Living Planet víz alatti világ a delfinek - a világ legjobb úszók és búvárok
4. A világ legjobb úszók és búvárok.
Azt kell mondani, hogy a hatás a hidrodinamikai mező delfinek tapasztalat már a „korai gyermekkorban”. Az a tény, hogy a kölykök egy delfin, különösen az etetés, úszó közel a méh és ösztönösen választ helyzetben vannak a testén, ahol a víz ellenállása a legkisebb. Mivel közel az anyai ágon, delfinonok energiát takarít meg és úszik passzívan, de olyan gyorsan, mint az anya a nyomás miatt mező által létrehozott gyors mozgás.
Nature évezredek természetes szelekció termel a delfin azon képességét, hogy utolérjék a zsákmány - hal gyors. Ennek eredményeként, a Dolphins megszerezte a képessége, hogy gyorsan mozog a víz felszínén, víz alatt, és merüljön gyorsan lezúduló a mélybe, és kiugranak a vízből, hogy a nagy magasságban, gyakran egyenlő a testhossz és meg is haladta azt. Ebben az esetben a delfinek teheti ugrások hossza, beleértve a hátúszás. A folytatásban, akkor is, hogy a tengelye körül forog, a test. Mindezek a jellemzők azt mutatják, hogy hogyan mozgás delfinek a nyílt tengeren, és a mesterséges medencék.
Meg kell jegyezni, hogy a mozgás a delfinek a vízben különbözik dinamikusabb, ami azt jelenti, hogy gyorsan felgyorsul, és még gyorsabban fékezés és megállás. Egy erős swing a farok - és delfin úszik egyenlő távolság két vagy három hosszúságú testét. Mozgás az átlag gyorsaságát (20-25 km / h), a delfin rúgás farok mozgása leáll, miután végzett „fékút” hossza csak a fele a hossza a testét. E fékezés lesz olyan éles, hogy nem lenne érzékelhető az ember, mint a víz kalapács. Úszó delfin csak előre, a „hátra” azt nem.
A tudósok már keresi a választ, hogy a kérdés: hogyan, miért és milyen módon a delfinek úsznak ilyen gyorsan?
A fő szerve a motor cetfélék farok, az első, amely - oldalirányban tömörített szárat, és a hátsó - vízszintes farok lapátok elrendezve. Caudal szár végez felfelé és lefelé mozgás hatására a hatalmas izmok a törzs. Amikor a szár lemegy, farok lapátok forognak felfelé, és fordítva. A forgómozgást a farok úszás delfin termel. A frekvencia és amplitúdó a farok végigsöpör és dőlésszöge a farok lapát sebessége navigációs függ. A farok lapátok mindig forog oldalkormányok szerepet. Hátúszó szolgál passzív egyetlen blade stabilizátor és a páros mellúszók elsődlegesen mélységi kormánnyal. A tökéletesség a motor mechanizmus, és azt mondják a sebesség és dinamika a mozgás egy delfin a vízben.
Csodálat a gyors mozgása a delfin volt az egyik első benyomások által kapott férfi, amikor megfigyeljük ezeket az állatokat. Ugyanakkor a résztvevő tudósok a tanulmány a delfinek örömére a késő 30-es években a XX században felváltották a zavarodottság .... Az a tény, hogy az angol zoológus professzor Dzheyms Gray, aki tanulmányozta a mozgását a vízi állatok, így a szükséges számításokat, mondta a delfinek nem fejleszteni, hogy a sebesség, valójában fejleszteni. Mivel a víz sűrűsége, ami 800-szor nagyobb, mint a levegő sűrűsége, mérete és súlya a delfinek, a legnagyobb sebesség, amely szerint hidrodinamikai számítások kialakulhat delfinek nem haladhatja meg a 20 km / h. A számítások szerint a szürke kiderült, hogy annak érdekében, hogy a sebesség 40-50 km / h, ami a delfinek valójában az izmok erejét meg kell haladnia a szokásos közel 10-szer! Valójában, az arány a teljesítmény az egységnyi tömegű izmok cetfélék, beleértve a delfinek, körülbelül ugyanaz, mint minden emlősben, és nem lehet megváltoztatni széles tartományban. Ezen felül, ha az izmok volt szokatlan teljesítmény, a légzési és keringési rendszer, a delfinek nem lenne képes izmok oxigén. Azonban az izmok delfinek dolgozik a „maximális teljesítmény” elég oxigént. Ezt az ellentmondást az elméleti és a tényleges lehetőséget cetfélék nevezett paradoxon Gray.
Az okok a magas aránya delfinek kezdett keresni a kutatók különböző specialitások. Érdekes munka ebben a kérdésben tartott rakéta tervező Max Kramer, egy munkatársa a hírhedt Werner von Braun, alkotója rakéta V-2 (V-2). Magasabb sebességnél a levegő ellenáll mozgó tárgy közel áll arányban a víz ellenállását. Ellenállás mozgás a test bármilyen környezetben alakja határozza meg, és sebessége a test. A test egy sima felületre, és a jó áramvonalas alakja tapasztalja a legkisebb ellenállás, mivel a közeg (víz, levegő) áramlik a test körül nyugodt, folyamatos, lamináris áramlás. Ezzel szemben, ha a szegény körkörösség és felületi érdesség a test körül folyik a patak örvény kap és bontások összefolyás. Egy ilyen mozgást nevezzük turbulens környezetben (latinul azt jelenti turbulens turbulens, rendetlen). A turbulens áramlás hatására szignifikánsan több ellenállást mozgás a szervezetben, mint a lamináris.
Kramer tette a fém modell, pontosan másol az alakja és mérete egy delfin. Modell felületet gondosan csiszolt. De teszteket a hidrodinamikai modell a csatorna látható, hogy ez a modell éli normális a szilárd a szervezet ellenálló képességét, ami a négyzetével arányos a sebesség. Tehát a titok nem a felületi simaság, minden esetben, nem csak ebben.
Tanulmány Dolphin bőrszerkezet azt mutatta, hogy két fő rétegből áll: egy rugalmas külső (epidermis), és alatta fekvő, a rugalmas belső (dermisz nagy papillákkal és a testzsír).
Kramer helyesen feltételezett mechanizmusa a „munka” a bőr egy delfin, amikor mozog a vízben. Ennek lényege, hogy: a külső réteg a bőr hajlatok és ugrik vissza a nyomás alatt lévő víz azokon a helyeken, amelyekre a nyomás hat. Kiderült, hogy ha a víz körül folyik a lebegő Dolphin formák turbulens részek (vortex) mozgást, ott delfin bőr flexes befelé, elnyeli turbulens képződött vizet ki bemélyedés, mint izolálva a többi a víz folyik túl a lamináris az állat testének. Alapján e reprezentációk Kramer kifejlesztett egy komplex mesterséges 3-rétegű bevonat torpedó, az építési hasonló a bőr egy Dolphin. Vizsgálatok kimutatták, hogy az ilyen bevonat szignifikánsan (60% -kal) csökkenti a víz ellenállása a mozgás az torpedó nagy sebességgel (70 km / h). De további javulás nem ennek a bevonatnak vezethet jelentős hatása. És ha figyelembe vesszük a magasabb költségek műfüves, világossá válik, hogy nem tud versenyezni egy delfin bőrt. Persze, ez nem csak a bőr szerkezetét egy delfin. Ennek oka a magas hidrodinamikai tulajdonságok delfinek is abban a tényben rejlik, hogy az agy döbbenetes tökéletesség szabályozza a bőrt. Információk a nyomás változás egyik vagy másik területen a bőr azonnal jelenteni kell az agy milliók vékony a bőr receptorok érzékelők, és az agy küld idegi biotoki parancsok érintett bőrfelületek izmokat. A gyors mozgás egy delfin testén megy izmos hullám, amely a szakértők szerint, csökkenti a légellenállást.
A munka a tudósok Intézet evolúciós morfológia és ökológia elnevezett állatok Severtsova Szovjetunió Tudományos Akadémia azt mutatta, hogy a delfin megőrizte a funkcionális szervezeti mozgásszervi komplex földi emlősök. Nem véletlen forgalom delfin ugrott a vízbe hasonlítanak futó szárazföldi állatok. Keresztirányú rezgése az úszó test aktívan delfin fordul elő a függőleges síkban, ellentétben a hal úszni mozgások, hogy a szél a test a vízszintes síkban.
Anatomy of a delfin, különösen a palackorrú delfin, azt mutatja, hogy a legerősebb motor izmok kapcsolódnak a felvetett testtájakat mobilitást. Ezek a helyek találhatók a kinematikus tulajdonságokkal rendelkezik, és található, jobbról csúcsa az orr (rostrum), a távolságok 0,3, 0,75 és 0,95 a test. Ezen területek körül, mint bárhol zsanérok forgatni szomszédos részei a test egy delfin. Kiderült. Hogy az első két „csukló” vannak, ahol a végtag öv található földfelszíni emlősökben. Mellesleg, az ilyen zónák bálnák túlélte penge és csökkentett csípőcsont.
Kinematika delfin testmozgások olyan, hogy a víz nyomása a fejtől a farok csökken, ami csökkenti a turbulencia mértéke, és így csökkenti az ellenállást a vizes közegben.
A tanulmány a munka, a bőr és az izmok egész meghajtási rendszer delfinek továbbra is a tudósok számos országban. A rendelkezésre álló információk ma beszélni a legmagasabb fokú alkalmazkodás az élet delfinek és vízmozgás. A hosszan tartó evolúció delfinek megszerezte a képességét, hogy szabályozza a bőr réteges víz áramlását, hogy meggátolja a turbulens területen ebben patak. Hajtóanyagok Dolphin - a farok fin és a dorzális és mellúszók önálló szabályozott vezetés közben: azok Hydroelasticity reflexszerűen függően változik a sebesség a navigációs. Ennek eredményeképpen a szinte a teljes értelemben a csoda, evolúciós fejlődés képessége volt a delfinek úszni sebességgel magasabb, mint a számított képletek szerint hidrodinamika. Tehát most ez aligha érdemes beszélni valamiféle paradoxon, nyissa meg a tudós angol Gray 75 évvel ezelőtt. A paradoxon lehetséges legyen, kivéve, hogy a nagyon kísérlete a tudós használja a törvényi hidrodinamika, hogy ismertesse a tulajdonságait, a test, a transzformált evolúció egy komplex önszabályozó biológiai rendszer.
Minden cetfélék úszni is, de merülés minden más. Delfinek, amely táplálja főleg nyílt tengeri halfaj (vagyis hal él a felületi réteg tengervíz), könnyen megközelíthető, de nem mély (25-35 m). Delfinek etetés fenéklakó étel, merüljön sokkal mélyebb. Például a palackorrú delfinek a Fekete-tenger merülés mélysége 80-90 méter, és speciálisan képzett palackorrú delfinek lehet merülni, hogy a mélysége 170 méter, és még mélyebbre. In vivo tartózkodási idő alatt a víz delfinekkel 3-4 10-15 percig. Összehasonlításképpen: szárazföldi emlősök nem képesek megállítani a légzés több mint 1,5 perc. Egy személy nyugalmi szüneteltetheti két lélegzetvétel között legfeljebb 1,0-1,5 percig, és csak a szakmai búvárok visszatartja a lélegzetét 2-3 percig, de ezt a határt.
Idegen férfi bevallja víz elem annak mélysége csak azok a lények, amelyek alkalmazkodnak hozzá. Szakképzetlen emberek nélkül, bármilyen típusú ruha vagy palackos eszközökkel lehet merülni, hogy a mélysége nem több mint 10-15 m. A nagyobb mélységű merülés fogás szivacsok keresve gyöngy, de ez a jelenség szélsőséges mentesítést.
A mértéke alkalmazkodóképessége a delfin búvár lehet megítélni a következő példát: egy amerikai akváriumok kiképzett delfin merülés 105 perc jelet 50-szer egymás után, hogy a mélysége 30 m volt morschinistozuby delfin él a mérsékelt és trópusi óceánok .. A mérete eléri 2,5 méter hosszúságú, a fogak 100-104 db. emelkedni mélységből 30 m delfin tölt átlagosan 18 másodperc. De ha egy búvár egy puha ruha maradt egy 30 méter mélységig csak 10-12 percig, majd az ő emelkedés lenne, hogy legalább 10 órán át. Gyors, mondjuk, 2-3 percig, emelő személy olyan mélységig azt jelentené, a közvetlen halál dekompressziós betegség.
Egy ilyen nagy felfutási idő a búvár még kisebb mélységben (30-40 m) a szükséges dekompressziós a test. A növekvő mélysége minden 10 m víz nyomás növekedésével egy légkörbe. Ha a búvár ment le, például 150 m, akkor van kitéve víz nyomása 16 atmoszféra. Találni az egyensúlyt a búvár sűrített levegő nyomás alatt körülbelül 16 atmoszféra. Növelésével a nyomás a búvár tüdejében több levegőt jön súlyú, mint a hagyományos körülmények között, és oldhatóságát a levegő a vérben megnő. Fokozatosan a vér az emberi szervezetben telítődik levegővel, vagy inkább - annak fő összetevője - a nitrogén. A gyors növekedése a búvár nyomás gyorsan csökken, és a vér forrni nem kezd: kitűnjön a buborékok nitrogén, amely lehet bejutni nagy véredény, mint az aorta és a blokk, ami azt jelenti azonnali halálát egy személy.
Ideje dekompressziós csökkenteni azáltal, hogy javítja a tervezés búvár és űrruhákhoz, és a használata búvárok légzési gázkeverék hélium (96-98%) és oxigént (2-4%). Ezt a keveréket használjuk a következő ok miatt: hélium (inert gáz, mint például nitrogén) belép a véráramba gyorsabb és kevésbé oldja, és kilép a vérből sokkal gyorsabban, mint a nitrogén. Ezért az ilyen keverék inkább biztonságos humán, mint a levegő. A dekompressziós idő ebben az esetben csökken 3-4 alkalommal.
És most hasonló tényeket. Delfinek, még akkor is gyorsan emelkedik a mélyben tíz és száz méter másodpercek kérdése, nem tapasztalható semmilyen kellemetlenséget. Ennek az az oka, hogy a delfin, megtöltse a tüdejét merülés előtt része levegő, távol ez része a levegő a mély. A levegő a tüdejében van normál nyomáson, így nitrogén kerül a vére kis mennyiségben, ez tökéletesen biztonságos delfinek.
De ez nem lenne elég, hogy merülni nagy mélységben. Hosszadalmas Dolphin búvár organizmus, mint minden cetfélék, van számos fiziológiai funkciók. Kezdje azzal, hogy a cselekmény a légzés cetfélék izgatott nem szén-dioxid felhalmozódása, és a közelgő oxigénhiány a vérben. Összehasonlításképpen, a szárazföldi emlősök és emberek aktusa légzés által gerjesztett szén-dioxid felhalmozódása a vérben, és hogy a levegőt, amikor a tüdő marad továbbra is jelentős mennyiségű oxigént. Cetféléi így az oxigént a vér és a tüdő jobban, mint a szárazföldi emlősök, és visszatartja a lélegzetét sokáig. Fény cetfélék nagyon rugalmasak és gyorsan zsugorodik és bővíteni. Ezért egy szuszra a tüdőben a levegő felfrissítette 80-90%, és még egy személy, egy mély lélegzetet, kilégzés - csak 15-20%.
Merülés közben a vért a szervezetben cetfélék állítja, oxigén, különösen a létfontosságú szerveket - a szívet és az agyat, és néhány szervek és az izmok nem kap oxigént a vérből (az erek szállítják a vért ezen szervek és az izmok, blokkolt merülés közben), és kénytelen lemondani oxigénkészleteiket szereplő myoglobin. Ebben a helyzetben, a szívfrekvencia lelassul drasztikusan, és a szövetek és szervek kapott egy csökkentett mennyiségű oxigént. Például, ha a víz felszínén a Dolphin afaliny pulzusszám tartományban volt 100-130 ütés per perc, a mélysége megegyezik az impulzus válik 40-50 ütés percenként.
A munka a szív- és érrendszer cetfélék, különösen a búvárkodás nagy mélységben 1,5-2 km vagy több (ámbráscetek, barázdás bálna, csőröscetekre) tartalmaz több rejtélyek, valamint vizsgálati folyamatban van.