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):

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.

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.

Почти все, что изобрел человек, уже существовало в природе. Стрекоза была раньше вертолета, рыбы — перед подводными лодками, паутина — прежде всех материалов, а стебли и деревья — до небоскребов. Сегодня мы расскажем, как и чему человек учился у природы.

Плыть, как рыба

Исследователь Малкольм МакИвер и его робот

Морские животные вдохновили людей на массу изобретений. Их обтекаемая форма послужила прототипом для создания кораблей, подводных лодок, атомных бомб.

Акулья кожа, покрытая мелкими чешуйками, стала основой для разработки энергосберегающего покрытия для авиалайнеров, теплоходов и лопастей ветряных электростанций. По подсчетам немецких ученых-разработчиков, если покрыть самолеты и морские суда этим материалом — особой краской, снижающей сопротивление потоку, можно сэкономить до 4,5 млн т топлива в полетах и около 2000 т в год в морских рейсах.

Сейчас ученые из Гарвардского университета пытаются воссоздать кожу акулы мако с помощью 3D-печати, их конечная цель — изготовить высокотехнологичный костюм для дайвинга, который уменьшит сопротивление воды.

Еще одно современное ноу-хау: робот-разведчик, напоминающий рыбу черная ножетелка, что обитает в донных водах Амазонки. Робот, разработанный американскими инженерами, позаимствовал у ножетелки уникальную способность ориентироваться в полной темноте. Исследователь Малкольм МакИвер занимался изучением сенсорной и двигательной систем этих рыб в течение многих лет. Он выяснил, что для ориентации ножетелка посылает слабый электрический импульс, создаваемый особым органом, а для передвижения совершает волнообразные движения длинным нижним плавником. Оба этих свойства были «подарены» новым роботам-водолазам, которые смогут проводить разведку в труднодоступных и малоосвещенных местах, таких как затонувшие корабли.

Тропическая рыба желтый пятнистый кузовок с ее необычными очертаниями вдохновила компанию Mercedes-Benz на создание бионической машины Bionic Car, которая повторяет форму рыбы и благодаря ей передвигается с большой эффективностью.

Летать, как птица

Птицы, бабочки, стрекозы и другие насекомые издавна вдохновляли людей на создание разнообразных летательных аппаратов. Один из пионеров авиации — Леонардо да Винчи зарисовывал полеты птиц разных пород и летучих мышей и пытался воссоздать их способ передвижения. В 1487 году он разработал орнитопер — летательную машину, основанную на птичьем полете. Еще одна идея да Винчи — втяжные лестницы, прототипом для которых служат ноги стрижа. И хотя придуманные да Винчи машины так и не полетели, идеи, позаимствованные у природы, со временем были воплощены другими изобретателями летательных аппаратов.

Например, стрекоза стала прообразом вертолета. Как и насекомое, машина взлетает с места без предварительного разбега, «зависает» в воздухе, садится без пробега. Ее удивительные летательные способности вдохновляли, в частности, изобретателя Игоря Сикорского. Один из его вертолетов был почти точной копией стрекозы: в распоряжении ученого были 2000 воссозданных на компьютере маневров стрекозы в воздухе.

В настоящее время французские инженеры пытаются максимально приблизить конструкцию крыла самолета к крыльям крупных хищных птиц. «Это позволит повысить подъемную силу самолета при малых скоростях, понизить сопротивляемость воздуха, затраты энергии на полет, и, возможно, даже уровень шума, воздействуя на уровень турбулентности потоков», — поясняет разработчик Марианна Браза, представившая крыло-новинку в этом году. Одним из ноу-хау стали тонкие пластинки, которые вибрируют и снижают турбулентность, — у птиц эту задачу выполняют мелкие перья, расположенные на задней кромке крыльев.

Видеть, как кошка

На фото справа: Перси Шо и его коллега

Видеть в темноте человек учился у кошек и сов. Принципы их зрения были использованы при разработке приборов ночного видения.

Кошачьи глаза легли в основу еще одного изобретения — светоотражателя. Его придумал англичанин Перси Шо, когда на темной трассе увидел отражение фар своей машины в глазах кошки. Изобретение «кошачий глаз» было запатентовано в 1934 году и вскоре появилось на дорогах Великобритании, увеличив их безопасность.

Ловить ультразвук, как летучая мышь

Летучие мыши помогли ученым открыть эхолокацию — способ определения положения объекта в пространстве по времени задержки возвращений отраженной волны. Первооткрывателем стал итальянский натуралист и физик Ладзаро Спалланцани: в конце XVIII века он наблюдал за перемещениями летучих мышей в темной комнате и заметил, что эти животные прекрасно ориентируются. В ходе опыта он ослепил нескольких особей и обнаружил, что они летают так же хорошо, как и зрячие. После опыта его коллеги, который залепил воском уши летучих мышей и констатировал, что они натыкаются на все предметы, стало очевидно, что эти животные ориентируются по слуху. Эти знания пригодились лишь в XX веке, когда стало известно об ультразвуке. Ученые создали ряд приборов, в том числе сонар для подводных объектов и морского дна. К эхолокации способны не только летучие мыши, но и киты и дельфины, в меньшей степени некоторые птицы (гуахаро, саланганы), землеройки и мадагаскарский еж тенрек.

Недавно британские инженеры из Саутгемптонского университета представили новый тип радара, который позволит извлекать лыжников из-под лавин и шахтеров из подземных завалов. Автор проекта Тимоти Литон придумал это устройство, удивившись сверхспособностям дельфинов: они ориентируются даже в мутной воде благодаря издаваемым импульсам и безошибочно отыскивают пищу.

Менять окрас, как хамелеон

Многие животные умеют менять окрас и сливаться с окружающей средой. Эту их способность позаимствовали создатели камуфляжа. Разработки в этой области продолжаются. Например, в январе 2014 года американские ученые из Гарвардского университета сообщили, что изучают способности к перемене окраса у каракатицы — они надеются, что это исследование поможет улучшить защитную одежду для солдат.

Позже коллектив ученых из университетов Хьюстона и Иллинойса представил материал, который анализирует окружающую обстановку и автоматически меняет собственную окраску, подстраиваясь под цвет фона. Источником для разработки послужили головоногие моллюски: осьминоги, кальмары и каракатицы.

Прилипать, как геккон

«Липкие» лапы геккона легли в основу ноу-хау от ученых из Стэнфордского университета. Они придумали специальные перчатки с присосками, надев которые любой человек может вскарабкаться на вертикальную стену. Силиконовые присоски, как и лапы геккона, покрыты тысячами волосков, и благодаря межмолекулярному притяжению (Ван-дер-Ваальсовы силы) материал словно приклеивается к поверхности. Испытания прошли в этом году и были похожи на съемки фильма о Человеке-пауке.

Приставать, как репейник

Репейник с его маленькими крючками-зацепками стал прототипом текстильной застежки — липучки. Ее придумал швейцарский натуралист и инженер Жорж де Мистраль, когда чистил от репейника свою собаку после прогулки в горах в 1948 году и задумался, отчего так трудно отлеплять эти плоды растения от шерсти.

Приклеиваться, как моллюски

Плести сети, как паук

Паучья нить отличается необыкновенной прочностью: она в пять раз превышает прочность стали. Согласно расчетам ученых она смогла бы остановить даже авиалайнер, если бы имела толщину карандаша. Неудивительно, что люди издавна пытались воссоздать паучью нить. И в конечном итоге у них получилось произвести столь же прочные материалы, например, полиакрилонитрил. Но ученые пошли еще дальше: в Университете штата Юта паучьи гены были добавлены в ДНК козы, в результате паутину можно отфильтровывать из молока. В 2011 году голландские ученые пытались пойти еще дальше: они соединили искусственную кожу с паутиной, полученной из молока генетически измененных коз, и создали пуленепробиваемую ткань: в ходе испытаний она отразила пули калибра 5,56. В их планах было вживление паутины в человеческую кожу, однако до сих пор о появлении Человека-паука ничего не известно.

Добывать свет, как светлячки

Недавно корейские инженеры изучили наноструктуру брюшка светлячков и создали на ее основе сверхъяркие и более эффективные светодиоды: для этого они изменили микроструктуру поверхности светодиода, повысив его прозрачность. О том, как еще используются свойства светлячков и других светящихся животных, .

Моря и океаны – колыбель жизни на Земле. Согласно некоторым теориям, всё живое на планете зародилось именно в воде. Море напоминает огромный мегаполис, где всё живет по своим законам, каждый занимает своё место и выполняет очень важную функцию. Если нарушить этот порядок, который сложился в гармоничную мозаику, то этот город перестанет существовать. Поэтому важно знать о богатствах животного мира. Узнать, кто такие морские обитатели, фото с названиями самых распространенных видов и интересные факты об их жизни можно далее.

Все живые существа, населяющие море, условно делятся на несколько категорий:

• животные (млекопитающие);
• рыбы;
• водоросли и планктон;
• глубоководная фауна;
• змеи и черепахи.

Существуют такие животных, которых трудно отнести к определенной группе. Например, губчатые или губки.

Морские млекопитающие

Учёные открыли более 125 видов млекопитающих – обитателей моря. Их можно разделить на три основные группы:

1. Моржи, морские котики и тюлени (отряд ластоногих).
2. Дельфины и киты (отряд китообразных).
3. Ламантины и дюгони (отряд травоядных).
4. Каланы (или выдры).

Первая группа – одна из самых многочисленных (более 600 миллионов особей). Все они хищники и питаются рыбой. Моржи – очень крупные животные. Некоторые особи достигают в весе 1,5 тонны и в длину вырастают до 4 м. Удивительны при таких размерах ловкость и гибкость моржей, они легко передвигаются на суше и в воде. Благодаря особому строению глотки могут долгое время проводить в море и не утонут, даже если заснут. Толстая кожа коричневого цвета с возрастом моржа светлеет, и если удастся увидеть розового, даже почти белого, моржа, знайте – ему около 35 лет. Для этих особей это уже старость. Моржа не путают с тюленем только благодаря их отличительному признаку – бивням. Измерение одних из самых больших бивней показало почти 80 см в длину, а вес - около 5 кг. Передние плавники моржа заканчиваются пальцами – по пять на каждой лапе.

Тюлени живут в Арктике и Антарктике, поэтому могут выдержать экстремально низкие температуры (до - 80˚С). У большинства из них внешние ушные раковины отсутствуют, но слышат они очень хорошо. Тюлений мех короткий, но густой, что помогает животному передвигаться под водой. Кажется, что тюлени на суше неуклюжи и беззащитны. Перемещаются с помощью передних конечностей и живота, задние ноги у них слабо развиты. Однако резво двигаются в воде и превосходно плавают.

Морские котики очень прожорливы. В день они съедают 4 - 5 кг рыб. Морской леопард – подвид котиков – может поймать и съесть других мелких тюленей или пингвинов. Внешний вид типичен для большинства ластоногих. Котики гораздо меньше своих собратьев по отряду, поэтому они ползают по суше с помощью всех четырех конечностей. Глаза этих обитателей моря прекрасны, но известно, что видят они плохо – близорукость.

Дельфины и киты – родственники между собой. Дельфины – одни из самых необычных существ на планете. Их отличительные особенности:

• Отсутствие ушей, носа, маленькие глаза и при этом уникальная эхолокация, позволяющая точно определять местоположение объектов в воде.
• Голое обтекаемое туловище, без признаков шерсти или чешуи, поверхность которого постоянно обновляется.
• Голос и зачатки речи, позволяющие дельфинам общаться между собой в стае.

Киты – гиганты среди млекопитающих. Питаются планктоном или мелкой рыбой, дышат с помощью специального отверстия, которое называется «дыхало». Во время выдоха через него проходит фонтан влажного воздуха из лёгких. Передвигаются киты в воде с помощью плавников, размер которых отличается у разных видов. Голубой кит – самое большое животное, когда-либо жившее на Земле.

Самые популярные виды морской рыбы

Вторая по многочисленности группа морских жителей включает в себя следующие виды:

• Тресковые (путассу, треска, навага, хек, минтай, сайда и другие).
• Скумбриевые (макрель, тунец, скумбрия и другие рыбы).
• Камбаловые (камбала, палтус, дексист, эмбассихт и т.д.).

• Сельдевые (менхэден атлантический, атлантическая сельдь, сельдь балтийская, тихоокеанская сельдь, европейская сардина, европейский шпрот).

• Сарганообразные (сарган, медака, сайра и др.).
• Морские акулы.

Первый вид обитает в морях Атлантического океана, комфортные условия для них - 0 ˚ С. Его главное внешнее отличие – усы на подбородке. Обитают, в основном, на дне, питаются планктоном, но встречаются и хищные виды. Треска – самый многочисленный представитель этого подвида. Размножается в большом количестве – около 9 миллионов икринок за один нерест. Имеет большое промысловое значение, поскольку мясо и печень обладают высокой жирностью. Минтай – долгожитель в семействе тресковых (живет 16 - 20 лет). Обитает в холодных водах, является полуглубоководной рыбой. Минтай повсеместно вылавливают.

Скумбриевые не ведут донный образ жизни. Их мясо ценится за высокую питательную ценность, жирность и большое количество витаминов.

У камбаловых глаза расположены с какой-то одной стороны головы: правой или левой. Имеют симметричные плавники и приплюснутое тело.

Сельдевые рыбы – пионер среди промысловых рыб. Отличительные особенности – нет или совсем маленькие зубы, и почти у всех отсутствует чешуя.

Сарганообразные рыбы вытянутой формы с длинными, иногда ассиметричными челюстями.

Акула – один из самых крупных морских хищников. Китовая акула - единственная, которая питается планктоном. Уникальные способности акул – обоняние и слух. Запах они могут учуять за несколько сот километров, а внутреннее ухо способно улавливать ультразвуки. Мощное оружие акулы – острые зубы, которыми она разрывает тело жертвы на куски. Одно из основных заблуждений – мнение, что все акулы опасны для человека. Только 4 вида представляют опасность для людей – акула-бык, белая, тигровая, длиннокрылая.

Мурены – морские хищники из семейства угрей, тело которых покрыто ядовитой слизью. Внешне очень похожи на змей. Практически не видят, ориентируются в пространстве по запаху.

Водоросли и планктон

Это самая многочисленная форма жизни. Есть два типа планктона:

• Фитопланктон. Питается путем фотосинтеза. В основном, это водоросли.
• Зоопланктон (крошечные животные и личинки рыб). Поедает фитопланктон.

К планктону относятся водоросли, бактерии, простейшие, личинки ракообразных, медузы.

Медузы – одно из самых старейших существ на Земле. Их точный видовой состав неизвестен. Один из самых крупных представителей – медуза «Львиная грива» (длина щупалец 30 м). Особенно опасна «австралийская оса». Небольшие размеры имеет вид прозрачных медуз – около 2,5 см. Когда медуза умирает, то её щупальца могут жалить еще несколько дней.

Глубоководная фауна

Жителей морского дна – великое множество, но их размеры микроскопические. Это, в основном, простейшие одноклеточные организмы, кишечнополостные, черви, ракообразные и моллюски. Однако на глубоководье встречаются и рыбы, и медузы, у которых появляются способности к свечению. Поэтому можно сказать, что под толщей воды не абсолютная темнота. Рыбы, живущие там, хищные, они используют свет для привлечения добычи. Один из самых необычных и ужасающий, на первый взгляд, – хаулиод. Это черная рыба небольших размеров с длинным усом на нижней губе, с помощью которого она передвигается, и со страшными длинными зубами.

Один из самых узнаваемых представителей отряда моллюсков – кальмар. Обитает он как в теплых, так и в холодных морях. Чем холоднее вода, тем бледнее цвет кальмара. Изменение насыщенности цвета также зависит и от электрического импульса. У некоторых особей три сердца, поэтому они обладают способностью к регенерации. Кальмары – хищники, они питаются мелкими рачками и планктоном.

К моллюскам также относятся устрицы, мидии, гребешки. Эти представители имеют мягкое тело, закрытое в раковину из двух створок. Они практически не двигаются, закапываются в ил или живут большими колониями, располагаясь по скалам и подводным рифам.

Змеи и черепахи

Морские черепахи – животные крупные. Они достигают 1,5 м в длину и могут весить до 300 кг. Ридли – самая маленькая среди всех черепах, весит не больше 50 кг. Передние лапы у черепах развиты лучше задних. Это помогает им преодолевать вплавь большие расстояния. Известно, что на суше морские черепахи появляются только для продолжения рода. Панцирь представляет собой костное образование с толстыми щитками. Его цвет – от светло-коричневого до темно-зеленого.

Добывая себе пищу, черепахи заплывают на глубину от 10 метров. В основном, они кормятся моллюсками, водорослями и иногда небольшими медузами.

Морские змеи существуют в 56 видах, объединенных в 16 родов. Встречаются у берегов Африки и Центральной Америки, в Красном море и недалеко от побережья Японии. Большая популяция обитает в Южно-Китайском море.

Глубже 200 метров змеи не погружаются, но без воздуха могут пробыть 2 часа. Поэтому дальше, чем на 5 - 6 км от суши, эти подводные жители не заплывают. Пищей для них стали ракообразные, креветки, угри. Самые известные представители морских змей:

• Кольчатый эмидоцефал – змея с ядовитыми зубами.

Морские обитатели, их фото с названиями, ареалами обитания и необычными фактами жизни представляют большой интерес как для ученых, так и для любителей. Море – это целая Вселенная, узнавать тайны которой людям предстоит ещё не одно тысячелетие.