Биофизики выяснили, как летучие мыши пьют воду на лету и не падают

❋ 3.9

Рукокрылые — единственные млекопитающие, способные к активному полету: они самостоятельно создают подъемную силу и управляют движением в воздухе за счет энергии сокращений мышц. Их крылья, эхолокация и маневренность давно стали объектом исследований. Но одна «‎суперсила» этих животных долго оставалась загадкой: как у них получается пить воду в полете и не сбиваться с курса? Теперь ученые нашли ответ.

Биология

# животные

# летучие мыши

# рукокрылые

Летучая мышь Myotis septentrionalis, сфотографированная в штате Аризона в США / © Srikanth Vk, CC BY

Для большинства животных водоемы — опасное место, где легко можно отвлечься и стать добычей. Однако некоторые рукокрылые (Chiroptera) научились обходить эту проблему: освоили навык, позволяющий пить воду на лету.

У представителей этого отряда есть целый ряд хитрых способов применять такую тактику. Например, летучие лисицы (Pteropus) предпочитают «погружение брюхом» — касаются воды мехом, затем слизывают капли. Летучие мыши (Microchiroptera) практикуют «скользящее питье»: пролетают над водой, опуская нижнюю челюсть и зачерпывают ее языком. Долгое время оставалось неясно, как этим животным удается пить на лету, не замедляя скорость и не рискуя жизнью.

На этот вопрос попыталась ответить команда американских биофизиков из Корнеллского университета и Вирджинского политехнического института. Чтобы понять, как летучие мыши координируют свои действия в воздухе, ученые провели эксперимент.

В нем участвовали два вида насекомоядных летучих мышей: Hipposideros pratti и Rhinolophus ferrumequinum. Исследователи построили в лаборатории вольер для животных и оборудовали его камерами, которые вели съемку с разных ракурсов. Затем полученные данные объединили в трехмерную модель, позволяющую отслеживать движения летучих мышей. Сперва животных на шесть часов лишили воды, а после поставили емкость с жидкостью.

Камеры зафиксировали, что при приближении к воде мыши снижали скорость. Это похоже на поведение человека, который замедляет шаг, пытаясь одновременно говорить по телефону. Но, в отличие от людей, мыши не теряли контроля.

Животные сокращали частоту взмахов крыльями почти в два раза, что позволяло не задеть воду. При этом, чтобы не потерять равновесие и не упасть, летучие мыши меняли способ взмахов крыльями: увеличивали угол, под которым крылья двигаются вверх-вниз. Это помогло создать дополнительную подъемную силу, которая «держит» их тело в воздухе, даже когда голова опущена. Так они компенсировали сопротивление воздуха, возникающее при наклоне головы к воде, то есть уравновешивали сопротивление воздуха, вызванное наклоном, и продолжали лететь ровно, не падая и не замедляясь слишком сильно.

В то же время язык действовал как «‎точный ковш»: летучие мыши зачерпывали ровно столько воды, чтобы она не попала в нос. Последнее особенно важно для видов, испускающих эхолокационные сигналы через нос. Попадание воды в этот орган временно «ослепляет», лишая возможности ориентироваться в пространстве.

«Технически такое поведение крайне сложно исполнить. Но эволюция научила летучих мышей выполнять два дела сразу: лететь и пить. Это повышает их шансы на выживание», — отметил Рольф Мюллер (Rolf Müller), один из авторов исследования.

Некоторые эксперты высоко оценили результаты коллег и отметили, что их выводы могут вдохновить инженеров на создание летающих роботов, которые смогут выполнять несколько задач одновременно и без остановки.

Научная работа опубликована в Journal of the Royal Society Interface.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Автор публикует материалы по астрономии, археологии и палеонтологии. В текстах освещает современные открытия, теории и ключевые находки, представляя актуальные данные в научно-популярном формате.