Цивилизация
Биологи в очередной раз опровергли заблуждение, что все «самые-самые» животные и растения, то есть превосходящие по какому-то физическому параметру всех других, уже давно известны науке. Так, лишь недавно «Газета.Ru» писала о том, что рекордсменом по глубине погружения в океан среди морских млекопитающих является животное клюворыл, а вовсе не южный морской слон.
И вот теперь — новый обновленный рекорд в животном мире: рекорд скорости. Причем не абсолютной, а относительной, измеряемой в единицах длин тела, пробегаемых животным за одну секунду. К примеру, гепард, мчащийся со скоростью 100 км/ч, за секунду покрывает лишь 16 собственных длин.
До последнего времени чемпионом среди животных в этой дисциплине считались австралийские жуки-скакуны, способные за секунду покрыть расстояние в 171 собственную длину.
Однако теперь этот рекорд пошатнулся: студент Питцеровского колледжа в Калифорнии Сэмьюэл Рубин экспериментально доказал, что клещ Paratarsotomus macropalpis бегает почти в два раза быстрее: за секунду он способен преодолеть 322 длины своего тела.
Человек, бегущий с такой скоростью, преодолевал бы 2000 км/ч, то есть как минимум в два раза быстрее реактивных лайнеров. По словам студента, который за изучением необычных клещей провел целое лето, его открытие важно не только установлением нового рекорда скорости среди животных. Его выводы позволяют многое понять о физиологии движения животных и физических пределах живых структур.
«Это так прикольно — обнаружить что-то, что бегает быстрее всех, и сравнить эту скорость со скоростью человека. Однако проникновение в физику того, как эти животные достигают таких скоростей, вдохновляет нас на новые технические решения, такие как роботы или биомиметические приборы», — пояснил Рубин.
Его научный руководитель, Джонатан Райт, занимается изучением биохимии мышц животных и тем, как быстро они способны перебирать ногами. Настоящего успеха удалось достичь, когда Райт и его студенты засняли передвижения клещей в их естественных условиях.
Для измерения скорости забегов биологи использовали скоростную съемку.
«Было действительно довольно трудно поймать их, и, когда мы снимали их сверху, передвигаться за ними нам приходилось невероятно быстро, ведь поле зрения камеры — всего 10 см», — рассказал Рубин.
Науке известно, что и относительная скорость движения, и частота движения ног растет с уменьшением размеров животных, и теоретически физиология мышц в какой-то момент должна ограничить частоту перебирания ногами. «Мы искали ответ на глобальный вопрос: есть ли верхний предел относительной скорости или частоты шагания, который может быть достигнут, — пояснил Райт.
«Сравнение характеристик клещей с особенностями других животных указывает на то, что если верхний предел и существует, то мы его еще не нашли», — добавил биолог.
Клещи-рекордсмены обитают на юге Калифорнии, их можно часто встретить бегающими по камням или тротуарам. И хотя впервые они были описаны в 1916 году, до сих пор об их образе жизни и питании известно мало. Анализ видеозаписей показал, что при беге клещи способны передвигать ногами с частотой 135 герц.
Одним из сюрпризов во время исследования стало то, что клещи способны бегать по бетону, нагретому до температуры 60 °С – температуры, смертельной для большинства живых существ.
При этом чем выше температура поверхности, тем быстрее бегают клещи.
«Они бегают при температурах, которые представляются запредельными для активности любой другой группы животных. Мы наблюдали их бегающими там, где не проявляют видимую активность никакие другие животные», — добавил Райт. И, наконец, клещи поразили ученых способностью не просто перемещаться чрезвычайно быстро, но внезапно останавливаться и менять направление движения. Это умение ученые планируют в будущем применять в робототехнике. О своем открытии они объявили на недавней конференции по экспериментальной биологии в Сан-Диего.