Физика в мире животных: лапа геккона

Гекко́ны, или гекко́новые, или цепкопа́лые  (лат. Gekkonidae)

Гекконы — обитатели тропических и субтропических областей Старого и Нового Света. Эти ящерицы живут и на континентах, и на островах, ареал их распространения обширен. У гекконов есть одна особенность — они умеют удерживаться практически на любой поверхности. Вес тела животного удерживает даже одна лапа. Поверхность может быть любой — дерево, скальная порода, даже полированное стекло.

На способность геккона крепко держаться за что угодно обращали внимание еще древние греки. Аристотель пытался понять принцип закрепления лапы ящерицы, интересовались гекконами и средневековые ученые. Изучают их и в наше время. Есть несколько теорий, объясняющих выдающиеся способности этих ящериц в «альпинизме».

Гекко́ны, или гекко́новые, или цепкопа́лые  (лат. Gekkonidae)

Присоски на пальцах. Одно из первых объяснений, которое выглядело вполне логичным. Правда, после изучения лапы геккона под микроскопом оказалось, что присосок на пальцах нет. К сожалению, миф о присосках живет и по сей день.

Электростатика. Еще одно правдоподобное объяснение, которое удалось опровергнуть (хотя есть и некоторые подтверждения этой теории, о них поговорим ниже), создав условия, при которых заряда на лапах геккона просто не могло быть. Животное все равно крепко держалось на гладкой поверхности.

Опровержение было получено еще в 30-х годах прошлого века. Немецкий ученый Вольф-Дитрих Деллит (Wolf-Dietrich Dellit) направил поток ионизированного воздуха в сторону лап геккона, который держался на металлической поверхности. Ионизация, по мнению Деллита, должна была нейтрализовать или значительно уменьшить силу сцепления лап с поверхностью, если бы механизм сцепления имел электрическую природу. Этого не произошло, поэтому был сделан вывод, что гекконы используют что-то еще.

Канадский ученый Александр Пенлидис считает, что этот эксперимент был некорректным. Дело в том, что контакт между лапами геккона и поверхностью чрезвычайно тесен, вследствие чего ионизированные молекулы просто не в состоянии проникнуть между сверхмалыми структурами лап и поверхности и нейтрализовать взаимодействие.

Сцепление лап геккона с неровностями поверхности. Это объяснение тоже не подходит, поскольку гекконы могут передвигаться по вертикальной поверхности из полированного стекла. Более того, они могут передвигаться и по потолку из того же материала.

Лапа геккона

С появлением электронного микроскопа лапу геккона удалось изучить во всех деталях. Как оказалось, она покрыта чрезвычайно тонкими щетинками, длина которых составляет до сотни микрометров. Концентрация щетинок на единицу площади поверхности лапы очень высока: более 14 000 волосков на 1 мм².. Каждая щетинка, в свою очередь, не является монолитным образованием, а делится на конце на 400-1000 еще более мелких волокон. Толщина таких волокон составляет 0,2 мкм. На 1 см². контакта с поверхностью приходится около 2 млрд волокон, каждое из которых к концу расширяется.

а. Лапка геккона б. «Подушечка» пальца геккона под микроскопом в. Одна из щетинок лапы геккона г. Она же, под бОльшим увеличением д. Максимальное увеличение щетинки.

Американские ученые выяснили, что сила сцепления лапы геккона токи составляет 10 Ньютон на 1 см².. Такое сцепление возможно лишь для гладких поверхностей, где задействованы практически все волокна на лапах животного. Если речь идет о поверхностях, часто встречающихся в местах обитания гекконов — скалы, деревья, здесь задействована лишь часть волокон на лапах (в силу большого числа неровностей на этих поверхностях), но и этого достаточно для удержания животного на месте.

Флуоресцентные животные: понимание биолюминесценции и биофлуоресценции

Светящиеся животные бывают самых разных форм и размеров, как, например, этот малый мраморный скорпион (Lychas marmoreus), флуоресцирующий под ультрафиолетовым светом.

Что общего у утконоса, рыбы-дракона и скорпиона? Все они — животные, способные светиться в темноте.

Светящиеся животные поистине завораживают и относятся к числу самых причудливых и прекрасных явлений природы.

Человечество использует светящиеся в темноте вещества с 1600-х годов, а в последнее время — в светящихся циферблатах часов и светящихся палочках, но природа на протяжении миллионов лет устраивает гораздо более впечатляющее и тонкое световое шоу под покровом темноты.

Сотни животных независимо друг от друга развили эти признаки для совершенно разных целей — одни для общения или маскировки, другие для привлечения добычи или отпугивания потенциальных хищников, а причины некоторых из них нам еще предстоит до конца понять.

Но как им это удаётся?

🔷 Вы можете сиять по-своему

Удильщик, пожалуй, самое известное морское животное, использующее биолюминесценцию. У этой самки горбатого удильщика (Melanocetus johnsonii) снизу прикреплен самец.

Живые организмы, излучающие свет, обычно делают это одним из двух способов — биолюминесценцией или биофлуоресценцией.

Биолюминесценция (от латинского lumen, что означает свет) — это процесс генерации света в результате химической реакции (с участием двух молекул: люциферина — субстрата и люциферазы — фермента) внутри тел некоторых животных и растений.

Важное отличие заключается в том, что это происходит без влияния внешних источников света, таких как солнечный свет, и не выделяет тепло.

Биофлуоресценция, с другой стороны, происходит, когда организмы поглощают солнечный свет и преобразуют его, излучая свет другой частоты или цвета (обычно зеленого, оранжевого или красного).

Независимо от способа свечения животных, результаты могут быть поразительными и даже завораживающими — и это не случайно, учитывая, что это часто желаемый результат для таких животных, как удильщик, который использует свой свет для привлечения добычи.

Существуют и другие глубоководные рыбы, которые используют свет для охоты несколько более изобретательным и ужасающим способом.

У рыб-драконов на щеках расположены светоизлучающие органы, называемые фотофорами.

Желтые щечные подушечки у этой рыбы-дракона из рода Photostomias обладают биолюминесценцией, как и желтые точки на ее брюхе.

Особенность этих хищников заключается в том, что они используют редкую для глубоководных районов особенность — они видят красный цвет.

Красный свет имеет самую длинную волну в видимом спектре и не проникает глубже 100 метров под поверхность.

Именно по этой причине многие глубоководные существа сами по себе имеют красный цвет, поскольку это делает их практически невидимыми для большинства других хищников.

Но на рыбе-драконе это не работает.

Его биолюминесцентные органы излучают красный свет, который видят только они, что дает им несправедливое преимущество перед несчастной добычей.

Итак, что могут сделать другие существа, чтобы защититься от этого?

Синий — современное изобретение

Керамическая живопись: Троянская война

В 1858 году британский политик Уильям Гладстон, который десять лет спустя станет премьер-министром, опубликовал одно из самых всеобъемлющих и глубоких исследований, когда-либо написанных о своем любимом поэте, Гомере. Его «Исследования о Гомере и гомеровской эпохе», занимавшие более 1700 страниц в трех томах, в целом вызвали насмешки и критику со стороны современных ученых (преобладало мнение, что Гомера никогда не существовало). Немногие дочитали до третьего тома, где Гладстон сделал свое самое удивительное открытие: Гомер никогда не описывает ничего как синее.

В целом, его использование цвета довольно странное: есть фиолетовые овцы и медово-зеленый, но отсутствие синего в таких произведениях, как « Одиссея» , где море постоянно присутствует, поразительно. Дело не в том, что Гомер никогда не пытался описать цвет моря, по которому плывет Одиссей; просто он делает это так, как будто применил дешевый фильтр Photoshop. Например, в какой-то момент он говорит, что это цвет вина. И это не кажется поэтической вольностью.

Несколько лет спустя немецкий лингвист Лазарус Гайгер, возможно, вдохновленный наблюдением Гладстона, провел собственное исследование цветов в древних текстах. Этот цвет игнорировали не только греки: ни в индийских Ведах, ни в Библии , ни в Коране — произведениях, в которых изобилуют описания неба, — он никогда не упоминается как синий.

Гайгер внес еще два вклада. Согласно его исследованиям, цвета в языках, как правило, располагались в одном и том же порядке: черный, белый, красный, желтый или зеленый и, наконец, синий. Кроме того, он утверждает, что само слово « синий» в большинстве современных европейских языков происходит либо от слов, означающих зеленый , либо от слов, означающих черный . Другими словами, синий возник скорее как оттенок этих цветов, чем как самостоятельная сущность.

🔷 Были ли наши предки дальтониками?

Первый простой вывод, сделанный после этих открытий, заключался в том, что древние цивилизации просто видели хуже или в своего рода серой гамме. Однако мало кто осмеливался защищать такую теорию во времена Дарвина. Сам Гладстон, опубликовавший свою гомеровскую библию ещё до выхода «Происхождения видов», не раз утверждал, что никогда не говорил того, о чём все думают. Но как мы можем знать, видели ли древние греки синий цвет иначе или нет?

К исследованиям присоединилась еще одна бурно развивающаяся научная область — антропология. В то время евроцентрический колониалистский дух без зазрения совести привез нубийское племя из Судана в Берлинский зоопарк (тот самый зоопарк!). Там их выставляли на всеобщее обозрение и подвергали изучению антропологи и этнологи, которые набрасывались на них с измерительными лентами и, да, проверками зрения. Подобные исследования проводились также на местах в разных уголках мира исследователями и учеными, изучавшими различные «дикие» племена, с которыми они сталкивались.

В глазах окружающих: мы незначительны или изменчивы?

Я уже несколько дней размышляю о концепции замены, преемника. Это довольно сложная мысль, которую я постараюсь изложить более доступно.

У меня есть два клиента, которые переживают смену поколений. Дети или новые партнеры не разделяют их взглядов, не видят того же самого и не ожидают того же — ни от жизни, ни от компании. Некоторые цепляются за успешную модель, другие хотят ее изменить. Дело в том, что через несколько лет эти компании полностью изменят свою идентичность. Они станут другими.

Моя компания, с другой стороны, умрёт вместе со мной, когда я уйду на пенсию или устану. Все те проекты, которые приносили мне столько гордости, всю эту энергию, всю эту страсть, рассеются. Всё, что так сильно наполняло мою жизнь, на время останется лишь в памяти о нескольких проектах. Пока не появится другой инвестиционный фонд, другой бренд, другие люди.

Я думаю о множестве компаний, которые я знал, но которых больше не существует. По сути, они представляли собой лишь паутину контрактов, денег и усилий, которые теперь исчезли. И даже воспоминаний не осталось. Если энергия не создаётся и не уничтожается, а только преобразуется, мне интересно, что стало с этими проектами. Разрозненные люди и мечты, идеи, которые так и не увидели свет…

Иногда происходит физическая замена. С площади убрали скульптуру. Когда-то здесь был скульптор, был заказ, была мечта, состоялась инаугурация… Сегодня здесь трехцветные кубы и мэр-эколог.

Я думаю о естественном замещении. Мы с женой не выполнили свою часть. Нас двое, а останется только один. Сегодня я прочитал в газете, что в Барселоне уже больше молодых людей, родившихся за границей, чем в Испании в целом. Через несколько поколений одна культура будет вытеснена другой.

Через 40 лет мой дом, тот, который я построил с таким трудом, всё ещё будет стоять, в нём будет жить семья, которую я не знаю, с ещё не родившимися детьми. Люди, которые украсят его по-своему и сделают ужасные переделки, которые вернут меня из могилы. Я буду преследовать их по ночам, как призрак, но меня там больше не будет. Под посаженным нами кленом меня не будет, и никто не подумает, что огромный каменный дуб стоит здесь ещё со времён Гражданской войны .

Мы теряем многое, потому что не умеем ждать

Ещё совсем недавно встреча с друзьями была актом веры. На перемене вы говорили: «В шесть часов в парк», и на этом всё решалось. Не было никаких сообщений типа «Ухожу сейчас», «Я в автобусе» или «Буду через пять минут». Были только вы, ваши часы Casio и уверенность (или надежда), что остальные придут.

Это было упражнение на терпение, на доверие, на ощущение застывшего времени, когда наблюдение за тем, как друзья один за другим появляются издалека, вызывало выброс дофамина. Если кто-то не появлялся, вы стоически предполагали, что его наказали или у него возникли неожиданные семейные дела, о которых придется рассказать на следующий день. В этом неведении, в том, что придется идти домой одному с руками в карманах, было определенное приключение. Но даже в этом была своя прелесть: удовлетворение от того, что ты сдержал свое слово, от того, что ты был рядом, было что-то особенное.

В то время, сами того не осознавая, мы жили, как Оливейра и Ла Мага в «Классиках»: бродили по городу в надежде случайно встретиться, не зная местоположения в реальном времени, не получая предупреждений, не контролируя ситуацию постоянно. Встреча была актом судьбы или ежедневным чудом, на которое незаметно влиял звонок на семейный телефон. В этой возможности заблудиться, в неведении, в том, чтобы позволить встрече произойти в своем собственном темпе, и в то же время в возможности сходить на свидание без чрезмерной гибкости напоминания в последнюю минуту, было что-то глубоко человеческое.

Возможно, мы потеряли не столько способность ждать, сколько внутреннее пространство, которое давало нам ожидание. Эти минуты до прихода человека были своего рода перемирием с миром: время, которое нельзя было торопить или заполнять отвлекающими факторами, время, когда, сами того не осознавая, ты получал степень магистра в умении жить в условиях неопределенности , в умении доверять другому человеку, не отслеживая его действия на экране.

В глазах окружающих: право на лень

Сентябрь — месяц лени . Лень — это сладкий яд апатии. Это вялое чувство безделья. Эта летаргия духа, которая заставляет нас ни о чём не заботиться и оставляет ощущение вялости. Виноват мозг. В рептильной части нашего мозга преобладает режим энергосбережения. Это антропологический феномен. Кто я такой, чтобы менять пять миллионов лет (медленной, очень медленной) эволюции? Те, кто проповедует усилия, на самом деле отрицают их. Если природа склонна заставлять нас чувствовать себя ленивыми, пусть всё идёт своим чередом.

Если бы у меня не было абсолютно никакого желания что-либо делать, я бы предпринял попытку защитить право на лень. Хотя даже просто мысль об этом, не пошевелив и пальцем, уже заставляет меня чувствовать себя полезным для этого дела.

Я большой поклонник лени. Всех видов. Первый — это, несомненно, физическая лень. Эта расслабленная, пассивная и созерцательная жизнь, невосприимчивая к потоку задач, не омраченная чувством вины, отталкивающая от усилий. Но есть еще более распространенный вид лени: лень мыслить. Самый яркий пример — это лень формировать мнение о чем-либо. Честно говоря, я предпочитаю, чтобы мне все разжевывали. Я подожду, пока моя семья даст мне указания, желательно простые.

А ещё есть лень думать о будущем, о заработке на жизнь и обо всей этой ерунде. Это бремя, способное изменить жизнь. Какой кошмар! Где написано, что я родился для того, чтобы делать что-то для других, начинать дела, зарабатывать деньги? Найдутся те, кто будет бороться за меня, чтобы я мог получить какую-нибудь субсидию или что-то подобное. Дерзайте! Жаловаться — это тема, которая меня изматывает.

Мне тоже не хотелось это писать, но я написал, потому что, в глубине души, очень глубоко внутри, мне нужно было подумать. Умственная пассивность — это опиум для народа. Нужно установить минимальные требования, иначе мозг просто превратится в кашу.

Лицо — не зеркало души: влияют ли фотографии писателей на то, как мы их читаем?

Уильям Хилтон, приблизительно 1822 год. (Джон Китс)

Несколько лет назад Джейн Кэмпион сняла о нем биографический фильм «Яркая звезда» и решила, что Бен Уишоу, актер, воплощающий все эти фантазии о хрупкости и утонченности, сможет оживить его образ.

Но Китс, как утверждает его биограф Николас Роу, был полной противоположностью Уишоу: он описывает его как «компактного и мускулистого», любившего сражаться, человека, от которого ожидали скорее военной карьеры, чем литературной.

Актер Бен Уишоу сыграл Дж. Китса
в фильме Джейн Кэмпион «Яркая звезда»

Даже Фанни Браун не была великой любовью всей его жизни; он был скорее бабником, и бабником в большом возрасте (он умер в 25 лет, что было для него слишком юным возрастом), но ни его портрет, ни фильм Кэмпиона, ни рисунок, сделанный его другом Джоном Северном на смертном одре, не смеют разрушить эту мечту о романтической чистоте.

Капибара - самый милый и дружелюбный грызун

Это животное привлекает многих других существ (и не только хищников). В воде или на суще, поедая траву или даже просто бездельничая — все хотят примоститься на спине этого пушистого зверька, на его боку или рядом с ним.

Кто же это? Это — капибара, самый большой в мире грызун, который может весить до 66 кг.

Европейцы сначала описали ее как водяную свинью, потому что она плавала и выглядела как свинья — отсюда научное название Hydrochoerus hydrochaeris. Общее название «капибара» происходит от ka’apiûara («поедатель травы») в некогда широко распространенном южноамериканском языке тупи.

Наряду с морскими свинками, капибары классифицируются в пределах Caviomorpha. Это одно из двух подразделений отряда грызунов Hystricognathi — группы с отличительными чертами черепа, которая включает дикобразов. Все кавиоморфы (caviomorphs) живут в Новом Свете, большинство в Южной Америке. Капибары имеют большие головы, тяжелые морды, короткие ноги и грубую шерсть, которая может быть красноватой, желтоватой или темно-коричневой.

Капибары — социальные животные; они уничтожают паразитов путем взаимного груминга [grooming — уход за внешностью]. Животные живут группами по дюжине или больше особей, в основном самки и детеныши во главе с доминирующим самцом. Капибары любят бездельничать у воды утром, отдыхать в самую жаркую часть дня и пастись поздно днем и вечером.

Также как и кролики с зайцами, капибары едят специальные фекальные шарики. Этот процесс называется закуска: «жевание жвачки» помогает пушистым грызунам переварить растительный материал. Содержимое шариков выходит из их слепой кишки, которая у млекопитающих похожа на мешочек. У капибар она действует как большая камера заквашивания, в которой хранятся и перемешиваются волокнистые материалы с бактериями, энзимами и газами для помощи пищеварения.

Но кролики не изрыгают и не пережевывают пищу, как это делают жвачные (например, коровы), в то время как капибары даже при отсутствии дополнительной камеры желудка, известной как рубец, иногда так делают. Каждый день капибара съедает около 3 кг свежего корма, в основном травы, а также тростник и водяные гиацинты, в зависимости от сезона. Капибары также едят различные сельскохозяйственные культуры, и особенно любят рис и сахарный тростник.

Капибары — хорошие пловцы. Частично им помогают перепончатые лапы, которые также полезны на болотистой местности. Эти грызуны живут близко к воде и могут оставаться под водой до пяти минут. Предупрежденные об опасности специальным тревожным свистом своих друзей, капибары могут поспешно погрузиться в воду, оставляя на поверхности только ноздри и глаза. Животные также общаются благодаря множеству звуков, включая щелканье, лай и свист.