Изобретения в природе
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Ученые и инженеры подчас бьются над разрешением проблем, которые не представляют никакой трудности для… лягушек, рыб, птиц и даже самых обыкновенных насекомых. Животные нередко обладают такими совершенными механизмами, что если бы человек смог воспроизвести их, он получил бы в свое распоряжение много новых удивительных приборов.
Вот, например, богомол. Его мозг — это настоящая счетная машина, которая действует быстро и безошибочно. За двадцатую долю секунды богомол координирует всю информацию, которую получает его мозг, и хватает добычу.
Случалось ли вам когда-нибудь видеть летучую мышь в поисках добычи? На полном лету она замечает отдаленный движущийся объект и точно рассчитывает траекторию полета для того, чтобы молниеносно настичь и схватить свою жертву. Известно, что летучая мышь обладает своего рода локатором — прибором, который дает ей возможность определять направление звука.
Особенный интерес ученых вызывает летучая мышь-рыболов. Дело в том, что этот вид летучих мышей располагает специальным локатором для обнаружения рыбы. Летучая мышь летит низко над водой, внезапно погружает свои острые когти под воду и каждый раз вытаскивает рыбку. Механизм «шестого чувства» этого животного исследован довольно глубоко, но, тем не менее, здесь еще много неясного. Локаторы и гидрофоны, созданные человеком, пока еще во многом уступают тем, патент на изобретение которых принадлежит природе.
Пчела не только заслуживает всеобщего восхищения и признательности. Она тоже может внести свой вклад в науку, нужно только заставить ее ответить на ряд вопросов. Вот пчела-разведчица, вернувшись в улей, причудливым танцем в воздухе «объясняет» рабочим пчелам, куда им следует лететь за нектаром. Нектар может находиться и очень далеко от улья, но пчелы все поняли и уже летят в нужном направлении.
Что же это за таинственное средство связи? Какие сигналы подает пчела? Каково их значение?
Интересно было бы узнать, каким средством связи пользуются некоторые тропические рыбы. Как узнает каждая рыба из стайки, в какой точно момент другие рыбы повернут и в каком направлении отправятся? Ведь их движения всегда одновременны! Возможно, рыбы испускают какие-то слабые импульсы. Опыты показывают, что определенные виды тропических рыб реагируют даже на электрическое поле, создаваемое поднесенным к аквариуму гребнем, которым предварительно провели по волосам.
Лягушка — существо серьезное и никогда не рассеивает своего внимания зря. Ее глаз и мозг объединены в простейшее устройство, которое исключает все второстепенные информации и концентрирует внимание только на главном: схватить добычу и ускользнуть от врага. А теперь представьте себе сконструированный по такому принципу электронный аппарат. Для него нашлось бы много работы. В аэропорту, наблюдая за экраном радара, он мог бы обнаруживать каждый удалившийся от своей линии полета самолет и посылать автопилоту указания по корректированию полета. Установленный на контрольном посту большого шоссе, он мог бы получать информацию с других дорог, ведущих в город, и регулировать движение транспорта.
В ноздрях альбатроса «установлен» необычайный механизм, благодаря которому он может пить морскую воду. (Каким образом удается ему очищать морскую воду от соли?) Ученые надеются, что альбатрос, в конце концов, поделится с ними своим секретом.
Приятно работать, когда ваш «сотрудник» понимает вас с полуслова. Таков дельфин — большой друг и любимец ученых. Здесь природа поистине не поскупилась. Дельфины не только умны и понятливы, но и обладают рядом «механизмов», на которые с завистью смотрят ученые и инженеры.
Каким образом эти млекопитающие достигают такой быстроты движения в воде — до 72 км в час? Легко себе представить, как много дал бы морякам ответ на этот вопрос. Некоторые исследователи считают, что дельфины обладают способностью уменьшать силу трения. Вода легко обтекает его заостренный нос — точку, в которой его кожа почти не содержит крови. Ближе к хвосту, где движение потока, обтекающего тело животного, становится турбулентным, имеется гораздо большее количество кожных кровеносных сосудов. Возможно, такая «попутная» циркуляция крови благоприятствует обтеканию. Если это так, то почему бы не одеть подводные лодки и суда в пластмассовую «кожу», имитирующую строение кожи животного?
Уже не раз говорилось о том, что дельфин обладает удивительным локационным аппаратом. Недавно был проделан интересный опыт. Двух дельфинов поместили в большой бассейн, наполненный грязной водой. Видимость в нем была не более чем 50 см. Весь бассейн величиной 16,75 м на 21, 35 м был усеян металлическими шестами, которые, если их задеть, приводили в действие звонок. В течение первых 20 минут плавания в этом лабиринте звонок раздался всего лишь четыре раза. По-видимому, дельфины коснулись шеста горизонтальным плавником своего хвоста, когда их тело уже прошло вперед. Следующие 20 минут звонок звонил еще реже, а после этого дельфины плавали по бассейну, не задевая шестов даже в полнейшей темноте.
Опыты показали, что дельфины пользуются своим локатором для быстрого определения размера предметов. В бассейн бросали маленькую, длиной в 15 см пятнистую рыбку — большое лакомство для дельфинов— и большую рыбу, к которой дельфин относится довольно равнодушно. Как бы мутна и грязна ни была вода, дельфин ни разу не ошибся — он прямо направлялся к маленькой рыбке.
Научные исследования показали, что акула — это настоящая естественная телеуправляемая торпеда. По всей вероятности, на след жертвы ее «наводит» не сильно развитое обоняние, как думали раньше, а настоящая локационная система, с помощью которой она воспринимает всевозможные звуки и колебания. Американский исследователь доктор Уоррен Висби пытается в настоящее время раскрыть секрет этого «механизма».
На сердце акулы под анестезией укрепляются электроды специального прибора. Акулу помещают в бассейн. В воде воспроизводится звук, похожий на тот, который издает рыба во время борьбы, в тот же момент акула получает легкий электрический импульс. Прибор отмечает, что сердце акулы «прыгает». Через некоторое время сердце акулы уже реагировало на звук без электрического импульса, то есть акула обнаруживала звуковую волну. Пока еще не удалось заставить акул реагировать на звук без предварительной тренировки их электрической стимуляцией. Другими словами, еще неизвестно, какие именно звуки привлекают их внимание.
Чтобы лучше изучить жизнь обитателей морей, ученые прикрепляют на спину акул, китов, дельфинов и черепах радиопередатчики и отпускают их в океан. Правда, эти передатчики действуют только тогда, когда антенна находится над водой, но крохотные приборы собирают и записывают информацию о всех действиях морских существ и о воде, которая их окружает. Затем, когда антенна выйдет из воды, все эти данные будут автоматически переданы.
Миграция птиц… Эта удивительная способность пернатых интересует не только зоологов и охотников. В последние годы ею заинтересовались метеорологи, радиотехники, специалисты по радиолокации и астрономы. Очень может быть, что именно птицы дадут ключ к разработке систем ориентации в космическом пространстве и автоматического управления космическими аппаратами. Миниатюрный радиопередатчик, укрепленный на спине птицы, может «рассказать» о ее пути, еще раз показать, каким образом птица реагирует на изменение магнитного поля, а также помочь выяснить, какие ориентиры использует птица в полете.
Ну, а этого жука-скарабея можно зачислить в штат авиаподразделения. Удалось выяснить, что скарабей с помощью своего сложного глаза получает чрезвычайно точную информацию о скорости движения предметов. Техники воспроизвели структуру глаза насекомого, и этот многоклеточный фотоэлектрический элемент сейчас проходит испытания на самолетах.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.