La physique dans le monde animal: la girafe et sa "pompe"

Pour les humains, de nombreux animaux semblent familiers, ils semblent ne plus pouvoir nous surprendre. Mais en fait, tout organisme vivant sur Terre est tout un laboratoire biochimique, qui contient un certain nombre de mécanismes intéressants. De nombreux animaux ont déjà été publiés sur Geektimes, mais bien sûr loin de tout.

Vous êtes-vous déjà demandé comment une girafe boit de l'eau? Peut-être que quelqu'un a même vu un animal faire ça dans un zoo? En fait, avec un cou aussi long, comme une girafe, ne peut tout simplement pas boire. Dans son corps, il existe plusieurs appareils qui vous permettent d'étancher votre soif sans aucun problème quand vous le souhaitez. Extérieurement, tout est simple - l'animal étend ses membres antérieurs et incline son cou, touchant la surface de l'eau avec ses lèvres. Le plus intéressant est caché aux yeux de l'homme.

Un peu sur le cou

Le cou de la girafe compliquerait la vie de l'animal, sinon pour une série de mécanismes de compensation. Par exemple, afin de faire monter le sang vers la tête de plusieurs mètres, le cœur de l'animal a augmenté de taille, ses parois sont devenues beaucoup plus épaisses que, par exemple, l'okapi, un proche parent de la girafe. La pression artérielle de cet animal est deux, voire trois fois supérieure à la pression artérielle d'une personne. Ce cœur passe environ 60 litres de sang par minute, son poids est de 12 kilogrammes. Le sang de la girafe est plus épais et a deux fois plus de cellules sanguines que l’homme. Selon certains scientifiques, cet indicateur est l'un des plus élevés de tous les animaux existants.

Et voici quelques problèmes supplémentaires apparaissent. Par exemple, s'il n'y avait pas un certain nombre de mécanismes de compensation, l'hypertension artérielle tuerait simplement la girafe lorsqu'elle abaisserait la tête. Une grande quantité de sang serait pompée dans son cerveau. Mais les vaisseaux du cou ont des valves spécifiques qui protègent le cerveau de l'animal. Un problème similaire, seul le signe contraire, pour ainsi dire, se produit lorsqu'une girafe lève la tête. Cela se produit rapidement, et sans un autre groupe de mécanismes de compensation, la tension artérielle à ce moment aurait chuté de façon spectaculaire. Peut-être que cela n'aurait pas tué l'animal, mais cela aurait perdu connaissance à chaque fois que vous auriez levé la tête à sa hauteur d'origine. Tous les navires, de structure inhabituelle, viennent à la rescousse, qui sont capables de maintenir la pression de l'animal à peu près au même niveau.

La girafe est très grande. C'est l'animal le plus grand du monde. Au cours du mouvement, des surcharges surviennent qui, dans une situation normale, sans adapter le corps à de telles charges, tueraient simplement lentement cet animal. Par exemple, l'eau s'accumulait constamment dans ses membres. Afin de prévenir ce phénomène lors de surcharges chez l'homme, des combinaisons spéciales de conception spéciale sont utilisées. La girafe a son propre "costume" de ce type, créé par la nature elle-même au cours de l'évolution. Il a un tissu épithélial solide et flexible et un tissu conjonctif inhabituellement élastique.

Les girafes peuvent courir vite, en cas de besoin urgent, elles galopent à une vitesse de 55 km / h, c'est-à-dire qu'elles peuvent distancer un cheval de course sur de courtes distances. Cependant, en règle générale, ces animaux marchent lentement, déplaçant simultanément les deux sabots droits, puis les deux à gauche. En raison de leur poids lourd et de leurs jambes minces, les girafes ne peuvent marcher que sur une surface dure.

Comment boit une girafe?

Mais revenons à l'eau et au processus d'étancher la soif de ces géants. Pendant longtemps, on a cru que les animaux parviennent à boire de l'eau en raison du fait qu'ils créent une zone de basse pression dans l'œsophage et l'estomac. Ainsi, les scientifiques ont précédemment fait valoir que l'eau monte de la source dans la gorge et coule ensuite dans l'œsophage et l'estomac. En fait, la girafe est incapable de créer une zone de basse pression de cette façon.



Autrement dit, il est créé, mais d'une manière différente - grâce aux actions synchrones de divers éléments dans le cou de l'animal. L'épiglotte, d'une part, et les lèvres de l'animal, d'autre part, participent à ce processus. Se penchant vers l'eau, la girafe comprime d'une manière spéciale ses lèvres et commence à absorber l'eau, et la «valve» de l'épiglotte est fermée. Puis les lèvres se ferment et la «valve» de l'épiglotte s'ouvre, ce qui permet à l'eau de pénétrer dans l'œsophage.

Ce processus se répète encore et encore. À un moment donné, l'animal lève la tête et le cou, et l'eau passe dans l'estomac. Ceci est répété plusieurs fois jusqu'à ce que la girafe s'enivre. Selon les chercheurs, l'eau est injectée dans le corps de l'animal à une vitesse d'environ 10 km / h. Cela suffit pour garantir que l'écoulement de l'eau crée une pression à l'entrée de l'œsophage, afin que l'eau qui s'y trouve déjà ne reflue pas. Au total, environ 5 litres d'eau peuvent se trouver dans l'œsophage en même temps. Chaque cycle d'injection garantit que 300 millilitres d'eau pénètrent dans l'œsophage. En 25 secondes, une girafe peut effectuer jusqu'à 17 cycles de ce type.



Fait intéressant, toutes ces données ont été obtenues par un physicien.Philip Binder, qui s'est rendu l'année dernière dans l'un des parcs nationaux d'Afrique du Sud. Il a regardé les animaux pendant une longue période, de près, de sorte que pendant le temps d'observation, il pouvait comprendre ce qui se passait exactement dans le cou d'une girafe lorsqu'il boit. L'une des vidéos réalisées au Phoenix Zoo Zoo en Arizona montre le processus d'étancher la soif d'une girafe à bout portant.


Afin d'assurer le fonctionnement normal du corps, la nature a dû augmenter les poumons de la girafe au cours de son évolution afin qu'elle puisse respirer à une hauteur de 3 mètres, pompant de l'air dans les poumons. Ces os, muscles et tissus conjonctifs ont changé - car, comme mentionné ci-dessus, la girafe subit constamment une surcharge.

Les girafes vivent dans les savanes d'Afrique. Aujourd'hui, ils ne se trouvent qu'au sud et au sud-est du Sahara, en particulier dans les savanes d'Afrique de l'Est et du Sud. Les populations au nord du Sahara ont été éradiquées par l'homme dans l'Antiquité: à l'époque de l'Égypte ancienne, elles existaient dans le delta du Nil et sur les rives de la mer Méditerranée. Malheureusement, au 20e siècle, la gamme des girafes a de nouveau considérablement diminué. Les plus grandes populations de girafes vivent aujourd'hui dans des réserves et des réserves.

Source: https://habr.com/ru/post/fr399797/