भागो, गेको, भागो: एक जेको हाइब्रिड जल आंदोलन तंत्र

इस शुक्रवार के दिन हम क्वांटम भौतिकी, भौतिक विज्ञान और रसायन विज्ञान से विराम क्यों नहीं लेते? आप क्या कहते हैं? आखिरकार, वैज्ञानिक अनुसंधान, अनुसंधान और खोज की दुनिया एक दिशा तक सीमित नहीं है। भौतिकी, रसायन विज्ञान, जीव विज्ञान, खगोल विज्ञान, आदि। - हर दिन हम इन क्षेत्रों में कुछ नया सीखते हैं, और हमारा ध्यान केवल आप तक सीमित रखना गलत होगा। इसलिए, आज थोड़ा जीव विज्ञान होगा। विभिन्न वैज्ञानिक प्रकाशनों का अध्ययन, विषय और दिशा दोनों में, मैं एक जिज्ञासु खोज पर आया था। और चूंकि इस खोज का मुख्य चरित्र एक ऐसा प्राणी है जिसे मैं हमेशा पसंद करता था, मैं इससे नहीं गुजर सकता था। तो, खोज कहती है - साधारण जेकोज़ पानी पर चलने में सक्षम हैं। बहुत प्रभावशाली नहीं है? निष्कर्ष पर जल्दी मत जाओ, क्योंकि ये छोटे फुर्तीला छिपकली अन्य जानवरों के विपरीत, इस तरह के आंदोलनों को करने के लिए एक बार में कई तकनीकों का उपयोग करते हैं। यदि आप अभी भी आश्चर्य करते हैं कि वे यह कैसे करते हैं, तो हमें देर नहीं होगी। चलो चलते हैं।

नायक

गेकोस जीवों की एक प्रजाति नहीं है, बल्कि 1,100 से अधिक प्रजातियों का एक पूरा परिवार है, जिनमें से प्रत्येक की अपनी व्यक्तिगत विशेषताएं हैं, आकार और रंग से लेकर निवास और आहार तक। जेकॉस की उपस्थिति बहुत ही असामान्य हो सकती है, लेकिन यह निवास स्थान और प्रजातियों की आदतों के कारण है।


पत्ता-पूंछ वाली जेको

उदाहरण के लिए, यह बच्चा, पत्ती-पूंछ वाले जेको, आसानी से सूखे पत्ते के बीच छिपा सकता है। यह सच है, उनकी उपस्थिति ने खोजकर्ताओं को उन्हें एक नहीं-प्यारा नाम देने के लिए प्रेरित किया - शैतानी पत्ती-पूंछ वाली जेको (शैतानी पत्ती-पूंछ वाली जेको)। मेरे सिर में, उनकी उपस्थिति से, केवल एक ही शब्द है - ड्रेकारिस। :)

इस सभी (बहुत अधिक सही ढंग से, खुरदरे) ब्रेट्रेन में सामान्य विशेषताएं हैं, कम से कम कई प्रजातियों में। सबसे अधिक ध्यान देने योग्य स्पाइडर मैन को चित्रित करने की उनकी क्षमता है, या लगभग किसी भी सतह से चिपकना और दीवारों के साथ न केवल लंबवत रूप से चलना, बल्कि छत पर भी। सबसे दिलचस्प वह सिद्धांत है जिसके द्वारा वे ऐसा करने में सक्षम हैं - बहुत सारे सूक्ष्म बाल गेको के अंगों को कवर करते हैं। वैन डेर वाल्स की ताकत के कारण ये बाल सतह से चिपके रहते हैं। इसी सिद्धांत से, उपरोक्त हास्य पुस्तक नायक सतहों पर चढ़ता है।


बाईं ओर फिल्म स्पाइडर-मैन (2002) से एक फ्रेम है, और दाईं ओर जियो के पैर में तकिया की एक मैक्रो फोटो है।

इसके अलावा, किसी को जेकॉस की अविश्वसनीय आँखों के बारे में नहीं भूलना चाहिए। प्रजातियां, जो मुख्य रूप से रात में सक्रिय होती हैं, ने फोटो संवेदनशीलता में वृद्धि की है। दूसरे शब्दों में, उनकी आँखें प्रकाश की थोड़ी सी भी मात्रा लेने में सक्षम हैं, जो उन्हें अंधेरे में भी रंगों को पहचानने की अनुमति देता है। सुपर-विजन जेकॉस का बार-बार अध्ययन किया गया है। उदाहरण के लिए, इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने दो गीको प्रजातियों के विभिन्न आंखों के गुणों का वर्णन किया है: दिनमान फेलसुमा मैडागास्कैरियेंसिस ग्रैंडिस (मेडागास्कर विशालकाय डेको जेको ) और रात के समय टेंटेंटोला चजलिया (हेल्मेट-हेडेड जेको )।


Gekko smithii (बड़ी चापलूसी करने वाले जेको या स्मिथ जेको) की आंख की सूरत।

लेकिन आज हम जेकॉस की अविश्वसनीय दृश्य क्षमताओं का अध्ययन करने के लिए एकत्र नहीं हुए, बल्कि उनके समान रूप से अविश्वसनीय कलाबाजी कौशल। इसलिए, हम अध्ययन के लिए सीधे आगे बढ़ते हैं।

अध्ययन का सार

सिंगापुर के एक उष्णकटिबंधीय जंगल में, एक उच्च गति वाला वीडियो बनाया गया था कि कैसे एक छोटा भूको एक पेड़ को पाने के लिए पानी की बाधा को खत्म करता है।



इसके अलावा, एक ठोस सतह पर चलते समय इसके आंदोलन की गति लगभग समान थी। इस वीडियो ने वैज्ञानिकों के सामने सवाल खड़ा किया - जेकॉस यह कैसे करते हैं? प्रयोगशाला के अध्ययन किए गए, जिससे पता चला कि जेकॉस पानी की सतह पर एक साथ चलने के लिए कई तकनीकों का उपयोग करते हैं, जो उन्हें जानवरों के साम्राज्य में काफी विशिष्ट बनाता है।


पानी का तार

शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया कि विकास ने विभिन्न जानवरों को दिया है जो इसे प्राप्त करने के लिए पानी पर अलग-अलग तरीके से आगे बढ़ सकते हैं। तो, कुछ छोटे कीड़ों में अंगों की एक गैर-मानक संरचना होती है, जो सतह के तनाव बल के कारण उन्हें पानी पर रहने की अनुमति देती है। हालांकि, यह विधि सार्वभौमिक नहीं है, क्योंकि अन्य बड़े जानवर अलग तरह से विकसित हुए हैं। उदाहरण के लिए, एक हेलमेट-बेसिलिस्क सचमुच पानी के माध्यम से चल सकता है। हिंद पैरों के त्वरित आंदोलनों से यह 12 किमी / घंटा तक तेजी लाने और इस तरह से लगभग 400 मीटर चलने की अनुमति देता है।


हेलमेट-बेसिलिस्क द्वारा प्रदर्शन किए गए पानी पर चलने का प्रदर्शन, जो व्यर्थ नहीं है जिसे यीशु मसीह छिपकली कहा जाता है।

वैज्ञानिक पानी पर चलती जानवरों की दो मुख्य विधियों को साझा करते हैं: सतह के तनाव के कारण आंदोलन और अंगों के कुछ आंदोलनों के कारण आंदोलन।

छोटे प्राणियों के पास एक बॉन्ड संख्या * <1 है, इसलिए, पानी की सतह पर अवधारण सुनिश्चित करने के लिए, उनका वेबर नंबर * भी होना चाहिए <1।

बॉन्ड नंबर (Bo) * सतह के तनाव के गुरुत्वाकर्षण का अनुपात है।

वेबर संख्या (वी) * - सतह तनाव के लिए द्रव जड़ता का अनुपात।

बॉन्ड संख्या और वेबर संख्या के बीच संबंध का एक ग्राफ, साथ ही साथ जहां विभिन्न जीवित जीव पैमाने पर स्थित हैं।

बड़े जानवरों में, बॉन्ड संख्या और वेबर संख्या स्वाभाविक रूप से बड़ी होती है, और इसलिए वे पानी की सतह पर आंदोलन के पहले तरीके का उपयोग नहीं कर सकते हैं। इसलिए, उन्हें दूसरे तरीके से काम करना चाहिए, अर्थात पानी की सतह पर बल का उपयोग करें (थप्पड़, स्ट्रोक, झूलते अंग, आदि)।

जेकोज़ इस मायने में अद्वितीय हैं कि उनके पास बॉन्ड और वेबर संख्याएँ (बो = 8.7 We 0.5, वी = 47.4 somewhere 31.7) हैं, जो कि ऊपर दिए गए ग्राफ पर हरे और नीले रंग में चिह्नित, आंदोलन की विधि के अनुसार दो मुख्य श्रेणियों के बीच कहीं स्थित हैं। इस प्रकार, वैज्ञानिक इस सिद्धांत के साथ आए कि जेकोस पानी के माध्यम से एक ही समय में सतह के तनाव और अंगों की गति दोनों का उपयोग कर सकते हैं। और किसी भी सिद्धांत को प्रमाण की आवश्यकता होती है (जब तक कि यह एक स्वयंसिद्ध नहीं है, निश्चित रूप से)।

"गेको" कीनेमेटिक्स

परीक्षण में 8 व्यक्ति शामिल थे। कुल 63 जल दौड़ें की गईं।

वैज्ञानिकों ने नोट किया कि, हेलमेट-बेसिलिस्क के विपरीत, जेको का शरीर पूरी तरह से पानी से ऊपर नहीं है। हालांकि, जियोको अपने अंगों के साथ इस तरह से आंदोलनों बनाता है कि तुलसी की तरह वायु गुहाएं उनके और पानी की सतह के बीच बनती हैं। शरीर की स्थिति निम्नानुसार है: पानी के सामने का आधा भाग (पानी की औसत ऊँचाई 13.4 mm 2.2 मिमी), पीछे का आधा भाग पानी के संपर्क में है, पूंछ पानी में डूबी हुई है और हमेशा सतह के समानांतर होती है।


पानी की सतह पर चलते हुए जेको के शरीर की स्थिति का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व।

पानी के ऊपर जियोको की स्थिति बहुत हद तक समान है कि यह जमीन पर चलने पर प्रदर्शित होता है, जब सामने का अंग विपरीत रियर (फ्रंट लेफ्ट + रियर राइट, आदि) के साथ चरण में चलता है। यह अवलोकन भी असामान्य है, क्योंकि गति के दौरान तैरने वाले सरीसृप अंगों द्वारा नहीं बहाए जाते हैं।

पानी के नीचे शरीर के आंशिक विसर्जन के बावजूद, जियोको 60.7, 5.4 सेमी / सेकंड की गति से पानी के माध्यम से आगे बढ़ सकता है, जो लगभग प्रति सेकंड जेको की 10.5 लंबाई के बराबर है। जमीन पर चलते समय यह सूचक व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है। और परीक्षणों के दौरान दर्ज की गई अधिकतम पानी की गति 97.5 सेमी / एस (3.51 किमी / घंटा) थी।


पानी पर गेको आंदोलन (साइड व्यू)।

जब ये गति पूरी हो जाती है, तो जियोकोस अपने शरीर का लगभग 72% पानी की सतह से ऊपर उठाने में सक्षम होते हैं, जो लहर प्रतिरोध को कम करने में मदद करता है।

वैज्ञानिक यह भी ध्यान देते हैं कि पानी पर जेकॉस के इस तरह के आंदोलन को तैराकी के रूप में वर्णित नहीं किया जा सकता है, जिसे टिप्पणियों द्वारा पुष्टि की जाती है।

अंगों के आंदोलनों के लिए, वास्तव में तुलसी और गेको के बीच समानता है, हालांकि उनके शरीर अलग-अलग तरीकों से स्थित हैं। दोनों "वॉटर रनर" ने पानी पर अपने पंजे मार दिए, जिससे एक आवेग पैदा हुआ जिससे आप आगे बढ़ना जारी रख सकते हैं (छवि बी के ऊपर)। इस आंदोलन का सबसे महत्वपूर्ण तत्व वायु गुहाएं हैं, जो पानी की सतह पर प्रभाव के क्षण में बनना चाहिए।

सबसे स्पष्ट अंतर, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, जेको और बेसिलिस्क के बीच शरीर की स्थिति है। जब पानी के माध्यम से चल रहा है, तो तुलसी सीधे खड़ी होती है, जिससे आवेगों को बनाने के लिए केवल उनके हिंद अंग का उपयोग किया जाता है, और उनका शरीर, क्रमशः पानी से पूरी तरह ऊपर होता है। छोटे अंगों और शरीर की स्थिति को क्षैतिज से ऊर्ध्वाधर में बदलने की अक्षमता के कारण गेकोस ऐसा नहीं कर सकता है।

इस मामले में क्या करना है? सभी 4 अंगों का उपयोग करें, बिल्कुल। जेको क्या करता है, उनमें से प्रत्येक के पानी के हमलों की गति 76.2 ck 33.1 सेमी / फ़ोर फॉरवेज़ और हिंद पैरों के लिए 91.5 .4 29.4 सेमी / एस तक पहुंचती है। जैसा कि हम देख सकते हैं, जाइको के शरीर की लगभग क्षैतिज स्थिति के कारण, हिंद अंगों की गति सामने की तुलना में बहुत अधिक है।

यह पानी के हमलों के दौरान जेकॉस और बेसिलिस्क के बीच वायु गुहाओं में अंतर को भी ध्यान देने योग्य है। जेकॉस में, गुहाएं अधिक तिरछी होती हैं और सावधानी से फैलती हैं (यानी पूंछ की ओर)। यह वैज्ञानिकों को इस धारणा की ओर ले जाता है कि यह रूप शरीर को पानी से ऊपर उठाने (तुलसी की तरह) की तुलना में कुछ प्रकार के कर्षण बनाने में अधिक मदद करता है।

इस प्रकार, यह स्पष्ट हो जाता है कि जेकोस पूरी तरह से पानी की सतह के साथ पथ को पार करने के लिए, तुलसीकों की तरह अंगों के प्रभाव आंदोलनों पर भरोसा नहीं कर सकता है। इसलिए, आंदोलन के इस तंत्र का उपयोग उनके द्वारा दूसरों के साथ संयोजन में किया जाता है, और सतह तनाव के साथ और अधिक सटीक रूप से।

सतह तनाव

पानी के तार न केवल पानी पर "खड़े" हो सकते हैं, बल्कि सतह के तनाव के कारण उस पर चुपचाप भाग सकते हैं। कुछ छोटे छिपकली भी इस घटना के कारण पानी की सतह पर रह सकते हैं, लेकिन केवल एक स्थिर स्थिति में। शोधकर्ताओं ने बड़े करीने से परीक्षण के दौरान पानी में गेको को रखा। उनका शरीर सतह पर रहा, हालांकि इसमें से अधिकांश डूब गया था (चिंता न करें, जेकको थोड़ी देर के लिए पानी में रखा गया था, फिर इसे तुरंत बाहर निकाल लिया गया था)। इसलिए, यह स्पष्ट है कि पानी की सतह का तनाव पानी पर चलने वाली जेको की क्षमता का 100% स्रोत नहीं है।

हालांकि, इस घटना को पूरी तरह से खारिज न करें। शुरू करने के लिए, शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया कि जेकॉस की त्वचा बेहद हाइड्रोफोबिक है (यह पानी को पीछे धकेलती है), और इस प्रकार की त्वचा के संपर्क के स्तर पर सतह के तनाव की उच्च डिग्री के आधार पर तंत्र के कारण यह गुण ड्रैग (अच्छी तरह से, भौतिकी इसके बिना नहीं था) को कम कर सकता है। पानी के साथ।

इस सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए, पानी में और एक साबुन समाधान में परीक्षणों की एक श्रृंखला की गई (जो कि सर्फैक्टेंट्स के साथ पानी में है जो सतह के तनाव को a 50% तक कम कर देता है)।


साबुन के पानी में गेको आंदोलन (साइड व्यू)।

एक साबुन के घोल में एक तुलसीक समान परिणाम दिखाते हैं जैसे कि सादे पानी में। यह अनुमान लगाने योग्य था, क्योंकि यह जानवर पानी पर चलने के लिए तंत्र के शस्त्रागार में सतह तनाव का उपयोग नहीं करता है। लेकिन जेकॉस अधिक कठिन थे। उनकी गति लगभग 58% कम हो गई


जेको की हरकत पर सतह के तनाव का प्रभाव।

इस मामले में, आवेग प्रभाव की गति नहीं बदली है। स्विंग की अवधि थोड़ी लंबी हो गई। और गेको का शरीर पानी की तुलना में साबुन के पानी में अधिक डूबा हुआ था। साफ पानी के ऊपर की ऊंचाई की तुलना में साबुन के घोल के ऊपर सिर की ऊंचाई 49% कम थी।

हाइड्रोडायनामिक्स और हाइड्रोस्टैटिक्स

यह ज्ञात है कि जिन जानवरों में फ्राउड नंबर (Fr, तरल पदार्थ और गैसों के आंदोलन की समानता की कसौटी है) 1.0 है, वे एक्वाप्लानिंग के कारण पानी के माध्यम से आगे बढ़ सकते हैं, जो शरीर के आंदोलनों द्वारा पक्ष के झुकाव के सकारात्मक कोण के साथ हाइड्रोडायनामिक लिफ्ट का निर्माण करते हैं। जब Fr मान 0.6 ... 1.0 की सीमा में उतार-चढ़ाव होता है, तो जानवर हाइड्रोडायनामिक्स और हाइड्रोस्टैटिक्स (इस मामले में, उछाल) के कारण पानी पर दोनों रहते हैं।

वैज्ञानिकों ने पानी के ऊपर सिर की ऊंचाई और जेको की गति के बीच एक सकारात्मक संबंध पर ध्यान दिया है। इसके अलावा, शरीर ही, या इसके आकार, इस सिद्धांत में पूरी तरह से फिट बैठता है। सामान्य जेकोस शरीर के झुकाव (मोड़) का एक प्रभावशाली कोण है - 26.4 an 9.4। इसके अलावा, उनका शरीर dorsoventrally चपटा है, और चौड़ाई का अनुपात 3.7। 0.4 है। पेट की सतह समतल है। इस तरह के शरीर विज्ञान पानी के प्रतिरोध के रूप में इस तरह के एक जटिल मामले में मदद नहीं कर सकते।

हालांकि, शोधकर्ताओं ने अभी तक इन पहलुओं का अध्ययन नहीं किया है, इसलिए वे हाई-प्रोफाइल बयान नहीं देना चाहते हैं।


पानी पर गेको आंदोलन (शीर्ष दृश्य)।

साबुन पानी में गेको आंदोलन (शीर्ष दृश्य)।

और, निश्चित रूप से, जियॉक्स चलते समय अपने लचीलेपन का उपयोग करते हैं, जैसा कि एनीमेशन में और ऊपर वीडियो में देखा जा सकता है। शुद्ध पानी और साबुन के पानी में, जेकोसो एक ही आयाम और आंदोलनों की लहराती बनाए रखते हैं।

अध्ययन के साथ एक अधिक विस्तृत परिचित के लिए, आप लिंक (शोध समूह की रिपोर्ट + इसके लिए अतिरिक्त सामग्री) को देख सकते हैं।

उपसंहार

यह अध्ययन अजीब लग सकता है, इसे हल्का करने के लिए। वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला में इकट्ठा किया और पानी पर जेकोस (एक सपना, नौकरी नहीं) शुरू करना शुरू किया। हालांकि, इस तरह के अध्ययनों से यह समझने में मदद मिलती है कि पहले क्या या तो किसी का ध्यान नहीं गया था या अकथनीय था।

गेकोस को पहले पानी पर चलने में सक्षम प्राणियों के रूप में वर्गीकृत नहीं किया गया था। इस अध्ययन ने साबित किया कि इस सूची में उनका एक वैध स्थान है। इस जूलॉजिकल जस्टिस के अलावा, शोधकर्ता रोबोटिक्स में अपनी टिप्पणियों के महत्व पर भी ध्यान देते हैं। पानी के चारों ओर जानवर कैसे घूमते हैं, इसकी पूरी समझ रोबोट बनाने में मदद कर सकती है जो इस चाल को दोहरा सकता है। और यह देखते हुए कि जेकॉस एक बार अपने शस्त्रागार में अन्य पानी के नर्तकियों के विपरीत सब कुछ का उपयोग करता है, इस प्रक्रिया में उनका महत्व काफी अधिक है।

इसके अलावा, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि एक छोटी लेकिन फुर्तीला छिपकली वैज्ञानिक दुनिया को अपने असामान्य और, पहली नज़र में, अकथनीय कौशल से आश्चर्यचकित कर सकती है। मेरी राय में, यह केवल एक बार फिर साबित करता है कि हम दुनिया और उन जीवों के बारे में कितना कम जानते हैं जो हमारे चारों ओर हैं।



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