Коллективное плавание помогает сальпам эффективно перемещаться в океане

Учёные выяснили, почему сальпы (желеобразные организмы), плавающие вместе в колонии, двигаются эффективнее, чем одиночная особь. По словам морского биолога Келли Сазерленд, это открытие может помочь в разработке подводных аппаратов с реактивным движением.

Исследования проводились на полевой станции Liquid Jungle Lab на острове в Тихом океане у берегов Панамы. Учёные использовали высокоскоростные подводные камеры для изучения реактивного движения сальп как в естественной среде, так и в лаборатории.

Сальпы — это мелкие бочкообразные беспозвоночные, питающиеся планктоном. Они плавают, выбрасывая струю воды из заднего сифона и втягивая воду через передний. Эта же вода содержит частицы пищи, которые они отфильтровывают, когда вода проходит через их полое тело.

Сальпы встречаются поодиночке и в виде цепочек (колоний) длиной до 15 футов (~4.5 м). У них есть одиночная стадия жизни, которая порождает взаимосвязанную колонию.

Предыдущие исследования движения медуз в основном фокусировались на величине создаваемой ими тяги, упуская побочные эффекты их пульсирующего движения, такие как сопротивление, вызванное ускорением и замедлением. Новое исследование устранило этот пробел.

Новые результаты, опубликованные 2 августа в журнале Королевского общества Interface, подробно описывают, как множественные, нескоординированные импульсы, создаваемые при плавании колонии сальп, приводят к более плавному профилю скорости по сравнению с одиночной особью.

«Одиночные медузы плавают, используя импульсные струи, и предыдущие работы показали, что это эффективный способ перемещения в воде, — сказала Сазерленд. — Один недостаток заключается в том, что такие организмы ускоряются и замедляются с каждым импульсом. Колониальные животные с множеством струй — такие как сальпы и сифонофоры — могут синхронизировать свои струи так, чтобы вся колония двигалась с постоянной скоростью».

Это объясняет, почему сальпы, плавающие вместе, способны мигрировать на глубину до 1000 метров (3280 футов) днём и возвращаться к поверхности ночью.

Понимание систем движения медуз может иметь значение для инженерии.

«Мы действительно не ушли дальше пропеллера, когда речь заходит о подводных аппаратах, — сказала Сазерленд. — Многодвигательные аппараты представляют собой высокоэффективное средство передвижения, а также позволяют реализовать роевое поведение, при котором отдельные модули могут отделяться от колонии для выполнения различных задач».