Мик О'Хара Почему у пингвинов не мерзнут лапы? и еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого



страница3/13
Дата09.05.2016
Размер2.16 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

3. Растения и животные


Пернатые и сон

«Почему птицы во сне никогда не падают с веток и насестов? Может, они вообще не спят?»



Грэм Форбс Килмарнок, Эршир, Великобритания
Сухожилия на птичьих лапах хитроумно устроены. Сухожилие сгибателя от мышцы бедра проходит вниз через колено, продолжается ниже его, огибает щиколотку и уходит под пальцы. Это означает, что в состоянии покоя под тяжестью тела птицы ее колено сгибается, сухожилие натягивается и когти сжимаются.

Этот механизм действует настолько эффективно, что на ветках и насестах находят давно умерших птиц, продолжающих крепко сжимать когти.



Энн Брюс Джирвен, Эршир, Великобритания
Нет, птицы спят. И не только на ветках, но и стоя на одной ноге. Мало того: птиц можно усыпить с помощью гипноза. С моей майной, говорящим скворцом, этот фокус удается.

Если захотите попробовать, приблизьте лицо очень близко к клетке с птицей и представьте, что вы гипнотизер, который внушает: «Ваши веки тяжелеют…» — только не произнося при этом ни слова. Ведите себя так, будто постепенно засыпаете, и птица последует вашему примеру: подожмет одну ногу, сунет голову под крыло и крепко уснет.

Это еще не все. Большинству хозяев домашних птиц известно, что достаточно изобразить ночную темноту и накрыть клетку одеялом, чтобы пернатый питомец уснул.

Дэвид Лекки Хаддингтон, Восточный Лотиан, Великобритания
Птицы на самом деле спят, но продолжительному сну предпочитают краткий, «восстанавливающий силы». Известно, что стрижи умудряются подремать даже на лету. Птицы ориентируются в пространстве в основном благодаря зрению, поэтому по ночам они спят — разумеется, кроме ночных видов.

Сон болотных птиц зависит от приливов, а не от смены дня и ночи.

Некоторых птиц легко обмануть с помощью искусственного света. В ярко освещенных больших городах певчие птицы страдают бессонницей. Освещенный ипподром неподалеку от моего дома всю ночь создает эффект рассвета на горизонте, вынуждая черных дроздов и малиновок петь непрерывно начиная с двух часов ночи. Увы, не знаю, устают они от этого пения так же, как я, или нет…

Эндрю Скейлз Дублин, Ирландия


Побег из аквариума

«Недавно мы понесли утрату и теперь хотели бы узнать, почему рыбки выпрыгивают из маленьких аквариумов».



Роуэн Уайт и Викки Университет Восточной Англии, Норидж, Великобритания
Выпрыгивание рыбок из небольших аквариумов — проблема, известная большинству аквариумистов, и причина, по которой сверху аквариумы часто прикрывают стеклом.

Существует несколько теорий, объясняющих стремление рыбок выпрыгнуть из аквариума. Согласно одной из них, рыбки выскакивают из воды в попытке избавиться от наружных паразитов.

Авторы вопроса не указали вид и пол рыбок, которых они держали в аквариуме, но, возможно, одна из них выскочила из воды, чтобы спастись от преследования хищников, избежать неприятных столкновений с другими обитателями аквариума или даже покрасоваться перед своими сородичами — например, продемонстрировать какой-то ранее неизвестный брачный или территориальный ритуал.

Заодно примите мои искренние соболезнования.



Р. Розенберг Стокгольм, Швеция
Для пленной рыбки воздух по другую сторону стенки аквариума похож на воду. А рыбья мудрость гласит, что по другую сторону вода всегда чище.

Джон Чепмен Северный Перт, Западная Австралия


Бе-е-змозглые овечки

«Почему овцы убегают от машин всегда по прямой, не сворачивая в сторону?»



Алед Уинн-Джонс Кембридж, Великобритания
Овцы и другие животные бегут перед машиной потому, что не понимают, что машине не взобраться на поросшие травой откосы дороги. В древности на овец охотились волки и крупные представители семейства кошачьих. При попытке овец свернуть в сторону хищник видел, что происходит, легко менял курс и перехватывал жертву, которая невольно подставляла ему уязвимый бок.

Но если жертва в последнюю минуту уворачивается, исход охоты может оказаться другим. Такой стратегией в совершенстве владеет заяц: когда борзая уже готова щелкнуть челюстями и схватить его, заяц делает рывок в сторону и пес промахивается, а если зайцу повезет, то его преследователь спотыкается и летит кувырком.

По крайней мере, инстинктивная реакция овец или зайцев на приближающийся автомобиль выглядит разумнее, чем реакция ежа.

Кристин Уормен Клитероу , Ланкашир, Великобритания
Хищники преследуют травоядных, некоторое время бегут вровень с ними, а затем хватают за горло и убивают, поэтому их жертвы стараются повернуться к источнику угрозы хвостом и не отклоняются от прямого курса. Именно поэтому кенгуру, заметив приближающийся сбоку автомобиль, прыгает на дорогу прямо перед ним, чтобы машина осталась сзади. При таких маневрах кенгуру нередко погибают. Пока машина продолжает ехать следом за овцами, они будут пытаться опередить ее, двигаясь по прямой.

Дж. Карсанига Сидней, Австралия
Овец явно недооценивают. Они не просто бегут по прямой: некоторое время они действительно бегут перед машиной, а потом резко сворачивают в сторону. Это не глупость, а совершенно логичные действия. Обычно овцы забредают на проезжую часть в сельской местности, где дороги окружены крутыми откосами, скалами, живыми изгородями, заборами, канавами. Овца понимает, что преодолеть препятствия на обочинах дороги ей не светит, пока машина следует за ней по пятам, — значит, остается только бежать по ровной дороге в надежде оторваться от преследующей машины.

А когда машина сбрасывает скорость, овца чувствует, что сумеет опередить ее даже в беге по пересеченной местности за пределами дороги, и сворачивает в сторону. И поскольку чаще всего эта тактика оказывается верной (большинство машин остается на дороге, а не съезжает с нее вслед за овцами), овцы и впредь продолжают вести себя так же. Что и требовалось доказать — согласно овечьей логике.

Ясно, что такой подход к безопасности на дорогах гораздо эффективнее человеческого. Люди редко пытаются обогнать приближающийся автомобиль, им свойственно сразу сворачивать в сторону. А поскольку большинство людей бегает быстрее овец, можно сделать вывод, что мы могли бы поучиться у этих животных логике.

Уильям Поуп Таустер, Нортгемптоншир, Великобритания
Будучи умными животными, инстинктивно разбирающимися в психологии, овцы знают, что большинству водителей случается наезжать на животных, только если потом они могут сказать в свое оправдание: «Она выскочила на дорогу прямо под колеса, я даже не успел затормозить». Но среди них редко попадаются мерзавцы, способные намеренно преследовать живое существо, чтобы задавить его. Таким образом, бег по прямой имеет явные преимущества перед попытками свернуть в сторону.

Эрик Деккер Кафедра крупного рогатого скота и овец, Национальный институт скотоводства, Тьеле, Дания


Жареная рыба

«Наш молодой сосед спрашивает, что происходит, когда молния ударяет в воду. Правда ли, что вся рыба погибает? А как же пассажиры лодок с металлической обшивкой?»



Крис Купер Кемпстон, Бедфордшир, Великобритания
Когда электрический разряд, например удар молнии, бьет по поверхности воды, электричество распространяется во все стороны.

Фронт распространения электричества в воде имеет полусферическую форму, следовательно, быстро рассеивает всю энергию молнии, которая в противном случае могла бы поджарить рыбу. Очевидно, при прямом попадании молнии в рыбу или в случае удара молнии в воду в непосредственной близости от рыбы последняя погибнет или серьезно пострадает.

При ударе молнии температура достигает нескольких тысяч градусов, молния способна испарить воду вблизи точки удара. В итоге возникает поверхностная ударная волна, которая превратит рыбу в месиво или оглушит ныряльщика на расстоянии порядка нескольких десятков метров.

Люди, находящиеся в металлической лодке вблизи места удара молнии, наверняка испытают на себе и первое, и второе его воздействие. Кроме того, металлическая обшивка проводит электричество гораздо лучше, чем вода, поэтому молния наверняка предпочтет ей лодку.



Эндрю Хили Эшфорд, Миддлсекс, Великобритания
При ударе молнии безопаснее всего находиться внутри проводника — например, в лодке с металлической обшивкой или под водой (при условии, что вы — рыба).

В прошлом веке физик Майкл Фарадей доказал, что внутри проводника нет электрического поля. Он продемонстрировал это, войдя в проволочную клетку и подвергнув ее удару искусственной молнии. Все присутствующие, кроме самого Фарадея, были изумлены, когда он вышел из клетки невредимым.



Эрик Джиллис Университет Глазго, Великобритания


Рыбки-пуклейки

«Почему рыбы не пукают?»



Кристин Каливоски Брентвуд, Калифорния, США
Вероятно, автор вопроса решила, что рыбки не пукают, потому что никогда не видела, как из заднего прохода у них появляются пузырьки.

Однако у рыб в кишечнике образуются газы, они выводятся наружу, как у большинства животных. Разница — в упаковке.

Перед выводом из организма рыбы упаковывают свои испражнения в тонкую студенистую трубку. В ней содержится и весь газ, который образовался в пищеварительной системе или поступил в нее. Результат — фекалии в виде колбаски, которая или тонет, или всплывает. И поскольку многим рыбам свойственна копрофагия, эти колбаски в воде надолго не задерживаются.

Дерек Смит Лонг-Саттон, Линкольншир, Великобритания
Я несколько раз видел, как мои цихлиды пускали газы — к неудовольствию моего угря.

Вероятно, дело в том, что рыбы заглатывают слишком много воздуха, пока жадно пожирают корм с поверхности воды. Если бы воздух не выводился из организма, он наносил бы рыбам серьезный ущерб.



Питер Хенсон Университет Лондона, Великобритания
Плавучесть большинству акул обеспечивает липидный сквален высокой плотности, а обыкновенные песчаные акулы Eugomphodus taurus освоили технику пуканья как дополнительное средство для обеспечения плавучести. Акула выплывает на поверхность и заглатывает воздух, который попадает ей в желудок. После этого акула может выпускать воздух в нужных количествах, чтобы удерживаться на определенной глубине.

Александра Осман Лондон, Великобритания


Ледяные лапы

«Почему в Антарктиде зимой у пингвинов не мерзнут лапы, несмотря на постоянное соприкосновение со льдом и снегом? Когда-то давно я слышала по радио, будто ученые обнаружили у пингвинов дополнительную систему кровоснабжения лап, не дающую им замерзать. Но никакой информации об этом или объяснений я нигде не нашла. Я пыталась выяснить у специалистов по пингвинам, правда ли это, но никто не смог мне ответить».



Сюзан Пейт Эноггера, Квинсленд, Австралия
Как и другие птицы, живущие в холодном климате, пингвины приспособились почти не терять тепло и поддерживать температуру тела на уровне 40 °C. Поддержание температуры лап представляет серьезную проблему, так как их не покрывает защитный слой перьев или жира, а площадь поверхности ног велика (то же самое относится к полярным млекопитающим, например белым медведям).

В дело вступают два механизма. Во-первых, пингвины могут регулировать приток крови к лапам, меняя диаметр артерий, по которым поступает кровь. На холоде ее приток снижается, в тепле увеличивается. Такое же явление наблюдается и у людей: именно поэтому кисти наших рук и ступни белеют» когда нам холодно, и розовеют в тепле. Эта регуляция — чрезвычайно сложный механизм, в нем задействованы гипоталамус и разные органы нервной и эндокринной систем.

Кроме того, в верхней части лап у пингвинов есть «противоточный теплообменник». Артерии, подающие теплую кровь к лапам, разветвляются на множество мелких сосудов, которые соседствуют с таким же количеством вен, по которым холодная кровь уходит из лап. Тепло передается от теплой крови холодной, поэтому в ноги почти не поступает.

Зимой температура лап пингвинов на один-два градуса выше температуры замерзания: это помогает снизить до минимума потери тепла и избежать обморожения. Так же устроены лапы у гусей и уток, но, если несколько недель подержать их в тепле, а потом выпустить на снег и лед, лапы могут к ним примерзнуть. Дело в том, что физиологически птицы успевают адаптироваться к теплу, приток крови к ногам практически прекращается, а температура ног падает ниже точки замерзания.



Джон Дейвенпорт Морская биологическая станция, Университет Миллпорт, остров Камбра, Великобритания
Насчет дополнительной системы кровообращения ничего не могу сказать, но феномен холодных лап у пингвинов можно отчасти объяснить любопытными биохимическими причинами.

Реакция кислорода с гемоглобином относится к сильным экзотермическим: когда молекула гемоглобина присоединяется к кислороду, выделяется определенное количество тепла. Как правило, такое же количество тепла поглощается в обратной реакции, когда от гемоглобина отделяется кислород. Но поскольку окисление и вытеснение кислорода происходит в разных отделах организма, изменение параметров молекулярной среды, например кислотности, может привести к избыточной потере или накоплению тепла.

Количество тепла может варьироваться у разных существ. Организм антарктических пингвинов устроен так, что в морозы ткани периферийных органов, в том числе лап, выделяют меньше тепла, чем человеческие стопы. У этого явления есть два преимущества. Прежде всего, в гемоглобин птиц попадает меньше тепла при вытеснении кислорода, поэтому вероятность замерзания лап заметно снижается.

Еще одно преимущество — следствие законов термодинамики. При любой обратимой реакции, в том числе при поглощении или вытеснении кислорода гемоглобином, низкие температуры способствуют развитию реакции в экзотермическом направлении и препятствуют развитию в обратном. Следовательно, при низких температурах кислород активнее поглощается гемоглобином большинства живых существ и отделяется от него с трудом. Сравнительно низкое количество тепла означает, что в холодных тканях соединение гемоглобина с кислородом не достигает уровня, при котором кислород не может отделиться от него.

Изменение количества тепла у разных видов живых существ — еще одно любопытное следствие. У некоторых антарктических рыб тепло обычно выделяется при высвобождении кислорода. В крайнем проявлении это наблюдается у тунца, который при отделении кислорода от гемоглобина выдает столько тепла, что может поддерживать температуру тела, примерно на 17 °C превышающую температуру окружающей среды. Значит, тунец вовсе не хладнокровный!

Обратное явление наблюдается у животных, которым необходимо снижать количество тепла из-за чрезмерной метаболической активности. При окислении гемоглобина количество тепла в организме мигрирующей водяной курочки превышает этот же показатель в организме простого голубя. Поэтому курочка может преодолевать большие расстояния и не перегреваться.

И наконец, эмбрионам необходимо куда-то девать тепло, а единственное звено, которое связывает их с внешним миром, — кровеносная система матери. Снижение количества тепла при окислении гемоглобина эмбриона по сравнению с гемоглобином матери приводит к тому, что при выходе кислорода из крови матери тепла поглощается больше, чем выделяется при окислении гемоглобина эмбриона. Таким образом, тепло попадает в кровеносную систему матери и уносится от эмбриона.

Крис Купер и Майк Уилсон Университет Эссекса, Колчестер, Великобритания


Полеты на плавниках

«Почему летучие рыбы летают? Спасаются от хищников, ловят в воздухе насекомых или просто полеты для них — более эффективный способ передвижения, чем плавание? Или существует совершенно иная причина?»



Джулиан Картрайт Пальма-де-Майорка, Испания
Обычно полеты летучих рыб объясняют бегством от хищников, особенно от стремительных дельфинов. Рыбы выскакивают из воды не для того, чтобы ловить насекомых: летучие рыбы живут в открытом океане, а над большими водными пространствами насекомые летают редко.

Было высказано предположение, что рыбы летают (на самом деле парят, так как «крыльями» они не машут), чтобы сэкономить энергию, но для энергичных взлетов требуется активная работа белых анаэробных мышц, заставляющих хвост совершать 50–70 движений в секунду. Эти действия сопряжены с огромными затратами энергии.

Роговица глаза летучих рыб снабжена плоскими фасетками, поэтому рыбы видят и в воде, и в воздухе. Наблюдения позволяют предположить, что рыбы способны выбирать места «приземления». Возможно, так они перебираются в места, богатые пищей, но эта гипотеза пока не получила подтверждения.

Несомненно, бегство от хищников — главная причина полетов, именно поэтому рыб так часто видят улетающими от кораблей и лодок, которые рыбы считают источниками угрозы.



Джон Дейвенпорт Морская биологическая станция, Университет Миллпорт, остров Камбра, Великобритания
Строго говоря, летучие рыбы не летают, а скользят по воздуху; движения хвостового плавника выталкивают их из воды. Скольжение продлевается за счет быстрых движений чрезмерно развитых грудных плавников, благодаря которым дальность прыжка достигает 100 метров. Единственная цель этой деятельности — бегство от хищников. Всякий, кто сможет оторвать взгляд от чудесного и неожиданного зрелища — радужной рыбы в воздухе, — заметит, что под водой ее преследует другая, более крупная рыба.

Тим Харт Ла Гомера, Канарские острова, Испания
Я видел в воздухе целые косяки летучих рыб, удирающих от тунцов, а несколько минут спустя — косяки тунцов, которые пытались повторить тот же акробатический трюк, потому что дельфины были не прочь полакомиться ими. Пройдя утром по палубе океанской яхты, можно собрать полную сковороду летучих рыб на завтрак. Видимо, эти рыбы инстинктивно выскакивают из воды, чтобы спастись от хищника (за него рыбы принимали яхту), но в темноте не видят, куда летят, и плюхаются на палубу. Днем рыбы редко падают на палубу яхты. Опаснее всего попадание летучей рыбы в рулевую рубку: в темноте они могут с силой ударить зазевавшегося рулевого в висок.

Дон Смит Кембридж, Великобритания


Грибы-силачи

«Неподалеку от нашего дома прямо на тротуаре растут поганки, выломавшие довольно большие куски асфальта. Каким образом этим мягким, мясистым грибам удается пробить слой асфальта толщиной 5 сантиметров?»



Джон Франклин Лондон, Великобритания
Поганки, прорастающие через асфальт, вероятно, серые навозники (Corpinus), выросшие на растительном мусоре. Они пробивают асфальт потому, что их ножки функционируют как вертикальные гидравлические домкраты.

Давление, направленное вверх, обусловлено избыточным тургорным давлением отдельных клеток, составляющих стенки полой ножки гриба. Каждая клетка растет как вертикальная колонна, новый клеточный материал размещается по ее длине.

Основной структурный компонент клеток — пустотелое спиральное образование волокон хитина вокруг оси клетки. Эти волокна хитина встроены в связующие вещества, из которых состоят стенки. Хитин — чрезвычайно прочный биополимер (из него также состоят экзоскелеты насекомых), он придает клеткам стенок гриба устойчивость к поперечному сдавливанию, поэтому распределение внутреннего давления происходит по вертикали. Благодаря явлению осмоса вода попадает в стенки, в результате избыточное тургорное давление создает вертикально действующую силу, так гриб и пробивается через асфальт.

Этот феномен впервые исследовал 75 лет назад Реджинальд Буллер: меняя нагрузку, он измерил подъемную силу гриба, вытянутого внутри стеклянной трубки. По расчетам Буллера, направленное вверх давление гриба составило около 2/3 атмосферы.

Клетки снабжены чувствительным к гравитации механизмом, благодаря которому гриб растет строго вертикально. Если положить гриб набок, он быстро переориентируется и снова будет тянуться вверх.

Грэм Гудей Университет Абердина, Великобритания
Пятисантиметровый слой асфальта — несущественное препятствие для гриба-силача. В Бэсингстоуке был найден большой лохматый белый навозник (Coprinuscomatus), который поднял тротуарную плиту размером 75 х 60 см на 4 сантиметра над уровнем тротуара всего за 48 часов.

С давних времен грибы часто находили возле литейных цехов, чаще всего на конском навозе, с которым смешивали формовочную глину. Сообщалось даже, что эти грибы способны приподнимать тяжелые литые заготовки. Предположительно речь идет о дикорастущих грибах, например шампиньонах обыкновенных (Agaricuscampestris). Однако для всех видов грибов действующий механизм одинаков: речь идет о гидравлическом давлении.

Как обнаружил Буллер, причудливый и хрупкий навозник Coprinussterquilinus создает вертикальное давление силой около 250 граммов при диаметре ножки 5 миллиметров, поэтому неудивительно, что более крепкие виды ломают асфальт.

Ричард Скрейз Грибная ферма, Бат, Сомерсет, Великобритания


Неуязвимые муравьи

«Я с удивлением заметил, что из микроволновки муравьи выползают целыми и невредимыми, обычно успев прокатиться на моей кофейной кружке. Пока микроволновка работает, муравьи преспокойно бегают в ней. Как им удается выжить в таких условиях?»



Джудит Кеяли Дарвин, Северная территория, Австралия
Ответ очень прост. В обычной микроволновке волны проходят на некотором расстоянии друг от друга, потому что и этого достаточно для приготовления пищи. А муравьи такие маленькие, что легко уворачиваются от опасных лучей и остаются невредимыми.

Ли Янь Норидж, Норфолк, Великобритания
Муравьи пользуются тем, что внутри микроволновки образуются стоячие волны.

Поэтому в одних местах внутри микроволновки плотность энергии очень высокая, а в других — очень низкая. Для того и нужны поворотные диски, чтобы пища обрабатывалась равномерно.

Распределение стоячих волн можно выявить, если поставить в микроволновку неподвижный поднос с зефиром «маршмеллоу» и слегка подогреть его. Одни кусочки зефира поджарятся, другие нет. Но принцип распределения стоячих волн варьируется в зависимости от свойств и расположения веществ внутри микроволновки — например, для чашки с водой он будет другим.

Муравей воспринимает этот рисунок распределения волн как горячие или холодные зоны и выявляет очаги низкой плотности. Если муравей попадает в очаг высокой плотности энергии, соотношение площади поверхности тела к его объему позволяет охлаждаться быстрее, чем крупному предмету, а муравей тем временем ищет прохладное место.

Согласно общепринятому заблуждению, микроволновки слишком велики, чтобы нагревать мелкие предметы. Ошибочность этого мнения подтверждают химики, поскольку в работе они используют микроволновки. Некоторые виды катализаторов содержат частицы размером меньше микрона, впитывание которых происходит при микроволновой обработке. Эти частицы рассеяны в инертном вспомогательном веществе. Микроволновые печи способны нагревать только очень маленькие частицы катализатора.

А.Дж. Уитейкер Хериот, Бордерс, Великобритания
Вблизи металлической дверцы и стенок микроволновки концентрация энергии очень низка. Электромагнитные поля микроволновых печей ограничены проводящим металлом; точно так же амплитуда движений скакалки, один конец которой привязан к столбу, а другой вращает ребенок, у столба сходит почти на нет. Ползущий по скакалке муравей возле столба будет легко удерживаться на ней, а ближе к центру неизбежно свалится.

Это явление легко продемонстрировать: поместите в микроволновку два кусочка сливочного масла в двух полистироловых донышках от кофейных стаканов. Одно донышко поставьте на дно микроволновки, второе — на перевернутый толстостенный стакан. Не забудьте поставить в микроволновку и чашку с водой. При нагревании масло на стакане растает гораздо быстрее.



Чарльз Сойер Кэмптонвилл, Калифорния, США


А как же гнус?

«Почему мелкие мошки летают даже в сильный дождь, и капли не сбивают их?»



Л. Пелл Аффингтон, Оксфордшир, Великобритания
Падающая капля дождя создает впереди себя (т. е. под собой) крохотную волну давления. Этой волной мошкару относит в сторону, капля пролетает мимо. Хлопушки для мух специально делают с ячейками или отверстиями на поверхности, чтобы снизить силу волны давления, в противном случае мухи будут ускользать от хлопушки.

Алан Ли Эйлсбери, Бакингемшир, Великобритания
Мир мошкары не похож на наш. Из-за разницы в размерах можно сравнить столкновение дождевой капли и комара с наездом машины, движущейся с той же скоростью, что и дождевая капля (скорость — это не масштаб), на человека с плотностью, составляющей всего одну тысячную долю от обычной. В этом примере человека можно заменить тонким резиновым шаром той же формы и размера. Шар легко отскочит с дороги и лопнет только в том случае, если налетит на стену.

Том Нэш Шерборн, Дорсет, Великобритания


Полет шмеля

«Подруга уверяет, что объяснить, почему летает шмель, невозможно. Будто бы его полеты опровергают все законы физики. Это правда?»



Торбьерн Солбаккен Норвегия
Пресловутые полеты шмеля — классический пример бездумного подхода к приближениям. Дело в том, что некто попытался применить основное уравнение аэронавтики к шмелям. В уравнении тяга, необходимая для подъема в воздух предмета, приравнивается к массе этого предмета и площади поверхности его крыльев. В случае со шмелем получается огромная величина — такое усилие недостижимо для маленького существа. Уравнение якобы доказывает, что шмель не должен летать.

Однако уравнение было выведено для объектов с неподвижными крыльями, поэтому применять его к шмелю не следовало. Разумеется, если какое-либо явление нельзя описать формулой, выводы о нем можно делать на основании эмпирических наблюдений: если мы видим, что шмель летит, значит, он может летать.



Саймон Скейрл Лондон, Великобритания


Как закалять каштаны

«Однажды друг посоветовал мне перед боем запечь каштаны, чтобы они были крепче. А в детстве, помнится, говорили, что самые прочные каштаны — вымоченные в уксусе. Какой метод эффективнее и почему?»



По электронной почте, без имени и обратного адреса
Самый простой и эффективный метод — убрать каштаны в ящик до следующего года, тогда они затвердеют как следует. Но если не нанизать их на нитки, пока они еще молодые и мягкие, потом отверстия в них придется сверлить.

Мои дети и внуки играют каштанами еще из моего детства, некоторым более 50 лет. С такими каштанами они никогда не проигрывают.



Ф. Грисли Барри, Саут-Гламорган, Великобритания
Я участвую в боях на каштанах почти 50 лет и всегда вымачиваю их в уксусе. Получается настоящее орудие чемпиона. Этим методом я был доволен до тех пор, пока несколько лет назад меня не победил соперник, смазавший свой каштан кремом Oil of Olay. Очевидно, от крема его каштан стал более податливым и потому не пострадал от удара моего боевого каштана, вымоченного в уксусе.

Майкл Даттон Глостер, Великобритания
Сделать каштаны прочными не помогает ни запекание, ни вымачивание в уксусе. От запекания каштаны становятся ломкими и сваливаются с нитки от одного удара. Вымоченные каштаны гниют изнутри. Неэффективен и метод покрывания лаком, к тому же это жульничество легко распознать.

На самом деле для придания каштану прочности не требуется никакого вмешательства. Просто не пользуйтесь каштанами текущего сезона (бои каштанами обычно происходят осенью) — возьмите вместо них прошлогодние. Чем старше каштаны, тем они тверже. Такие каштаны легко отличить от остальных: кожура у них не глянцевая, а тусклая и темная, почти черная. И наконец, отверстие для нитки надо делать поменьше.



Ник Эйтчинсон Лонглевенс, Глостершир, Великобритания
Чтобы сделать каштан неуязвимым, надо либо дать ему полежать год после того, как найдете его, или, чтобы ускорить процесс, запечь каштан. Положите все каштаны на противень в духовку, разогретую до 120 °C, и подержите в ней примерно два часа.

Не оставляйте каштаны в духовке надолго, иначе ядра обуглятся и станут непрочными. Даже если от жара лопнет кожура, ядро все равно останется твердокаменным.

Вымачивать каштаны в уксусе не стоит. От уксуса кожура становится прочнее, но ядра размягчаются, и, если в кожуре образуется трещина, каштан быстро разобьется.

Патрик Уигг Лондон, Великобритания
Моего брата отстранили от школьного чемпионата по боям на каштанах за то, что он пропитал каштан эпоксидной смолой по вакуумно-нагнетательной технологии.

Дж. Макинтайр Болшем, Кембриджшир, Великобритания
У каждого любителя боев на каштанах есть свой непревзойденный способ делать каштаны крепкими. Споры об этих способах — неотъемлемая часть развлечения, поэтому вопрос остается открытым, а мы публикуем полностью противоречивые ответы на него. — Ред.
Меня заинтриговали споры о каштанах — насколько я понял, каштаны каким-то образом нанизывают на нитку. А что дальше делают британцы с каштанами? Подозреваю, что не едят.

Дженнифер Хольцман Северный Голливуд, Калифорния, США
Что это за бои на каштанах? Вроде боев на подушках, только оружием служат крепкие, словно каменные, каштаны? Нас, аборигенов из бывших колоний, не мешало бы просветить…

Джей Кангел По электронной почте, без обратного адреса
Оказывается, бои на каштанах — исключительно британское развлечение, поэтому мы сочли своим долгом рассказать о них читателям всего мира. Каштаны — твердые плоды дерева, которое называется конский каштан. Эти плоды собирают осенью, вынимают из игольчатой верхней оболочки и оставляют дозревать. Затем в каштане сверлят отверстие и продевают в него крепкую бечевку. Правила спортивных боев на каштанах довольно сложны, но школьники, а также те, кто вышел из школьного возраста, но так и не повзрослел, устраивают упрощенные бои между двумя соперниками с одним каштаном у каждого. Один боец держит каштан неподвижно на бечевке, а второй раскручивает свой каштан и пытается попасть по висящему каштану противника. Участники боев наносят удары по очереди до тех пор, пока один из каштанов не разобьется и не свалится с бечевки. Победителем считается тот, чей каштан остался целым. Естественно, чем крепче и тверже каштан, тем больше шансов на победу.

Вероятно, это еще одно, хотя и не обязательное, доказательство одержимости британцев эксцентричными и бессмысленными методами соперничества. — Ред.
Австралийская разновидность этой игры называется «косточки» (bullies), играют в нее так же, как англичане бьются на каштанах.

Мне известно, что в нее играли в 1900—1970-х годах на западе Нового Южного Уэльса и в Южной Австралии, пока не появились компьютеры TRS-80 и Commodore 64.

Истинные австралийцы, выросшие в буше, знают, что косточкой для игры называется плод дерева фузанус, или дикий персик. Это дерево-паразит часто встречается в австралийском буше, для развития ему требуется другое дерево. Дикий персик плодоносит ежегодно, давая кисловатые ярко-красные плоды диаметром до 40 миллиметров.

С давних времен плоды фузануса были любимым лакомством австралийцев. Из диких персиков варили джем, их добавляли в пироги, но лишь недавно начали выращивать для коммерческих целей. Косточка фузануса идеально круглая, с ямочками, как мяч для гольфа, диаметром около 20 миллиметров, с обязательным ядрышком внутри и твердая, как камень. Просверлить ее очень трудно, изготовление косточек для игры обычно дорого обходится отцовским дрелям.

Местные правила регулируют длину бечевки и размеры площадки для боя. Вопрос о принадлежности треснувших косточек не стоит: на моей памяти их всегда разбивали.

Тепловая обработка не нужна и нежелательна: для прорастания большинства семян и косточек растений австралийского буша нужны огонь и тепло, поэтому от нагревания косточка не становится крепче. Не знаю, насколько известен этот увлекательный спорт во всем мире, но я подумывал предложить его в качестве одного из видов для сиднейской Олимпиады 2000 года. Лично я поставил бы на косточки из колоний.



Джим Билле По электронной почте, из Австралии с гордостью


Форменное яйцо

«Почему большинство яиц имеют овальную форму?»



Макс Уирт Боунесс-он-Уиндермир, Камбрия, Великобритания
Яйца как правило имеют овальную форму по нескольким причинам. Во-первых, яйца такой формы плотнее укладываются в гнездо, между ними остается меньше заполненных воздухом пустот. В результате теряется меньше тепла, пространство внутри гнезда используется рациональнее. Во-вторых, когда яйцо катится, оно движется по кругу, в центр которого направлен заостренный конец. Это означает, что на относительно ровной поверхности яйцо вряд ли укатится далеко или выкатится из гнезда. В-третьих, яйцо такой формы птицам удобно откладывать (при условии, что яйцо выходит округлым концом вперед), в отличие от шаровидных яиц.

И наконец, самая важная причина заключается в том, что яйца удлиненно-овальной формы идеально умещаются в рюмки для яиц и специальные отверстия на дверце холодильника. Никакая другая форма для этого не годится.



Эдисон Вудхаус Бромли, Кент, Великобритания
Большинство яиц имеют овальную форму потому, что с углами или краями они были бы структурно слабее, к тому же птицам стало бы неудобно откладывать их. Сферические яйца были бы еще удобнее, но они могли бы выкатиться из гнезда, а это опасно, особенно если гнездо находится высоко в скалах. Большинство яиц катятся по кривой и останавливаются, с заостренным концом, направленным вверх, в сторону повышения уклона. Известно, что яйца птиц, гнездящихся на скалах, имеют более удлиненную овальную форму и потому катаются по узкой дуге.

Джон Юэн Уоргрейв, Беркшир, Великобритания
Яйцо приобретает свою окончательную форму в процессе откладывания. Оно проходит по яйцеводу благодаря перистальтике мышц, кольца которых поочередно расслабляются перед яйцом и сжимаются за ним.

В начале прохождения по яйцеводу яйцо мягкое и сферическое. От сокращения мышц за яйцом и постепенного уменьшения диаметра мышечных колец яйцо деформируется, вместо полусферического становится коническим, в то время как его передний конец остается полусферическим. Скорлупа постепенно известкуется, форма становится более определенной — в отличие от яиц рептилий, которые благодаря мягкой скорлупе могут вновь приобрести сферическую форму после откладывания.

Преимущества, связанные с укладыванием яиц в гнездо и с ограничением их качения, могли сыграть свою роль в процессе естественного отбора: выживали лишь те птицы, которые откладывали яйца овоидной формы (при условии, что эта особенность наследственная). Однако неизбежные следствия процесса откладывания оказали на форму яиц более заметное влияние, чем эволюция.

А. Макдермид-Гордон Сейл, Чешир, Великобритания


Птица высокого помета

«Местные птицы чаще всего клюют маленьких черных насекомых. Почему же помет у них такой белый и заметный, когда они гадят на меня с высоты?»



М. Роджерс Грейт-Хокхем, Норфолк, Великобритания
Многие ошибаются, считая белые испражнения птиц фекалиями.

На самом деле это птичья моча. Птицы выделяют не мочевину, а мочевую кислоту — нерастворимое вещество. Благодаря такой адаптации при мочеиспускании они не теряют воду и сохраняют необходимую мощность на единицу веса.



Гай Кокс Университет Сиднея, Австралия
Белое вещество, из которого состоят испражнения птиц и многих рептилий, это в действительности их моча.

Многие примитивные позвоночные выводят токсичные азотистые отходы напрямую, с помощью имеющейся в организме воды растворяя такие вещества, как аммиак.

Но с птицами и рептилиями, по крайней мере с ящерицами и змеями, помет которых мне часто случается видеть, дело обстоит иначе. По-видимому, в процессе эволюционной адаптации токсичные азотистые отходы организма стали преобразовываться в относительно нерастворимую массу. Это помогло им жить как на суше, так и в воде и даже занимать экологические ниши в районах со скудными запасами воды.

В таких нишах особенно важно обходиться без воды для растворения токсичных отходов и выведения их из организма, птицы и ящерицы решили эту проблему, выводя отходы в виде пасты, основа которой — нерастворимая и сравнительно нетоксичная мочевая кислота.

Интересно, что у птиц, потребляющих огромное количество грубой пищи, например у шотландских и белых куропаток, питающихся вереском, помет очень похож на фекалии морских свинок. Эти испражнения настолько обильны, что среди них лишь изредка попадаются белые пятна мочи.

Филип Годдард По электронной почте, без обратного адреса
Авторы предыдущих ответов упустили одно обстоятельство: птицы — яйцекладущие существа. Возможность выводить из организма нерастворимые выделения не имеет никакого отношения к «мощности на единицу веса» или способности занимать экологическую нишу, характеризующуюся нехваткой воды.

Эта возможность развилась потому, что жизнь всех птиц и многих рептилий начинается внутри яйца. Даже яйцекладущие амниоты, во взрослом состоянии живущие в воде, например пингвины и крокодилы, вынуждены переживать эту раннюю стадию развития, чтобы, находясь внутри яйца, не отравиться растворимыми в воде продуктами метаболизма.



Эрнофлур Торласиус Рейкьявик, Исландия
Птицы испражняются с большой высоты потому, что при низком полете попасть в цель слишком легко, даже неинтересно. А испражнения имеют белый цвет для того, чтобы с большой высоты было видно, куда и в кого они попали.

С. Б. Тейлор Кентербери, Кент, Великобритания


Красное или белое?

«Почему красное мясо красное, а белое мясо — белое? В чем разница между животными, у которых плоть окрашена по-разному?»



Том Уайтли Бат, Сомерсет, Великобритания
Красное мясо потому красное, что в мышечных волокнах, составляющих его, содержится много красных митохондрий и миоглобина. Миоглобин — белок, похожий на гемоглобин в красных кровяных клетках, который служит хранилищем для кислорода в мышечных волокнах.

Митохондрии — цитоплазматические структуры в клетках организмов, вырабатывающие с помощью кислорода аденозинтрифосфат — источник энергии для сокращения мышц. В отличие от красного мяса, мышечные волокна белого мяса содержат мало миоглобина и митохондрий.

Цвет мяса разных животных определяется соотношением мышечных волокон двух основных типов. Волокна красных мышц долго сохраняют работоспособность, а волокна белых быстро утомляются. У активных, быстро плавающих рыб вроде тунца большой процент красных мышц, обеспечивающих рыбам выносливость, а у менее подвижных рыб, например камбалы, мышцы преимущественно белые.

Тревор Ли Оксфорд, Великобритания
Цвет мяса зависит от концентрации миоглобина в мышечной ткани; при тепловой обработке он приобретает коричневую окраску.

Принято считать куриное мясо и индюшатину белыми, но мясо тех же птиц, выращенных в условиях свободного выгула, обычно бывает коричневым (особенно на голени). Дело в том, что при свободном выгуле птицы более подвижны и физически крепки, чем выращенные в клетках, и ограниченные в движении. Чем крепче птица, тем лучше мышечная респирация и выше содержание миоглобина в мышечной ткани. Следовательно, тем более темный цвет имеет мясо.

Вся говядина темного цвета, потому что коровы целый день пасутся на лугу. Свинина более светлая, потому что свиньи ленивы.

Т. Филтнесс Винчестер, Гемпшир, Великобритания


Перемена мест

«Выживут ли белые медведи, если переселить их в Антарктиду? А пингвины — в Арктике?»



Ричард Дэвис Суонси, Уэст-Гламорган, Великобритания
Скорее всего, белые медведи выживут в Антарктиде и на островах океана, окружающего ее, но могут уничтожить местную фауну. В Арктике белые медведи питаются в основном мясом тюленей, особенно детенышей, родившихся на плавучих льдинах или на берегу. Многочисленные различия в повадках арктических и антарктических тюленей, связанные с размножением, можно истолковать как результат адаптации к соседству с хищниками.

В Антарктиде белые медведи найдут множество птиц и млекопитающих, поедающих рыбу. Вероятно, самыми уязвимыми окажутся пингвины, потому что они не летают и выводятся на открытом пространстве; пингвинам крупных видов требуется несколько месяцев, чтобы вырастить одного птенца. Медведи могут бегать короткими рывками, но легко догонят толстого неповоротливого пингвиненка или отнимут яйцо у пингвина.

В Арктике белые медведи охотятся в основном у кромки берегового льда, где он достаточно толстый, чтобы выдержать их вес, но вместе с тем тонкий для того, чтобы тюлени проделывали в нем лунки для дыхания. На многочисленных островах у северного побережья Канады, Аляски и северо-запада Европы много мест, пригодных для обитания белых медведей. В Антарктиде холоднее, у побережья мало островов, поэтому медведи, вероятно, переберутся на более низкие широты океана, чем в Арктике.

Можно только надеяться, что никто не попытается осуществить идею, изложенную в вопросе. Привезенные извне хищники уничтожают местную фауну, не приспособленную к сосуществованию с ними. Так было с горностаями в Новой Зеландии, лисами и кошками в Австралии, крысами на многих изолированных островах.

Крупные массивные животные будут вытаптывать медленно растущие, не выдерживающие механического воздействия кусты и лишайники Антарктиды. К примеру, норвежские олени уничтожили многие аборигенные виды растений на Южной Георгии, острове в Атлантическом океане, куда этих оленей завезли 80 лет назад.

С.М. Понд Кафедра биологических наук, Открытый университет Милтон Кейнс, Бакингемшир, Великобритания
Насколько мне известно, никому еще не приходила в голову такая глупость, как переселение белых медведей в Антарктиду, но были предприняты по крайней мере две практические попытки поселить пингвинов в Арктике.

Первоначально пингвинами называли бескрылых гагарок (Pinguinus impennis), которые когда-то во множестве водились на северных берегах Атлантического океана. Эти птицы не имели никакого отношения к пингвинам Южного полушария, но очень походили на них внешне и занимали ту же экологическую нишу, что и пингвины, особенно королевские пингвины субантарктических областей.

При любой попытке привезти куда-либо новый, реаборигенный вид следует позаботиться о том, чтобы на новом месте для него уже существовала подходящая экологическая ниша, притом свободная. Экологические ниши, занимаемые пингвинами на юге, на севере в основном занимают гагарки. Но истребление больших гагарок в середине XIX века голодными моряками китобойных судов создало не только свободную нишу, в которую могли бы аккуратно вписаться крупные пингвины, но и потенциальную экономическую потребность в жирном мясе и богатых белком яйцах пингвинов.

Вероятно, именно экономические возможности привели к двум попыткам переселить пингвинов в норвежские воды в конце 30-х годов XX века. Первую предпринял Карл Шойен из Норвежского общества охраны природы, который в октябре 1936 года выпустил группы из девяти королевских пингвинов на Реете, Лофотене, Гисваере и Финнмарке. Через два года Национальная федерация по охране природы в ходе столь же стихийной операции в тех же районах выпустила несколько золотоволосых и очковых пингвинов, несмотря на то что эти небольшие птицы рисковали стать непосредственными конкурентами гагарок и других аборигенных морских птиц.

Исход эксперимента оказался неудачным и для экспериментаторов, и в особенности для пингвинов. Одного из королевских пингвинов убила местная жительница, приняв его за демона, один золотоволосый в 1944 году погиб, запутавшись в рыболовной леске, но, судя по состоянию тушки, на новом месте ему жилось неплохо.

Вскоре стало ясно, что все попытки заполнить экологическую нишу, оставленную большими гагарками, провалились по той самой причине, по которой ниша опустела: крупные морские птицы не могли спокойно сосуществовать с такими хищниками, как люди. В настоящее время рост численности населения на юге угрожает пингвинам в их естественной среде обитания.



Адриан Джеффе Норидж, Норфолк, Великобритания


Чем пахнет?

«Почему у собак черные носы?»



Рейчел Колин, 11 лет Юдло, Квинсленд, Австралия
У подавляющего большинства собак действительно черные носы, но не у всех. Носы собак таких пород, как выжлец и веймарская гончая, по цвету подходят к шерсти — рыжей и серебристой соответственно, у щенков многих пород носы поначалу бывают розовыми и темнеют с возрастом. У меня была шотландская овчарка, ноздри которой изнутри остались розовыми до конца жизни.

Черный цвет защищает носы собак от солнечных ожогов. Остальное тело защищено шерстью, а носы, будь они светлыми, целыми днями были бы открыты солнечным лучам. Собакам с розовыми носами, бесшерстным породам и собакам с очень редкой шерстью на ушах требуется защита от солнца, как и людям на открытом воздухе, иначе собаки рискуют получить ожоги или заболеть раком.

Вдобавок многие собаководы давно решили, что для большинства пород единственный приемлемый цвет носа — черный. Это решение было принято в основном из эстетических соображений, однако оно до сих пор действует в качестве критерия отбора для заводчиков породистых собак. Таким образом человек руководит процессом эволюции, в котором уже давно наметилась естественная тенденция к преобладанию черных носов.

Джулия Экклар Траффорд, Пенсильвания, США
Черная кожа собачьего носа содержит пигмент меланин в его темно-коричневой и черной эумеланиновой формах. Клетки меланоциты, которые вырабатывают пигмент, хранят его в клетках кожи, под воздействием солнца темнеющей еще сильнее. Меланин в клетках кожи защищает клеточную ДНК от мутаций, вызванных ультрафиолетовым излучением солнца.

Джон Ричфилд Сомерсет Уэст, Южная Африка


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница