batrachospermum (batrachospermum) wrote,
batrachospermum
batrachospermum

Category:

Жирафы пьют с помощью поршневого насоса

Многие из вас видели жирафа и наверняка помнят его длиннющую шею, которая позволяет ему ловить пролетающих по небу вкусных птиц. Но всухомятку жевать пернатых не слишком полезно, нужно запивать водой. Однако водопады, из которых можно лакать стоя, в Африке не на каждом шагу встречаются, чаще – водопои, но тогда жирафу приходится нагибаться, раскорячив ноги… И как прикажете воде идти вверх в опущенную шею против гравитации?



Этим вопросом озадачились физики Филипп Байндер из Гавайского университета в Хило (США) и Дейл Тейлор из Кейптаунского университета (ЮАР). Поначалу они думали, что животные понижают давление воздуха в пищеводе и желудке, позволяя атмосферному давлению пропихивать жидкость в шею, как в гигантскую трубочку для коктейлей. Но расчеты показали, что жирафы не способны создать разницу давлений, необходимую для подъема воды от губ к плечам. В одном ветеринарном учебнике 1890 года они нашли фразу о том, что жвачные животные, такие как коровы и овцы, используют язык в качестве поршня, чтобы накачивать воду в пищевод. Поразмыслив, физики представили модель поршневого насоса, объясняющую питьевой процесс у жирафа.

В типичном поршневом насосе движение поршня создает разряжение в полости, и туда через один клапан засасывается жидкость. При обратном движении поршня этот клапан закрывается, но открывается второй, через который жидкость проталкивается в другой отдел. У жирафа первым клапаном служат губы, вторым – надгортанник в задней части ротовой полости, а поршень – это нижняя челюсть. Погружая губы в воду, жираф оттягивает челюсть, и в рот засасывается вода. Затем губы смыкаются, надгортанник расслабляется, и челюсть выталкивает воду в пищевод со скоростью 3 м/с – ее вполне достаточно, чтобы противостоять давлению воды, уже скопившейся в пищеводе.



По подсчетам ученых, всего в пищевод жирафа может поместиться около 5 литров воды. Чтобы их туда набрать, ему потребуется 17 поршневых циклов и 25 секунд питья. Но накачивать шею водой до предела, конечно, от жирафа никто не требует. Как только он сам решит, что насосал достаточно, он поднимает шею, и вода под действием гравитации и при поддержке перистальтики попадает в желудок, омывая пожеванных птах.

Теперь, узнав о встроенном насосе, вы больше никогда не сможете смотреть на жирафа по-прежнему. Осталось только подтвердить модель, просветив жирафа рентгеном во время питья, заодно и узнать, чем там в это время занимается его длиннющий язык. Вот только где взять такую большую рентген-машину и такого покладистого жирафа, который бы позволил себя облучить и не лягался?

По материалам: Inside Science. Иллюстрация: K. Vanderwall
Научная статья: The Physics Teacher (Binder & Taylor, 2015)
Tags: млекопитающие, физика
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments