25 октомври 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Слоновете всмукват вода със скорост над 540 км/час

Всмукването на слонските хоботи е много по-мощно, отколкото смятаха учените.

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 04 юни 2021 в 00:01 16821
Изследователите със слона, участващ в проучването. Кредит: https://doi.org/10.1098/rsif.2021.0215

Октоподът използва струи вода, за да се придвижва, а рибите стрелци стрелят вода над повърхността, за да улавят насекоми. Но изследователите от Техническия колеж в Джорджия установяват, че слоновете са единствените животни, способни да използват всмукване и на суша и под вода и то впечатляващо мощно.

Високоскоростно видео наскоро разкри, че този успех в засмукването идва от силата на вдишването на слонове.

Изследователите изчисляват, че слоновете могат да вдишват със скорост над 540 км/ч, която е повече от 30 пъти по-голяма от скоростта на изхвърляния въздух по време на кихане на човек (около 16 км/ч) и по-бързо от японския влак-стрела (320 км/ч според Japan Rail).

Високоскоростните кадри показват впечатляващата всмукваща сила на слонския хобот. Кредит: David Hu

Изследването на Техническия колеж в Джорджия се стреми да разбере по-добре физиката на това как слоновете използват хоботите си, за да  манипулират въздух, вода, храна и други предмети. Те също така се опитват да научат дали механиката на тези слонски действия може да вдъхнови създаването на по-ефективни роботи, които използват въздух, за да задържат и движат обекти.

„Слонът изяжда около 400 килограма храна на ден, но много малко се знае за това как използват хоботите си, за да събират храна и вода в продължение на 18 часа всеки ден“, коментира д-р Андрю Шулц (Andrew Schulz) от Техническия колеж в Джорджия, който ръководи проучването. "Оказва се, че хоботите им действат като куфари, способни да се разширяват, когато е необходимо".

Шулц и екипът на Джорджия Тех заедно с ветеринарни лекари от зоопарка Атланта наблюдават как се хранят слоновете с различни храни. Големите кубчета например животното ги грабва и събира. Изсмуква по-малки кубчета и издава силен звук като на прахосмукачка или като звука на човек, който засмуква спагети.

Хоботите на слоновете могат да изсмукат галон вода за по-малко от две секунди. Кредит: David Hu

За да научат повече за засмукването, изследователите дават на слоновете чипс и измерват приложената сила. Понякога животното затиска чипса и вдишва, спирайки чипса на върха на хобота, без да го счупи. Прилича на човек, който вдишва парче хартия с устата си. Друг път слонът прилага засмукване от разстояние, изтегляйки чипа до ръба на хобота си.

„Слонът използва хобота си като швейцарско ножче“, коментира Дейвид Ху (David Hu), съветник на Шулц и професор в Джорджия Тех. „Той може да разпознава аромати и да грабва храната. Друг път издухва храната като духалка за листа или ги засмуква като прахосмукачка".

Наблюдавайки как слоновете вдишват течност от аквариум, екипът успява да определи времетраенето и да измери обема. Само за 1,5 секунди хоботът изсмуква 3,7 литра, което се равнява на 20 тоалетни, които се изплакват едновременно.

Използвана е ултразвукова сонда, за да се направят измервания на стената на хобота и да се види как работят вътрешните мускули на хобота. Чрез свиване на тези мускули животното разширява ноздрите си до 30%. Това намалява дебелината на стените и разширява обема на хобота с 64%.

„На пръв поглед нямаше смисъл: прохода на носа на слон е сравнително малък, а той вдишваше повече вода, отколкото би трябвало“, разказва Шулц. "Едва когато видяхме ултразвуковите изображения и наблюдавахме разширяването на ноздрите, разбрахме как го правят. Въздухът отваря стените и животното може да съхранява много повече вода, отколкото първоначално сме изчислили".

Въз основа на приложеното налягане, Шулц и екипът предполагат слоновете да вдишват със скорост, много по-голяма от тази на японските влакове-стрела - цели над 540 км/ч.

Слон използва всмукване, за да търси ябълки. Кредит: Andrew Schulz / Georgia Tech

Шулц смята, че тези уникални характеристики имат приложение в меката роботика.

"Изследвайки механиката и физиката зад движенията на мускулите на хобота, можем да приложим физическите механизми - комбинации от всмукване и хващане - за да намерим нови начини за изграждане на роботи", обяснява Шулц. "Междувременно африканският слон сега е включен в списъка на застрашените видове заради бракониерството и загубите на местообитания. Хоботът му го прави уникален вид за изучаване. Като научим повече за тях, можем да научим как по-добре да опазим слоновете в дивата природа".

В хоботите им също може да се побере повече, отколкото си мислите. Слонът може да разшири диаметъра на хобота си, като разширява ноздрите си - това намалява дебелината на вътрешните стени на хобота и увеличава пространството вътре с около 64%, според ново проучване.

Хоботът на слона - въпреки че тежи колосалните 100 килограма - е в състояние да изпълнява неочаквано изящни движения - от рисуване на „автопортрети“ до хващане на житни зърна чрез прищипване с върха на хобота.

Справка: Suction feeding by elephants
Andrew K. Schulz†, Jia Ning Wu†, Sung Yeon Sara Ha, Greena Kim, Stephanie Braccini Slade, Sam Rivera, Joy S. Reidenberg and David L. Hu
Published:02 June 2021 https://doi.org/10.1098/rsif.2021.0215

Източници:

Elephants inhale water at 330 mph
Mindy Weisberger, Live Science.

How an elephant's trunk manipulates air to eat and drink
Animal's "Swiss Army Knife" could help build better robots, GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY


Препоръчани материали
+ 0
- 0
Много обичам слонове!
 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.