Помните, когда смотришь из окна самолета сразу перед посадкой, на крыльях появляются небольшие флажки? Они не дают самолету сорваться по мере замедления.

У птиц есть собственная версия этой хитрой технологии в форме специально адаптированных перьев. Птичьи перья широко делятся на основные и второстепенные перья, при этом некоторые из них помогают в полете, а другие служат простым украшением.

Но у птичьего крыла есть часть, именуемая крылышком, или придаточным крылом (там, где мог бы быть «большой палец»). Птица управляет этими перьями, открывая небольшой слот, который помогает стабилизировать птицу и избежать падения при медленном взлете или посадке. Красота!

Сонар

Корабли, подводные лодки и морские устройства часто оснащены гидролокатором для навигации, предотвращения препятствий и отслеживания целей под водой. В основе работы сонара лежит излучение звука с определенной частотой и распространение звуковых волн в окружающей среде.

Звуковые волны отскакивают от твердых объектов и возвращаются к сонару, который их излучает. Затем устройство сонара собирает информацию о форме, размере и расстоянии до объектов. Это особенно полезно для военных, но первыми сонары изобрели киты и дельфины. Точнее, за них это сделала природа и эволюция.

Эти удивительные животные могут находить различия между даже самыми маленькими предметами с расстояния 15 метров, используя навыки сонара. Им не нужно электронное устройство для трансляции своих частот по океану. Они эволюционировали, чтобы использовать свои собственные голоса и рецепторы в телах и находить путь по морю.

Считалось, что животные создают «звуковой ландшафт» в своем сознании на основе постоянной обратной связи, которая помогает им строить карту среды. Они также используют свой гидролокатор для поиска пищи и друзей.

Военный сонар настолько похож на китовый, что даже работает на тех же частотах: от 100 до 500 Гц. Некоторые люди предполагают, что это может быть причиной массовых переходов дельфинов и китов, потому что они принимают сигнал военных за свой.

Военно-морские силы настраивают свой сонар до 235 дБ, а киты обычно испускают сонарные сигналы в пределах 170 дБ. Возможно, громкие сигналы нарушили чувство направления морских созданий и сбили их с курса. И все же поразительно, как киты используют нечто настолько эффективное, что люди до сих пор не нашли этому замену.

Биолюминесценция

Говоря о морских существах, наши подводные приятели использовали почти все, чтобы улучшить собственную выживаемость. Задолго до того, как люди изобрели свечи, светящиеся в темноте наклейки и ночные огни, рыбы на дне океана уже светились много веков.

Светлячки и даже некоторые виды грибов также используют биолюминесценцию в своих интересах. Все эти организмы эволюционировали, чтобы светиться в темноте по таким разным причинам, как привлечение партнеров, привлечение добычи, предупреждение хищников и общение с другими представителями вида.

Множество исследований, которые были проведены - и будут проведены, - посвящены внедрению биолюминесценции в биотехнологии с множеством практических применений в современном мире. Действующее химическое вещество - люциферин - имеет короткий срок службы в активном состоянии светового потока. Множество компаний пытается обойти эту проблему, так что в будущем, возможно, на основе биолюминесценции будут созданы уличные фонари и медицинские процедуры.

Биолюминесценция создается простой химической реакцией, которая включает люциферин, фермент и несколько других кофакторов, специфичных для отдельных существ и растений. Люди пока просто нюхают пыль - но учиться никогда не поздно!

Солнечная энергия

Не так давно группа ученых изучала пятнистых саламандр и обнаружила, что эмбрионы этих ящеров содержат водоросли, которые живут внутри детенышей саламандры до их вылупления. Водоросли выживают, потребляя отходы, производимые эмбрионами детенышей саламандры. Взамен водоросли вырабатывают энергию и питание для развивающихся детей ящериц.

Эти ящерки, по сути, растут на фотосинтезе, том же процессе, что используют листья на деревьях для преобразования солнечного света в энергию. Также он похож на то, как фотогальванические элементы (солнечные панели) превращают солнечный свет в электричество.

Конечно, многие рептилии также используют тепло Солнца, являясь хладнокровными, чтобы поддерживать температуру и уровень энергии собственного тела. Похоже, эти чешуйчатые создания могли бы научить нас кое-чему о возобновляемой энергии.

Обнаружение ультрафиолетового света

Люди постоянно подвергаются воздействию УФ-света, но не имеют природной возможности его видеть. Поэтому мы так легко получаем солнечные ожоги. Сегодня можно купить световые детекторы, которые «преобразуют» ультрафиолетовые волны в форму, которую вы уже сможете видеть.

Обычно мы не можем видеть ультрафиолетовый свет из-за количества белка в наших глазах. А как там у животных?

Структура глаза животного частично состоит из белков опсинов. Некоторые животные находят один-два типа опсинов в своих глазах, поэтому видят меньше цветов и типов световых волн, чем люди. У нас же есть три типа опсинов, позволяющих видеть широкий спектр цвета.

Однако некоторые животные, такие как хамелеон, имеют больше трех типов опсинов в глазах. Поэтому хамелеоны могут видеть ультрафиолетовые лучи света в дополнение к цветам, которые могут видеть люди. Хамелеон наверняка сможет разобрать больше деталей на растениях, объектах и других животных, чем мы.

При этом хамелеоны делают это при помощи невооруженного глаза, не прибегая к использованию устройств. Есть также много других рептилий, насекомых, птиц и водоплавающих созданий, которые также могут видеть ультрафиолетовый свет.

Сельское хозяйство

Сельское хозяйство, взращивание различных культур, может показаться не самым технологически развитым процессом. Однако по меркам человеческой истории это все же относительно новый процесс. Достаточно вспомнить, каким был уровень массового производства и объемы запасов пищи 50 лет назад, чтобы поменять свое мнение.

И все же муравьи занимаются выращиванием культур гораздо дольше, чем 50 лет. Они любят питаться липкими, сахаристыми выделениями, которые выделяет тля после поедания растений.

Поэтому муравьи прикладывают большие усилия для обеспечения муравьиной колонии этой «пасекой», не позволяя тле перемещаться слишком далеко от колонии. Муравьи откусывают тле крылья и выделают химические вещества, замедляющие рост этих крыльев. Подло!

И если этого недостаточно, не так давно муравьи научились окружать группы тли муравьиными химическими следами, которые обычно используются для обозначения территории колонии. Эти следы, по всей видимости, замедляют тлю и не дают ей убраться со своего места, что обеспечивает муравьям надежный доступ к их любимому сладкому источнику пищи.

Так же, как и фермерские животные, которых содержат люди, тля тоже извлекает свою выгоду. Химические следы отпугивают хищников - таких как божьи коровки - поедающих тлю. Порабощенная тля по крайней мере защищена от этих больших, страшных, пятнистых жуков, благодаря муравьям.

Звукоизоляция

Если вы когда-нибудь проводили время в звукоизолированной комнате, вам наверняка была приятна тишина в ней. Комбинация изоляционных слоев, абсорбирующих материалов и тому подобного создает атмосферу, в которой практически не слышен посторонний звук.

Много лет совы использовали эти качества по менее мирным причинам. Чтобы подлетать и хватать свою ничего не подозревающую добычу со смертельной точностью, совы должны быть полностью безмолвными, потому что грызуны, которыми они питаются, имеют невероятно чувствительный слух.

Например, перья обыкновенной сипухи настолько мягкие и мелкие, что позволяют ей охотиться в мокрую погоду, поскольку становятся пропитанными водой и холодными. Это идеально звукоизолирует тело совы, которая в темноте настигает небольшое млекопитающее и хватает его острыми когтями. Единственным звуком будет писк жертвы.

Достичь этого позволяет конструкция перьев. Крошечные деления и волокна отделяют поток воздуха от крыльев. Это предотвращает любые грубые звуки, вызванные сопротивлением воздуха, например, при хлопании крыльев.

Клонирование

Когда ученые клонировали овечку Долли, стало понятно, что этот новый и странный процесс надолго останется с людьми. Но так ли он нов? Давайте спросим морскую звезду.

Морская звезда воспроизводилась бесполым путем без особого труда, еще когда никто не слышал о клонировании. Более того, морская звезда, которая клонирует себя, живет дольше и здоровее, чем морская звезда, которая воспроизводится половым путем.

Очевидно, клонирование хорошо подходит для этих существ. Кроме того, если морская звезда оторвет себе конечности или вообще разорвется пополам, существо просто отрастит конечность и регенерирует при необходимости. Некоторые виды даже умеют производить новое тело из части отрезанной конечности.

Морская звезда, очевидно, является экспертом в области клонирования. Возможно, нам стоит к ним присмотреться повнимательнее?

GPS

Миграция птиц остается большой загадкой для ученых. Есть много возможных объяснений тому, как птицы понимают, куда летят - положение Солнца, звездная карта, обоняние, магнитное поле Земли, запоминание отметок при предыдущем путешествии…

Но ни одно из них не объясняет целиком и полностью, как птицам удается так успешно и регулярно добираться до удаленных пунктов назначения, иногда в самых суровых условиях и при полном незнании маршрутов. Есть мнение, что они используют технологию GPS - которая намного превосходит человеческие возможности, - встроенную в маленький птичий мозг.

Теория магнитного поля представляется наиболее вероятной, поскольку лисицы показали, что тоже хорошо ориентируются в магнитном поле Земли во время охоты. Если другие животные разбираются в магнитных полях, то и птицы, стоит полагать, могут. Такой себе встроенный компас.

Выдвижные лезвия

Обычная домашняя кошка поражает своей универсальностью. Она может выпустить или спрятать когти при необходимости, оставить их острыми или мягкими, чтобы не ранить саму себя при умывании. Когти можно вернуть назад в их мягкие подушечки, чтобы ударить хозяина или котенка и не навредить ему.

Не этим ли вдохновлялись люди, создавая перочинные ножи?

January 22nd, 2014

Киты являются одними из самых загадочных животных на Земле. Они упоминались в различных историях, начиная с Книги Иова (Book of Job) в Библии до фильма «Звездный Путь IV: Путешествие домой» (Star Trek IV The Journey Home), поэтому можно было бы предположить, что мы уже обладаем довольно обширными познаниями об этих существах, обитающих в океанах. Тем не менее, на планете существует 78 видов китов и мы до сих пор продолжаем узнавать о них странные вещи. Например...

10. Белухи любят музыку

С одной стороны, мы никогда не сможем сказать точно, действительно ли белухи любят музыку. Тем не менее, они реагируют на неё, выражают большое любопытство и иногда даже присоединяются к синхронному танцу.

В 2013 году пара артистов оснастила лодку подводной звуковой системой и отплыла в море, чтобы сыграть белухам подводную симфонию. Киты были крайне заинтересованы и даже начали подпевать, показывая своё восхищение музыкой и искусством, которое превосходило эмоции самых известных существ на Земле.

Любые сомнения в том, что белухи наслаждаются музыкой, вероятно, могут быть рассеяны после просмотра видео выше, в котором группа мариачи играют для белухи, содержащейся в неволе, которая, по всей видимости, поистине наслаждается мелодией.

9. Гренландские киты могут жить более чем до 200 лет

Фотография: Музей китобойного промысла в Нью-Бедфорде (New Bedford Whaling Museum)

В 2007 году ученые, изучавшие мёртвого гренландского кита, обнаружили нечто очень странное, засевшее глубоко в его теле. При ближайшем рассмотрении оказалось, что найденный объект был фрагментом оружия, которое соответствовало патенту, поданному в 1879 году. Это говорит о том, что гренландский кит пережил нападение китобойного судна более чем 100 лет назад.

Учёные на самом деле не могут сойтись на определении максимальной продолжительности жизни гренландских китов. Большинство китов умирают в возрасте от 60 до 90 лет. Тем не менее, аминокислоты в глазах гренландских китов показывают то, что самый старый из когда-либо обнаруженных китов, возможно, дожил до 211 лет. Некоторые учёные полагают, что киты могут жить даже дольше чем этот возраст. Единственное, что мы знаем наверняка, это то, что человек не смог бы прожить настолько долго, даже без древнего гарпуна, воткнутого в спину.

8. У самок горбатых китов есть лучшие подруги

Представители группы по исследованию китообразных острова Минган (Mingan Island Cetacean Study) использовали фотографические методы для изучения горбатых китов в течение последних 16 лет. В то время, они начали понимать, что самки горбатых китов способны не только дружить друг с другом, но и воссоединяться каждый год. Они помнят своих подруг и даже находят их среди других китов, проплыв через весь океан. Это было довольно шокирующим открытием, учитывая то, что до этого момента учёные полагали, что горбатые киты в целом были необщительными в отношении друг друга.

Когда самка горбатого кита встречает свою подругу, они просто плавают вместе, едят и наслаждаются компанией друг друга. Эти дружеские отношения, по-видимому, оказывают положительное влияние исходя из того, что самки горбатых китов, которые дружат таким образом, более здоровы и приносят больше потомства каждый год. Тем не менее, дружеских отношений между самками и самцами (или даже между самцами) замечено не было. По причинам, которые никто не может объяснить, только самки китов любят дружить друг с другом.

7. Синий кит является самым крупным животным на Земле за всю её историю

Фотография: Национальный новозеландский Музей Те Папа Тонгарева (Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa)

Если бы большинству людей пришлось предположить, какое животное являлось самым крупным из когда-либо существовавших, они, вероятно, назвали бы какое-либо давно вымершее существо, например, мамонта или динозавра. Тем не менее, самое крупное существо не вымерло. Им является синий кит, длина тела которого может достигать более 30 метров, а вес 180 000 килограммов. Сердце синего кита может быть размером с небольшой автомобиль и бьётся оно достаточно громко, чтобы его можно было обнаружить с расстояния в 3 000 метров. Его рот достаточно большой, чтобы вместить 100 человек, а его артерии настолько крупные, что по ним может плавать баскетбольный мяч.

И согласно данным учёных, он становится ещё больше. Не паникуйте, усиленный рост не является следствием токсического разлива или гамма-лучей. Всему виной старое доброе глобальное потепление. Благодаря более тёплым океанским течениям в их среде обитания увеличивается количество криля, и в отличие от других млекопитающих, они растут в объёме вместо того, чтобы уменьшаться.

6. Некоторые киты имитируют человеческую речь

Киты могут производить множество звуков. Один кит в неволе, белуха по имени НОК, стала так хорошо имитировать человеческие голоса, что исследователи думали, что они слышат двух человек беседующих на расстоянии. Так продолжалось некоторое время, пока кит не убедил водолаза в своем аквариуме, что кто-то зовёт его на поверхность.

Сначала широкая научная общественность была скептически настроена. Однако при ближайшем рассмотрении оказалось, что звуки, издаваемые НОК были, бесспорно, необычными для белухи и обладали теми же акустическими закономерностями, что и человеческая речь. НОК производила эти звуки, неестественно изменяя давление в своих носовых путях и раздувая мешок в своём дыхале. В конце концов, НОК полностью перестала производить эти звуки. Никто не знает, почему. Возможно, гормональные изменения с возрастом сделали невозможным воспроизведение звуков, а может ей просто надоело это делать.

Самое интересное, что НОК не была единственной в своём роде. Например, в 1940-ые года были зарегистрированы сообщения о белухах, которые звучали как дети. Кит по имени Лугоси (Lugosi), содержавшийся в неволе в аквариуме Ванкувера, предположительно мог произносить своё имя.

5. Кашалоты спят стоя

До недавнего времени, считалось, что все киты спят так же, как это делают дельфины, у которых поочерёдно отдыхает одна половина мозга, в то время как вторая остаётся активной, позволяя им следить за потенциальными опасностями. Тем не менее, в 2013 году группа ученых, следовавшая за кашалотами, на которых были датчики их местоположения, обнаружила нечто совершенно поразительное.

Они обнаружили целую стаю китов у побережья Чили. Тела китов находились в полностью вертикальном положении относительно поверхности воды и их головы просто поднимались и опускались на поверхности. Учёные смогли подобраться прямо в центр стаи и даже подтолкнуть одного из китов. В этот момент, все киты ожили и уплыли. Они просто спали.

Это означает, что кашалоты спят одним из самых странных способов, известных в животном мире. Предположительно они погружаются вниз и спят некоторые промежутки времени, которые могут длиться до 12 минут, а затем медленно дрейфуют к поверхности головой вперед. Кроме того, по каким-то причинам, которые остаются неизвестными, они спят только в период между 6:00 вечера и полуночью.

4. Киты питаются путём заглатывания воды, вес которой соответствует весу их тел

Учёные обнаружили, что у китов есть загадочный орган, которого нет ни у какого другого известного животного на Земле. Этот орган, который размером с грейпфрут находится в подбородках усатых китов. На данный момент никто точно не знает, для чего им нужен этот орган. Тем не менее, предполагается, что он позволяет китам «кормиться выпадами».

Кормление выпадами происходит тогда, когда киты несутся вперёд на свою добычу (планктон или рыбу, в зависимости от вида) и полностью поглощают стаи, проглатывая их вместе с водой. Это означает, заглатывание огромного количества воды во время кормления выпадами. Киты могут на самом деле поглотить объём воды, вес которого соответствует весу их тела.

Затем киты отфильтровывают пищу, отделяя её от воды, используя «усы», находящиеся в горле. Недавно обнаруженный орган помогает китам контролировать огромное количество воды точным движением, участвующим в фильтрации воды, которая оказывается в их желудках в результате данного способа кормления.

3. Моби Дик существовал на самом деле

Фотография: Художественный музей Вирджинии (Virginia Museum of Fine Arts)

В настоящее время большинство людей примет за смешную фантастику идею о злопамятном ките, желающем отомстить китобоям. Тем не менее, Герман Мелвилл (Herman Melville) основал свою идею о Моби Дике на реальных событиях и реальном ките по имени Моча Дик (Mocha Dick). Событие, о котором прочитал Мелвилл, произошло в 1820 году, когда Моча Дик атаковал и потопил английский корабль. Экипаж высадился на пустынном острове, где им пришлось прибегнуть к каннибализму.

Описания Моча Дика той эпохи, в значительной степени совпадают с описанием Мелвилла. Он был белым альбиносом чьё выпускание струи через дыхало, звучало как непрерывный рёв. Тем не менее, сообщения того времени описывают его ещё более страшным, чем его вымышленный тезка. Он был покрыт ракушками и его обычно замечали всё ещё тянущим за собой гарпуны и веревки от предыдущих встреч с китобоями, которые не смогли его убить.

2. Песни китов распространяются как поп-музыка

Учёные, изучающие песни горбатого кита в 2011 году обнаружили нечто очень странное. Нарастание и спад песни отдельного кита очень похоже на ритм в поп-песнях.

В любой области разделяемой китами, все поют одну и ту же песню. Со временем, песня изменятся, и если новая песня достаточно ритмичная, она распространится и на другие популяции китов. Когда появляется новая песня китов, она иногда является своего рода ремиксом на предыдущую песню. И это не просто грубое упрощение. Исследователь из университета Квинсленда (University of Queensland), который анализировал эту странную тенденцию, описал её как «если бы старую песню «Beatles» смешали с песней «U2».

В другие разы, новая песня может быть полностью оригинальной. Наиболее популярные песни действуют как диаграммы музыки, они набирают популярность по мере того как их поёт все больше китов, а затем путешествуют на восток, в другие популяции китов.

1. Киты принимают других животных и объекты

Фотография: Александр Д. М. Уилсон (Alexander D M Wilson)/Aquatic Mammals

Не все киты являются такими суровыми, как Моча Дик. Большинство из них, как правило, ведут себя довольно нежно, даже по отношению к другим видам.

Например, в 2011 году стая кашалотов приняла дельфина афалины рождённого с деформированным, S-образным позвоночником. Стая дельфинов предположительно отвергла его из-за его деформации. Логически, вполне понятно, что медленно плывущие киты являются очень привлекательными для такого общительного животного, как дельфин. Тем не менее, эксперты по-прежнему озадачены тем, почему киты с такой готовностью приняли его в качестве члена группы.

В похожих, но более печальных случаях, самки белух иногда принимают предметы за приёмных детёнышей. Самки белух носят на головах или спинах доски, другие небольшие объекты и даже целые скелеты северных оленей, и обращаются с ними как с детёнышами.

+ Оседаксы (Zombie Worms)

Фотография: Музей естествознания (Natural History Museum)

У китов самые большие кости на планете. Если бы никто от них не избавлялся, морское дно было бы навсегда загромождено китовыми костями. К счастью, есть существо, которое выполняет эту работу: оседакс.

Научное название оседакса «Osedax mucofloris», что буквально переводится как «поедающий кости сопливый цветок». Это подходящее название: оседаксы зарываются в китовые кости и развивают корневую систему, те немногие части тела червя, которые остаются на поверхности, покрыты слизью, которая выглядит как сопли.

Итак, оседакс это монстр плюющийся кислотой, который питается костями и в теле которого живут паразитические создания. Пауки уже не кажутся такими уж страшными, не так ли?

Идея подводного плавания уходит корнями в древность, предполагается, что Александр Македонский использовал для разведки прообраз “водолазного колокола”.
Некий голландец Корнелий ван-Дреббель, соорудил в 17 веке подводную лодку на весельном ходу, в которой имелась даже система регенерации воздуха.

1. Первую русскую подводную лодку придумал крестьянин Ефим Никонов. Десять лет с 1718 по 1728 год он занимался проектированием “потаенного судна” и даже соорудил прототип, но все попытки оказались бесплодными.

2. Англичанин Дэй, механик по специальности в 1770 году соорудил подводную лодку и даже провел ходовые испытания. Во время второго выхода Дэй вместе с экипажем погиб.

3. Американский учитель Бушнелл из Коннектикута в 1776 году построил подводную лодку “Черепашка”, предназначенную для прикрепления мин к неприятельским кораблям в гаванях.

Подводная лодка по форме напоминала два соединенных панциря черепахи. Сверху корабля имелся стеклянный люк, через который осуществлялся вход и наблюдение за ходом подводной лодки. Глубину погружения определяли с помощью манометра.

4. В 1800 году француз Роберт Фултон построил подводную лодку, которую представил Наполеону.

Лодка вмещала три человека и на первых испытаниях за 20 минут прошла значительное расстояние. А в 1801 году он же построил новую подводную лодку “Nautilus”, рассчитанную на 4 человека, которая на испытаниях в Сенне прошла за час пол мили под водой. Наполеон не видя практического применения в военном деле подводных лодок отказался поддерживать проект.

5. В 1810 году братья Coёssin построили девятиместную подводную лодку, которая приводилась в движение горизонтальным гребным винтом, второй вертикальный винт служил для погружения и подъема лодки.
Для всплытия и погружения имелось подобие кингстонов, которые заполнялись водой, а при всплытии вода откачивалась помпой. Сверху лодки имелся ящик с порохом который нужно было прибить гвоздями к неприятельскому кораблю, просунув руки в специальные кожаные рукава. При последнем испытании лодка погибла.

6. В 1845 году нейкий Пейерн построил гидростат яйцеобразной формы. В одном из отсеков давление воздуха повышали выше гидростатического давления данной глубины и открывали люк. Вода не могла заполнить судно из-за повышенного давления. Этим гидростатом пользовались для удаления подводной скалы и остатков моста, мешавших судоходству. Лодка прослужила более 10 лет.

7. В 1861 году француз Вилероа построил подводную лодку - “судно-сигара” длинной 11500 сантиметров.

Подводная лодка “судно-сигара” послужила прототипом целого ряда подводных суден, используемых во время Гражданской войны в США. Один из таких прототипов подводная лодка «David» несколько раз тонула вместе с людьми, но ее поднимали со дна и возвращали в строй. В 1864 году данная подводная лодка взорвала судно «Housatonic», однако в результате подрыва погиб весь экипаж и сама подводная лодка.

8. С. К. Джевецкий построил подводную лодку в России в 19 веке «Подводный минный аппарат». Лодка имела треугольную форму поперечного сечения в действие приводилась велосипедным приводом винта, который вращали все члены экипажа.

Вверху имелся люк, в котором помещалась мина в специальном бандаже с каучуковыми мешками, находясь под вражеским судном экипаж накачивал мешки воздухом, после чего мина всплывала к корпусу судна и удерживалась там, за счет подъемной силы. Отойдя на безопасное расстояние экипаж подрывал мину.

9. В 1884 году инженер Тозелли представил в Ницце подводную лодку “Нептун”. Лодка предназначалась для исследований океана и имела 3 отсека расположенных вертикально, верхний - машинный, средний - командирский и нижний пассажирский. Высота лодки составлял 10 метров. Общий вес 46 тонн, подводная лодка погружалась на глубину более 200 метров.

10. В 1887 году Испания построила подводную лодку “Пераль”, названную так в честь ее создателя дона Исаака Пераля.

Лодка имела привычный нам цилиндрический вид оканчивающийся конусами. Ее длина составляла 22 метра. Общая мощность всех электромоторов 150 л.с. Подводная лодка имела на вооружении таран и пушку стреляющую минами.

БИОНИКА

Природа даёт человеку множество примеров для технических изобретений. Бионика - это соединение биологии и техники. Бионика рассматривает биологию и технику совсем с новой стороны, объясняя, какие общие черты и какие различия существуют в природе и в технике.

Шарниры

Самое простое в природе и технике сочленение - шарнирное. Оно позволяет вращаться одной части вокруг другой и при этом не сдвигаться с места.

Тихоокеанские сердцевидки-великаны, для того чтобы сложить две свои створки, ракушки используют шарниры. Величина тихоокеанских сердцевидок-великанов достигает почти 15 сантиметров, и поэтому их сочленение хорошо видно невооруженным глазом. У меньших по размерам сердцевидок наших побережий оно точно такое же. Левая створка, имеющая выступ, попадает в углубление правой, и наоборот. Это шарнирное соединение состоит только из двух частей, которые очень прочно смыкаются друг с другом, выполняя свою задачу наилучшим образом.

Если в технике шарнир может состоять из трех частей, то в природе он состоит только из двух. Этот более компактный вид шарнира был со временем разработан и в технике. Вспомним защелкивающуюся крышку, например крышку шампуня, для шарнира которой необходимы только две части. Они изготавливаются с помощью литья под высоким давлением.

Технические шарниры. Технические шарниры можно приобрести на любом строительном рынке. Их применяют, например, для того, чтобы прикрепить крышку к ящику. При этом крышка легко открывается и закрывается. Шарнирами снабжено большинство очечников. Их крышка плотно соединяется с нижней частью и не может соскочить, поэтому, когда такой футляр кладут в карман, очки не выпадают. Технические шарниры обычно состоят из двух частей, которые соединяются друг с другом с помощью стержня. При этом возможно единственное движение - вращение двух половинок вокруг соединительного стержня: сложить - разложить.

Экскаваторы

Для того чтобы схватить предмет или просверлить дырку, в природе и в технике используются одинаковые методы.

Ловчие птицы. Раньше орлов и их родственников относили к группе хищных птиц, сегодня их называют ловчими. Такое название объясняется самим принципом охоты птиц. Чтобы удержать добычу, они цепко обхватывают свою жертву и впиваются в нее острыми когтями. Из таких объятий вырваться невозможно. Беркут охотится на мелких млекопитающих и птиц. Своими сильными и цепкими когтями он, например, намертво впивается в шкуру молодых сурков. Скопа и орлан-белохвост питаются чаще всего рыбой, которую можно поймать на поверхности воды. Их удлиненные лапы с очень острыми загнутыми когтями и грубой жесткой чешуйчатой внутренней стороной позволяют им впиваться в скользкую, готовую в любой момент ускользнуть рыбу так, что та уже не может вырваться.

Лапы 290 видов ловчих птиц имеют свои различия: природа позаботилась о том, чтобы «захватывающий аппарат» был приспособлен для охоты на определенный вид добычи. Таким образом, птица всегда может добыть пропитание.

Присоски

Осьминог . Осьминог изобрел изощренный метод охоты на свою жертву: он охватывает ее щупальцами и присасывается сотнями присосок, целые ряды которых находятся на щупальцах. Присоски помогают ему также двигаться по скользким поверхностям, не съезжая вниз.

На щупальце осьминога хорошо видны присоски, расположенные плотными рядами.

Коврик с присосками - заимствование у природы.

Технические присоски. Если выстрелить из рогатки присасывающейся стрелой в стекло окна, то стрела прикрепится и останется на нем. Присоска слегка закруглена и расправляется при соприкосновении с преградой. Затем эластичная шайба опять стягивается; так возникает вакуум, и присоска прикрепляется к стеклу. Квакши обыкновенные хорошо удерживаются на листьях и деревьях с помощью присосок, находящихся на концах их лапок.

Движение с помощью колебаний

Чтобы подводные лодки могли двигаться, они снабжены вращающимся корабельным винтом. Он создает силу тяги и приводит лодку в движение. В природе также есть подобные приспособления: лапки, плавники и крылья. При движении вперед, тунец машет своим хвостовым плавником слева направо. У дельфинов и китов, напротив, плавник движется вверх и вниз. При этом техника плавания существенно не меняется - в основе ее лежит колебание.

Лодка с «плавниками» . В то время как техника использует принцип вращения, природа использует принцип колебания. Можно ли колебание применять в технике?

Инженеры рассчитали, что тяга при колебании плавников эффективнее, чем тяга судового винта, и при этом затрачивается меньше энергии. С конца хвоста - начала xx столетия появилось множество патентов, в которых делались попытки приводить в действие лодки и даже субмарины с помощью колебаний. Но только недавно удалось создать настоящие подводные «лодки-рыбы», хотя и небольшого размера. Они приводятся в действие колеблющимся плавником, который похож на плавник тунца.

Двойные плавники. Тот, кто плавает с ластами, быстрее продвигается вперед, чем тот, кто плавает без них. Водолазы двигают обоими ластами поочередно. У рыбы же лишь один хвостовой плавник. Дает ли это ей преимущество? Этот вопрос не оставлял изобретателей, и они создали «двойной плавник», который надевается сразу на обе ноги, чтобы двигать этим большим «плавником», водолазы должны использовать всю мускулатуру ног, живота и спины. Тот, кто научится этому, будет удивлен, как легко он продвигается вперед. Очевидно, что использование только одного большого плавника - лучшее решение проблемы быстрого плавания.

Строительный материал - известь

Морские ежи - мастера в использовании извести. Они создают из этого многофункционального материала очень многое, например свои панцири и зубы.

Надежный известковый панцирь. На берегу моря часто находят прибитые к берегу панцири морских ежей. Если с усилием надавить на них пальцами, то они распадутся на шестиугольные пластинки. Рассмотрев их края, можно заметить, что они относительно толстые. Пластинки скреплены в чрезвычайно прочный панцирь.

Зубной аппарат и зубы . Морской еж имеет в области рта сложный аппарат, который управляет пятью зубами. С давних времен его называют «фонарь аристотеля». Своими твердыми зубами морские ежи могут скоблить и растирать. При этом зубы полностью состоят из извести. Как получается, что у морского ежа прочный, но относительно мягкий панцирь и очень твердые зубы состоят из одного и того же материала?

Характерный признак «фонаря аристотеля» - пять зубов.

Дело в том, что отдельные молекулы известкового материала выступают в различной последовательности. В зависимости от их последовательности и в некоторой степени в зависимости от содержания других веществ может создаваться губкообразный легкий известковый слой или пластинчатый твердый слой (как у зубов). Этот факт, представляющий интерес для техники, в настоящее время широко исследуется.

Хитин - строительный материал насекомых и ракообразных

Насекомые, пауки и раки создают свои панцири из хитина. Это природное вещество может оказаться полезным и для человека.

Множество функций . Хитин - это многофункциональный материал, который можно использовать для различных целей, изменяя его соответствующим образом. В остов из хитиновых молекул могут, например, входить другие вещества, делающие хитин более твердым. Именно это можно наблюдать у жал пчел и ос, которые, не сгибаясь и не ломаясь, должны проникать в ткани или у тонких, но твердых частей сочленений крыльев мух и пчел, выдерживающих большую нагрузку.

Применяемый в других последовательностях, хитин может быть очень мягким. Это используют, например, членистоногие - в суставной коже между пластинами или трубками панциря из хитина. Только благодаря этому пластины могут сдвигаться, при этом вредные вещества не проникают в тело насекомого между отдельными пластинами.

И, наконец, в хитин может примешиваться известковый материал, благодаря чему панцирю придается жесткость. Ракообразный используют эту возможность, чтобы защититься от врагов.

Материал будущего. Хитин - это нарастающий материал. Его можно получить, кроме всего прочего, из панцирей крабов северного моря и потом облагородить с помощью различных химических процессов. Хитин может стать важным материалом будущего, причем он будет иметь множество отраслей применения. Особенно большое значение этому материалу придается в медицине и в фармацевтике, так как человеческое тело не воспринимает хитин как инородное тело и поэтому не отторгает его. С помощью наложения хитина можно, например, значительно усовершенствовать лечение ожогов.

Пинцеты

Техника использует специальные инструменты: клещи и пинцеты. Природа же работает с многочисленными «комбинированными приборами».

Веретенники . Своим длинным 15-сантиметровым клювом веретенник ощупывает землю, втыкая его в мягкую почву. При этом кончик клюва птица в нужный момент открывает и закрывает. Таким образом ей легко хватать маленьких червяков и другую добычу. Ее тонкий клюв родит довольно глубоко в землю, и оттуда птица достает себе пищу.

Клюв - это комбинированный инструмент. Тонкий клюв веретенника является, как и клещи муравьиного льва, одним из видов комбинированного инструмента. До захвата пищи клюв сжат и служит в качестве ковыряющего и ищущего инструмента. Только глубоко в земле он открывается, словно две створки пинцета, выполняя в этом случае функцию точно работающего хватающего механизма. Природа создала инструмент, который способен решить большое количество задач.

Пинцет . Человек изобрел инструмент, который выполняет те же функции, что и клюв веретенника. Это пинцет. Его острые концы легко проникают под верхний слой предметов. Сжав пальцами обе половинки пинцета, можно захватить даже самые мелкие предметы. Если отпустить их, пинцет разожмется и выпустит предмет. Преимущество инструмента, обе половинки которого движутся навстречу друг другу, состоит в том, что захватить предмет довольно легко. Тоже самое мы наблюдаем, когда работаем ножницами. Если удерживать одну их половину и двигать только другой, можно быстро заметить, насколько труднее режется бумага.

Начнём, пожалуй, со сказочного I cteneo ("Новая рыба" на латыни), изобретённого Нарцисом Монтуро (Narcis M onturiol) и спущенного на воду в 1864 году. Как и "Наутилус", эта субмарина была создана в основном для подводных исследований; у неё даже была пара больших иллюминаторов по бокам — для наблюдения.

Но эта подводная лодка не выглядит похожей на описание "Наутилуса", к тому же она маленькая — всего 13,5 м.

Схема и модель I ctineo в полную величину, которая экспонируется в Барселоне (Испания). Следующий кандидат на вдохновение г-на писателя — L e Plongeur ("Ныряльщик"). Лодку изобрёл капитан Симон Буржуа (Simeon Bourgeois); на воду её спустили в 1863 -м. Это первая субмарина, которая работала с помощью механических средств: пневматической системы, действующей от поршневого двигателя.

К тому же это была самая большая лодка, построенная к тому времени: 41 метр, то есть всего на треть меньше "Наутилуса". "Ныряльщик" был вооружён торпедами, находившимися в конце длинного корпуса, прикреплённого к носу подлодки.

Одной из уникальных особенностей L e Plongeur, как, впрочем, и "Наутилуса", была шлюпка, установленная в специальной выемке на палубе.

Схема и рисунок субмарины L e Plongeur. Очевидно, что идея романа пришла Верну под влиянием многочисленных испытаний подводных лодок, проходивших в то время.

А образ "Наутилуса" носит собирательный характер и состоит из черт множества субмарин, у которых писатель заимствовал не обязательно функциональное, но, главное, впечатляющее читателя качество. И всё-таки: есть ли аппарат, который стал для Верна отправной точкой?

Вы удивитесь, но самый вероятный кандидат не является подводной лодкой. Американский изобретатель Росс Уайнэнс (Ross Winans) построил первый из своих удивительных "круглых кораблей" в Ферри-Бэе (Балтимор, США) в 1858 году.

Газеты того времени источали восторги: "Это откроет новую эру в военно-морском деле!" Ничего подобного никто не видел. У корабля не было ни киля, ни мачт, ни снастей... даже палубы не было.

Он был похож на сигару, а команда находилась внутри этой "сигары". Пожалуй, самой странной особенностью был винт в форме кольца, который опоясывал "талию" аппарата точно посередине.

Уайнэнс утверждал, что его детище пересечёт Атлантику за четыре дня (это, кстати, в два раза быстрее, чем сегодня) — будто бы из-за оптимизации формы корабля и отсутствия лишнего веса. Изобретатель надеялся, что его "круглые корабли" совершат революцию в трансатлантических путешествиях и будут не только самыми быстрыми, но и самыми устойчивыми плавсредствами.

Секрет скорости судна заключался в новой двигательной системе. Она состояла из турбин с лопастями, установленных в полости вокруг корабля.

Плавные контуры нарушались лишь двумя дымовыми трубами, маленькой изогнутой палубой и смотровой платформой. Полутораметровые штурвалы находились с двух сторон палубы, чтобы можно было плыть в любую сторону без разворота.

Как вы понимаете, нос и корма на таком судне очень условны. Оригинальный корабль имел в длину 54 метра с максимальным диаметром 4,8 метра в самой широкой части и мог взять на борт 20 человек.

Он был сделан из железа и разделён на водонепроницаемые отсеки. Росс Уайнэнс хвастался, что благодаря этим отсекам его корабль самый безопасный в мире и полностью застрахован от затопления.

Вот так корабль Уайнэнса выглядел в открытом море. Так почему же мы с вами не плаваем через Атлантику на этих замечательных сигароподобных судах?

После испытаний первого корабля были построены ещё несколько, в том числе один для российского правительства. Но все они страдали от одних и тех же проблем: корабль плохо слушался руля, в любой момент мог перевернуться, а его нос постоянно уходил под воду.

Низкий надводный борт позволял даже небольшим волнам обрушиваться на палубу, а для людей, подверженных морской болезни, путешествие внутри этого судна было кошмаром наяву. После двухлетней борьбы Уайнэнс всё-таки отказался от использования опоясывающего двигателя.

Корабль для Российской империи был построен в 1861 году: по совету создателя он был оснащён более традиционным кормовым винтом. И это сработало: на воду были спущены ещё два корабля с кормовыми винтами; один из них испытывался на Темзе в 1864 году.

Сей образец, скромно названный Ross Winans, значительно отличался от предшественников. Он имел 77 метров в длину и располагал плоской палубой в 39 метров (напомним, длина "Наутилуса" — 69 м). Кроме того, Ross Winans имел винты на корме и носу.

Вот как их описывали современники:

« ... Огромные винты, которые наполовину погружены в воду и взбивают её в пену... »

Сразу вспоминаются винты "Наутилуса" в романе Верна — они тоже были огромными и взбивали воду, когда лодка находилась на поверхности.

Видимо, именно отсюда Верн почерпнул идеи двигательной системы фантастической лодки капитана Немо. Два корабля Уайнэнса дожили до XX века, пришвартованные у пирса в Саутгемптоне (Англия). Вот отрывок из заметки 1936 года о "круглых кораблях" в одном британском СМИ: "...сразу приходит на ум "Наутилус" Жюля Верна..." Даже авторы иллюстрированной истории ВМС США (Picture History of the U.S. Navy) сравнивают корабль Уайнэнса с "Наутилусом". И не просто так. Испытания судов Уайнэнса состоялись в Европе в 1864 году, как раз в то время, когда Верн занимался сбором материала для "Двадцати тысяч льё под водой". Так как всё это широко освещалось прессой, то вряд ли могло избежать внимания писателя.

Жюль Верн прямо пишет в романе, что "Наутилус

« ... по своей форме напоминает сигару, а эта форма считается в Лондоне лучшей для подобного рода конструкций... »

(см. начало 13 -й главы). Подводная лодка в романе почти такого же размера и пропорций, что и корабль Уайнэнса, такой же сигарообразной формы и наделена слишком большим гребным винтом.

В общем, сходств много. Единственное глобальное отличие в том, что "Наутилус" — подводная лодка, а не надводный корабль.

Верн всегда работал в тесном контакте с иллюстраторами своих книг. Иногда даже лично набрасывал для них эскизы и схемы механизмов.

Так, существует сохранившийся эскиз летательного аппарата "Альбатрос", который писатель сделал для художника Леона Беннетта (L eon Bennett). Скорее всего, его зарисовки получали также Альфонс де Невиль (Alphonse de Neuville) и Эдуард Риу (Edouard Riou), иллюстраторы "Двадцати тысяч льё под водой". На это намекает одна из картинок де Невиля: она изображает капитана Немо, который объясняет принцип работы "Наутилуса" профессору Арронаксу, используя для этого схему корабля.

Разве мог художник сам нарисовать подобный чертёж без подсказок автора романа? Вряд ли книжные графики XIX века хорошо разбирались в чертежах подводных лодок. Вот эта иллюстрация Альфонса де Невиля со схемой подводной лодки:

Удивительно, но по прошествии почти полутора веков роман Жюля Верна не устаревает, а приобретает всё больше поклонников! Да, теперь он воспринимается как приключения, а не фантастика, но благодаря живому языку и визионерству автора книга вдохновляет читателей на творчество.

Ниже мы приводим одну из схем "Наутилуса", очень близкую к "оригиналу", то есть созданную точным следованием тексту романа (изображение большего размера откроется при клике по картинке):