрет эффективности: «восьмерка» и жесткое тело

В отличие от тунцов, которые двигают всем телом и хвостом, губаны используют для движения грудные плавники. Однако их техника отличается от обычного «гребка»:

• Вместо возвратно-поступательных движений они описывают плавниками фигуру в виде восьмерки.
• Это создает подъемную силу при каждом взмахе, аналогично тому, как птицы летают в воздухе, что позволяет рыбам буквально «летать» под водой.
• Тело при этом остается жестким и обтекаемым, двигаются только плавники.

Эволюционное преимущество и применение в робототехнике

Такая эффективная техника плавания — эволюционная адаптация к жизни на мелководных рифах, где постоянные волны создают экстремальные течения. Экономия энергии дает рыбам ключевое преимущество:

• Поскольку рыбы тратят на плавание до половины всей своей энергии, даже небольшая экономия позволяет перенаправить ресурсы на рост, защиту территории и производство потомства.

Открытие может революционизировать технологию подводных роботов. Современные автономные подводные аппараты (AUVs) используют гребные винты или реактивные движки.

• Замена их на машущие плавники, имитирующие движения губана, позволит сократить энергопотребление, сэкономить заряд батарей и увеличить дальность действия роботов.