30.11.2011

Механику движения акул связали с двойными вихрями

Биологи прояснили механику плавания акул. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the Royal Society B, а ее краткое изложение приводит ScienceNOW.

Выяснение свойств плавника акулы авторы работы называют классической задачей биомеханики - дело в том, что плавник этой рыбы отличается от хвостового плавника других рыб. В частности, он не симметричен, а верхняя часть вытянута далеко назад. В 2005 году биолог из Гарварда Брук Флэменг обнаружила, что в хвосте акулы имеется мышца, которая работает только во время его взмахов, не влияя на саму механику движения. Тогда Флэменг предположила, что мышца отвечает за форму хвоста, изменение которой должно давать некоторые динамические преимущества при движении.

В рамках новой работы ученые проверяли именно эту гипотезу. Для этого они использовали живых рыб, которые снимались с трех камер. По словам исследователей, использование данной техники для реконструкции динамики водных потоков не является новшеством, однако, для решения задач биологии этот метод применялся впервые. Раньше съемка проводилась с двух камер, после чего трехмерный поток восстанавливался математическими методами.

По словам ученых, оказалось, что подобный подход не позволял обнаружить некоторые свойства возникающего вихревого следа. В частности, оказалось, что во время движения акулий хвост формирует по вихрю за половину цикла. Как следствие, след состоит из пар подобных вихрей, связанных между собой, в то время как раньше подобные вихри считались раздельными. Используя механический аналог хвоста ученые не смогли получить подобные пары вихрей.

Из этого исследователи заключили, что изменение жесткости плавника во время движения рыбы играет важную роль. Также они установили, что подобная система плавания, скорее всего, обеспечивает непрерывный ток воды.

Источники:

1. Lenta.Ru