Physik in der Tierwelt: Giraffe und ihre "Pumpe"

Für den Menschen scheinen viele Tiere vertraut zu sein, sie scheinen uns nicht mehr überraschen zu können. Tatsächlich ist jeder lebende Organismus auf der Erde ein ganzes biochemisches Labor, das eine Reihe interessanter Mechanismen enthält. Viele Tiere wurden bereits auf Geektimes veröffentlicht, aber natürlich weit davon entfernt.

Haben Sie sich jemals gefragt, wie eine Giraffe Wasser trinkt? Vielleicht hat jemand sogar ein Tier in einem Zoo gesehen? In der Tat kann mit einem so langen Hals, wie eine Giraffe, einfach nicht trinken. In seinem Körper gibt es mehrere Geräte, mit denen Sie Ihren Durst problemlos stillen können, wenn Sie möchten. Äußerlich ist alles einfach - das Tier streckt die Vorderbeine aus, neigt den Hals und berührt mit den Lippen die Wasseroberfläche. Das interessanteste ist vor den Augen des Menschen verborgen.

Ein bisschen um den Hals

Der Hals der Giraffe würde das Leben des Tieres erschweren, wenn nicht eine Reihe von Ausgleichsmechanismen. Um beispielsweise das Blut des Kopfes um mehrere Meter zu erhöhen, vergrößerte sich das Herz des Tieres und seine Wände wurden viel dicker als beispielsweise Okapi, ein enger Verwandter der Giraffe. Der Blutdruck dieses Tieres ist zwei- oder sogar dreimal höher als der Blutdruck einer Person. Dieses Herz fließt ungefähr 60 Liter Blut pro Minute, sein Gewicht beträgt 12 Kilogramm. Das Blut der Giraffe ist dicker und hat die doppelte Dichte an Blutzellen als beim Menschen. Nach Ansicht einiger Wissenschaftler ist dieser Indikator einer der höchsten unter allen vorhandenen Tieren.

Und hier treten noch ein paar Probleme auf. Wenn es zum Beispiel nicht eine Reihe von Ausgleichsmechanismen gäbe, würde Bluthochdruck die Giraffe einfach töten, wenn sie den Kopf senkt. Eine große Menge Blut würde in sein Gehirn gepumpt. Aber die Gefäße des Halses haben spezielle Klappen, die das Gehirn des Tieres schützen. Ein ähnliches Problem, sozusagen nur das Gegenteil im Vorzeichen, tritt auf, wenn eine Giraffe den Kopf hebt. Dies geschieht schnell, und ohne eine andere Gruppe von Kompensationsmechanismen wäre der Blutdruck in diesem Moment dramatisch gesunken. Vielleicht hätte dies das Tier nicht getötet, aber es hätte jedes Mal das Bewusstsein verloren, wenn Sie Ihren Kopf auf seine ursprüngliche Höhe heben. Alle Schiffe mit ungewöhnlicher Struktur kommen zur Rettung, die den Druck des Tieres etwa auf dem gleichen Niveau halten können.

Die Giraffe ist sehr groß. Es ist das größte Tier der Welt. Während des Bewegungsprozesses entstehen Überlastungen, die in einer normalen Situation, ohne den Körper an solche Belastungen anzupassen, dieses Tier einfach langsam töten würden. Zum Beispiel würde sich ständig Wasser in seinen Gliedern ansammeln. Um dieses Phänomen bei Überlastungen beim Menschen zu verhindern, werden spezielle Anzüge eines speziellen Designs verwendet. Die Giraffe hat ein eigenes "Kostüm" dieser Art, das von der Natur selbst während der Evolution geschaffen wurde. Es hat starkes und flexibles Epithelgewebe und ungewöhnlich elastisches Bindegewebe.

Giraffen können schnell laufen, im dringenden Bedarf galoppieren sie mit einer Geschwindigkeit von 55 km / h, dh auf kurzen Strecken können sie einem Rennpferd entkommen. In der Regel gehen diese Tiere jedoch langsam und bewegen gleichzeitig beide rechten und dann beide linken Hufe. Giraffen können aufgrund ihres hohen Gewichts und ihrer dünnen Beine nur auf einer harten Oberfläche laufen.

Wie trinkt eine Giraffe?

Aber zurück zum Wasser und dem Prozess, den Durst dieser Riesen zu stillen. Lange Zeit glaubte man, dass Tiere Wasser trinken können, weil sie einen Bereich mit niedrigem Druck in der Speiseröhre und im Magen erzeugen. So, so argumentierten Wissenschaftler zuvor, steigt Wasser von der Quelle in den Hals und fließt dann in die Speiseröhre und den Magen. Tatsächlich kann die Giraffe auf diese Weise keinen Niederdruckbereich erzeugen.



Das heißt, es wird geschaffen, aber auf andere Weise - dank der synchronen Aktionen verschiedener Elemente im Hals des Tieres. An diesem Prozess sind einerseits die Kehldeckel und andererseits die Lippen des Tieres beteiligt. Die Giraffe neigt sich zum Wasser, drückt auf besondere Weise seine Lippen zusammen und beginnt, Wasser aufzunehmen. Das „Ventil“ der Kehldeckel ist geschlossen. Dann schließen sich die Lippen und das „Ventil“ in der Epiglottis öffnet sich, wodurch Wasser in die Speiseröhre gelangen kann.

Dieser Vorgang wird immer wieder wiederholt. Irgendwann hebt das Tier Kopf und Hals und Wasser gelangt in den Magen. Dies wird mehrmals wiederholt, bis die Giraffe betrunken ist. Laut Forschern wird Wasser mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 km / h in den Körper des Tieres injiziert. Dies reicht aus, um sicherzustellen, dass der Wasserfluss am Eingang zur Speiseröhre Druck erzeugt, damit das bereits vorhandene Wasser nicht zurückfließt. Insgesamt können sich gleichzeitig ca. 5 Liter Wasser in der Speiseröhre befinden. Jeder Injektionszyklus stellt sicher, dass 300 Milliliter Wasser in die Speiseröhre gelangen. In 25 Sekunden kann eine Giraffe bis zu 17 solcher Zyklen ausführen.



Interessanterweise wurden alle diese Daten von einem Physiker erhalten.Philip Binder, der letztes Jahr in einen der Nationalparks Südafrikas ging. Er beobachtete die Tiere lange Zeit aus nächster Nähe, damit er während der Beobachtungszeit verstehen konnte, was genau im Nacken einer Giraffe passiert, wenn er trinkt. Eines der im Phoenix Zoo Zoo in Arizona gedrehten Videos zeigt den Prozess des Durstlöschens einer Giraffe aus nächster Nähe.


Um ein normales Funktionieren des Körpers zu gewährleisten, musste die Natur die Lunge der Giraffe während der Evolution vergrößern, damit sie in einer Höhe von 3 Metern atmen und Luft in die Lunge pumpen konnte. Solche Knochen, Muskeln und Bindegewebe haben sich verändert - weil die Giraffe, wie oben erwähnt, ständig einer Überlastung ausgesetzt ist.

Giraffen leben in den Savannen Afrikas. Heute sind sie nur noch südlich und südöstlich der Sahara zu finden, insbesondere in den Savannen Ost- und Südafrikas. Die Populationen nördlich der Sahara wurden in der Antike vom Menschen ausgerottet: Während des alten Ägypten existierten sie im Nildelta und an den Ufern des Mittelmeers. Leider ging die Anzahl der Giraffen im 20. Jahrhundert erneut deutlich zurück. Die größten Giraffenpopulationen leben heute in Reserven und Reservaten.

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