Жираф пьет воду: Как пьют жирафы — Телеканал «Моя Планета»

Содержание

Как пьют жирафы — Телеканал «Моя Планета»

В Национальном парке Крюгера, ЮАР, показали, как жирафы, чей рост достигает 5,5 м, пьют воду.

На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации.

Почему мы не помним себя в младенчестве?

Пять причин, почему так происходит. Зачем стираются воспоминания, и можно ли увеличить объем памяти. Спросили у специалиста по гипнотерапии

Юлия Скопич

10 января 2023

52 444

Почему мы любим сладкое?

Мозг нас невольно обманывает

Юлия Скопич

9 января 2023

29 102

Почему животные видят в темноте, а мы — нет? И почему у кошки глаза горят?

Лайфхаки, которые изобрела природа, позволяют сумеречным животным многократно усиливать светочувствительность своих глаз

Юлия Скопич

9 января 2023

42 853

Замечательный Крендель: Московский зоопарк поделился смешным видео с росомахой

10 января 2023

В Якутии к концу недели обещают морозы до -65 ℃

10 января 2023

В Казанском зооботсаду шимпанзе раздают пледы — видео

10 января 2023

В башкирском селе правопорядок охраняет снежный сотрудник ГИБДД

10 января 2023

Топ-15 горнолыжных курортов Москвы и Подмосковья

Почему слоны боятся мышей

Животные Красной книги России

Аксолотль — чудо природы

Где растут фисташки

Как чума стала причиной прогресса

Нас на самом деле 8 миллиардов?

Жирафы пьют с помощью поршневого насоса

February 11th, 2016, 01:41 pm

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)

Как жирафы пьют воду?

(Inside Science) — Шея жирафа, полезная для доставания самых высоких листьев акации или для борьбы с потенциальными соперниками, имеет свои недостатки. Например, когда существо наклоняется, чтобы попить, оно должно расставить передние ноги и опустить голову на поверхность воды. Как жираф, самое высокое животное на земле, продвигает эту воду вверх по своей длинной шее, чтобы добраться до желудка, остается загадкой. Новое исследование предполагает, что секрет может заключаться в простом устройстве, известном как плунжерный насос.

Искра, которая зажгла это озарение, ударила Филиппа Биндера в прошлом году в Национальном парке Этоша в Намибии. Он сидел в туристическом автобусе и смотрел, как жираф пьет воду из ближайшей водопоя.

«Я подумал: «Вау, это странно. Набрать воду в такую длинную шею нелегко», — сказал он.

Биндер — физик из Гавайского университета в Хило, где он изучает нелинейную динамику и теорию хаоса и редко сталкивается с жирафами. Но находясь в творческом отпуске в Кейптаунском университете в Южной Африке, Биндер не мог выкинуть из головы образ измученного жаждой жирафа.

«Физики часто проявляют детское любопытство, чтобы узнать, почему вещи делают то, что они делают», сказал он. «Я просто хотел понять, как жирафы пьют. Это было просто весело».

Он заручился помощью Дейла Тейлора, физика из Кейптаунского университета, и они вдвоем приступили к накоплению деталей жирафа — длине шеи, объему пищевода, продолжительности типичных эпизодов питья — и поиску возможных механизмов поведения.

Еще о жирафах из Inside Science

Эти птицы спят, цепляясь за пах жирафа

Сначала исследователи думали, что животное может использовать свою шею как гигантскую соломинку для питья длиной 8 футов, снижая давление воздуха в пищеводе и желудке. и позволяя атмосферному давлению вытолкнуть жидкость вверх по пищеводу. Но они отказались от этой идеи после того, как подсчитали, что жирафы, вероятно, не в состоянии создать перепад давления, необходимый для подъема воды от губ к плечам.

Затем две подсказки указали им на плунжерные насосы: ветеринарный и медицинский учебник 1890 года, в котором говорилось, что жвачные животные, такие как коровы и овцы, используют свой язык как поршень, чтобы накачивать воду в пищевод, и видео на YouTube с крупным планом жирафа в Зоопарк Финикса в Аризоне пьет подозрительно помповым способом.

Изображение

Схема плунжерного насоса. Белые бабочки представляют собой открытые клапаны; черные закрыты.

Средства массовой информации

Предоставлено Учитель физики

Обычно плунжерный насос использует один ход для всасывания воды или других жидкостей в полость через один клапан, а затем еще один ход для выталкивания жидкости через второй клапан. Вариации насоса распространены в очистке сточных вод и нефтегазовой отрасли.

Но где жирафы хранят свои поршневые насосы?

В модели, предложенной исследователями, губы жирафа образуют один клапан «насоса», а надгортанник животного, расположенный в задней части рта, — другой. Для начала жираф погружает свои сморщенные губы в воду, а затем оттягивает челюсть, позволяя воде хлынуть в рот, сохраняя закрытым «клапан» надгортанника. Далее жираф сжимает губы, расслабляет надгортанник и качает челюстью так, чтобы захваченная вода выталкивалась в пищевод.

Изображение

Всасывающий ход втягивает жидкость в полость или рот, а выпускной ход выталкивает ее в пищевод.

Источники СМИ

Предоставлено Учителем физики

Цикл повторяется, все больше и больше воды попадает в пищевод. В какой-то момент жираф поднимает шею, и вода попадает ему в желудок благодаря гравитации и волнообразным мышечным сокращениям, известным как перистальтика.

Исследователи подсчитали, что жираф всасывает воду со скоростью около 6,7 миль в час — достаточно быстро, чтобы преодолеть давление воды, которая уже хранится в пищеводе, и не дать ей вырваться наружу.

Основываясь на размерах пищевода жирафа, исследователи подсчитали, что полный пищевод может вместить около 1,3 галлона. Дополнительные расчеты показали, что каждая помпа, вероятно, посылает в горло около 10 унций воды и что длительный эпизод питья продолжительностью около 25 секунд может включать до 17 циклов помпы. Таким образом, согласно исследованию Биндера и Тейлора, опубликованному в декабре в журнале The Physics Teacher 9, пересохший жираф почти наполнил бы свой пищевод до краев. 0034 .

«Это действительно хорошее наблюдение», — сказал Сунгван Юнг, биофизик из Технологического института Вирджинии, не участвовавший в исследовании. «Но чтобы точно знать, пьют ли жирафы таким образом, им нужно будет использовать рентгеновские лучи, чтобы заглянуть внутрь рта».

В прошлом Юнг и его коллеги использовали высокоскоростную фотосъемку и разработали модели, чтобы показать, как пьют другие животные, такие как кошки и собаки. По его словам, эти животные используют другую стратегию, чем жирафы или другие травоядные, такие как коровы и лошади. Вместо того, чтобы коснуться губами поверхности воды и открыть рот, кошки и собаки «вдвигают и высовывают язык и создают в воздухе водяной столб, который они кусают».

Рентгеновские лучи прояснили бы ситуацию и, возможно, показали бы, какую роль язык жирафа играет в этом процессе, если вообще играет, сказал Биндер. Но он сомневается, что многие люди захотят или смогут заручиться поддержкой длинноногого животного. «Кроме того, какой рентгеновский аппарат будет достаточно большим?»

Вместо этого он рассматривает возможность использования такой техники на более мелких целях, таких как козы, чтобы узнать, пьют ли они похожим образом. А пока, сказал Биндер, «я знаю, что никогда не буду смотреть на жирафа, как раньше».

«Меня всегда удивляло, как жирафы набирают воду по этой большой длинной трубе», — сказал Дэвид О’Коннор, эколог из зоопарка Сан-Диего, изучавший величественных существ в дикой природе. Но, по его словам, это лишь одна из многих загадок, окутывающих животных. «Мы даже не знаем наверняка, почему длинная шея развилась. Она точно не для питья».

Как жирафы пьют через свои смехотворно длинные шеи?

Перейти к основному содержанию

Daily Dodo
Rescue

Автор Sarah V Schweig

Опубликовано 03.02.2016 в 10:15

физик, который, находясь в творческом отпуске в Африке, решил раз и навсегда выяснить, как жирафы пьют воду.

Shutterstock

Биндер обычно изучает теорию хаоса. Но когда он увидел жирафа, пьющего из лужи в Намибии, он принялся за работу. «Физики часто проявляют детское любопытство, чтобы узнать, почему вещи делают то, что они делают», — сказал Биндер Inside Science о своем исследовании, опубликованном в декабре. «Я просто хотел понять, как жирафы пьют. Это было просто весело».

YouTube/Gian Luigi Concone

Dodo Shows

Этот браузер не поддерживает тег видео.YouTube/Gian Luigi Concone

Если вы на секунду задумаетесь об этом, вам покажется, что действие бросает вызов гравитации.

Shutterstock

Долговязому животному с длинной шеей приходится неуклюже наклоняться к водопою, а затем каким-то образом втягивать всю эту тяжелую воду вверх по шее и в тело.

Shutterstock

Биндер объединился с другим ученым, Дейлом Тейлором, и вместе они исключили теорию о том, что шея действует как соломинка для питья длиной 8 футов.

YouTube/Gian Luigi Concone

Этот браузер не поддерживает тег видео.YouTube/Gian Luigi Concone

Однако Биндеру и Тейлору не давало покоя любопытство, и в конце концов они пришли к теории, которая, казалось, имела смысл: у жирафов есть последовательность специальные насосы в шее, которые качают воду вверх. Согласно Inside Science:

[T] губы жирафа образуют один клапан «насоса», а надгортанник животного, расположенный в задней части рта, является другим. Для начала жираф погружает свои сморщенные губы в воду, а затем оттягивает челюсть, позволяя воде хлынуть в рот, при этом надгортанный «клапан» остается закрытым. Далее жираф сжимает губы и расслабляет надгортанник, затем качает челюстью так, чтобы захваченная вода выталкивалась в пищевод.

Shutterstock

Чтобы быть уверенным в том, что теория насосов верна, исследователям потребуется сделать рентгеновский снимок жирафа, что на самом деле является сложной задачей.