Дельфины и наука

.

Дельфины и наука

 За последние два десятилетия дельфины вышли на передний край науки. Они оказались превосходными лабораторными животными, которые спокойно относятся к экспериментам и позволяют делать над собой различные, порой очень сложные опыты. На дельфинах сделано много открытий в разных областях знаний.
Изучение дельфинов тесно связано с будущим науки и предстоящей практикой человека.
Как новое лабораторное животное, дельфин очень перспективен: на нем можно изучать важные вопросы физиологии, имеющие прямое отношение к медицине, технике, гидродинамике, бионике и т. д. По своему миролюбивому характеру, высокому уровню организации, исключительной терпеливости к разного рода опытам (в том числе к электростимуляции мозга с пробиванием отверстий в черепной коробке), по замечательным акустическим, эхолокационным, гидродинамическим свойствам и многим другим ценным качествам дельфин выдвигается на одно из первых мест в списке экспериментальных животных. Есть уверенность, что дельфин сыграет не меньшую роль в будущих исследованиях, чем в свое время сыграли «мученицы науки» — лягушка и собака.
В настоящее время на дельфинах очень активно разрабатываются проблемы гидробионики, где выделяются два главных направления: 1) гидродинамическое, включая изучение кожи с целью создания обшивок для скоростных судов, и 2) эхолокационное.
Первое, гидродинамическое, направление, в частности строение и антитурбулентные свойства кожного покрова.
В ходе эволюции у китообразных, передвигающихся в плотной водной среде, образовались легко обтекаемая форма тела, упругий кожный покров, способный задерживать появление турбулентных пульсаций в пограничном слое воды, сформировался своеобразный локомоторный орган — хвостовой плавник — эффективный машущий движитель, приводимый в движение сильной мускулатурой.
Однако проблема передвижения китообразных с высокой скоростью была «решена» природой только тогда, когда появились два важнейших приспособления — «саморегуляция гидроупругости плавников» и самонастройка кожи к быстрому плаванию путем демпфирования. Саморегуляция плавников — не известное ранее явление — была открыта советскими учеными
С. В. Першиным, А. С. Соколовым и А. Г. Томилиным в 1968 году на основе разносторонних исследований, проведенных на пяти видах дельфинов и трех видах китов. Эти исследователи установили, что у китообразных происходит автоматическое (рефлекторное) регулирование упругости плавников, особенно хвостового, в зависимости от скорости плавания при помощи специфических комплексных артерио-венозных сосудов, общего распределительного узла кровеносной системы и особой структуры покровных тканей хвостового плавника, включающих покрытие из сухожильных тяжей.

Хотя комплексные артерио-венозные сосуды в плавниках дельфинов были обнаружены одним из соавторов открытия еще около 20 лет назад, физиологическое назначение этих сосудов было установлено авторами совместно лишь в последние годы. Саморегулирование гидроупругости плавников позволяет китообразным двигаться с огромной скоростью и догонять юрких, скоростных рыб и головоногих моллюсков, обеспечивает высокую маневренность, возможность совершать высокие прыжки, внезапные рывки, мгновенные остановки при стремительном ходе и т. п. Экстремальный режим плавания китообразных создал необходимость изменения и регулирования упругих свойств плавников, и прежде всего хвостового плавника. Во время самого быстрого движения плавники дельфинов имеют наибольшую упругость, при отдыхе они расслаблены. Открытие явления саморегуляции гидроупругости плавников китообразных создает возможность технического моделирования разных устройств и конструкций с регулируемой упругостью и жесткостью их некоторых частей.

Другой секрет дельфина — переменное демпфирование его кожи на различных скоростях плавания, что является главной адаптацией кожных покровов китообразных к быстроходности. Советские исследователи (В. В. Бабенко, Л. Ф. Козлов, С. В. Першин, 1972) показали, что демпфирование кожи у дельфина осуществляется в основном сосочковым слоем, обильно снабженным кровеносными сосудами и нервами. Каждый сосочек кожи благодаря увеличению или уменьшению просвета кровеносных сосудов на различных скоростях плавания обладает переменной упругостью. В целом по всей коже это создает оптимальные условия демпфирования в соответствии с той или иной скоростью плавания. Такое регулирование переменного демпфирования совершается животными рефлекторно.
Дельфин при движении тонко использует в различных сочетаниях средства уменьшения гидродинамического сопротивления воды и управления пограничным слоем на поверхности своего тела. Он может улавливать гидродинамическое давление поля движущихся судов.
Второе главное направление гидробионических исследований китообразных — эхолокационное. Дельфины отлично ориентируются в водной среде с помощью превосходно развитого у них гидролокатора. В звуковой ориентации немаловажное значение имеет направленность посылаемых ими звуков.
В 1957 году зоологи из США. К. Норрис и В. Мак-Фарлан, описывая новый вид морской свиньи из Калифорнии, заметили, что лобная поверхность ее черепа подобна форме параболического зеркала, а мягкие части над челюстными костями напоминают линзу. Возникла мысль, что голова морской свиньи может концентрировать звуки, излученные воздушными мешками, как рефлектор и фокусирующий аппарат. Так зародилась гипотеза звукового прожектора и акустической линзы дельфинов, красиво объясняющая точность, прицельность и дальность эхолокации. В дальнейшей разработке этой гипотезы принимали участие как американские (Эванс и Прескотт), так и советские исследователи (А. В. Яблоков, В. М. Белькович, Е. В. Романенко, с соавторами и другие).

ЧИТАЙТЕ ДАЛЕЕ

Отзывы и трекбеки отключены.

Отзывы временно отключены.

Яндекс.Метрика