«Техника-молодежи» 1966 г №12, вкл, с. 5


ЖИВЫЕ РАКЕТЫ

К

онструкции, созданные инженерами, интересно сравнивать с конструкциями живой природы. Грамотный инженер всегда следует законам природы, и различие в решениях определяется различием целей, материалов и условий работы. Но когда инженер начинает грешить против законов природы, неудачными конструкциями она заставляет его отказаться от заблуждений и принять свои выводы. Именно такая история и приключилась с гидрореактивными движителями. На протяжении десятков лет изобретатели всего мира связывали свои надежды на создание сверхскоростных кораблей с водометами — водяными реактивными движителями. Дело не ограничилось, конечно, только патентами. Многие из предложенных идей были реализованы. Но, увы, природа не пожелала оправдать изобретательских надежд, водометные суда не стали самыми быстроходными кораблями мира.

Природа повела бы себя крайне непоследовательно, если бы, оказавшись в роли конструктора, она отказалась бы от решений, которые навязала инженерам. Но этого не случилось, природа осталась верна самой себе. Реактивные животные отнюдь не самые быстроходные. А кратковременные спурты кальмаров и каракатиц, о которых так часто пишут в последнее время, объясняются скорее способностью их мышц мгновенно перегружаться, нежели достоинствами водометных движителей. Но животным, которым нужно универсальное устройство, пригодное и для передвижения, и для размывания грунта при поисках пищи, и для перекачивания воды во время выведения потомства, водометные движители незаменимы. О таких животных и рассказывается в этой статье.

КАЛЬМАРЫ, КАРАКАТИЦЫ, СПРУТЫ


П

озади головы у этих быстрых хищников выступает край мясистой мантии, которая образует вокруг «шеи» как бы воротник. На брюшной стороне под этот край можно просунуть палец, который попадет как бы «за пазуху» — в мантийную полость. На ее дне лежит пара перистых жабр, омываемых все время свежей водой, и открываются концевые протоки различных органов. У края мантии, на ее внутренней поверхности справа и слева хрящевые «запонки», устроенные подобно вышедшим из моды металлическим кнопкам на женских блузках. Вдавливанием их половинки можно «застегнуть», а рывком «отстегнуть». Между ними, из-под края мантии наружу, высовывается конус воронки — «сопла».

Сначала край мантии отстегивается, и под него вливается снаружи вода. Затем запонки «защелкиваются», а мышцы в стенке тела сжимаются. Вода из-под мантии может найти себе выход только через воронку. Обычно она направлена вперед, и животное отбрасывается толчком назад. Затем все повторяется по тем же фазам «зарядки» и «выстрела». Воронка может и отгибаться, направляя движение в любую сторону.

Чтобы по возможности увеличить скорость реактивных животных, природа позаботилась и об обтекаемости их тел. Наиболее совершенны в этом смысле обводы кальмара, у которого в момент выброса воды все щупальца складываются вместе.

Часто и быстро выстреливая воду из сопла воронки, кальмар наращивает скорость, а небольшие экземпляры, спасаясь от преследования, мчатся под углом в 45° к поверхности моря и выскакивают из воды. По наблюдениям С. Зернова, высота воздушных прыжков достигает 0,5 м. Пользуясь боковыми плавниками как стабилизаторами, кальмары иногда пролетают над водой до 40 м.

МЕДУЗЫ


М

 едузы тоже реактивные животные. Сдвигая края своего прозрачного колокола, они выталкивают из-под него воду вниз и несколько вбок, а сами отталкиваются в противоположную сторону. Так движутся сказочно красивые полярные медузы цианеи (автор наблюдал их в Баренцевом море), достигающие в диаметре 40 см, черноморские корпелоты. У мелких гидромедуз даже есть круговая оторочка, загнутая внутрь от края колокола — «зонтика», — так называемый «парус». Наподобие диафрагмы он суживает диаметр выталкиваемой струи, увеличивая ее скорость.

Таким образом, колокол медуз сокращается все время в двух направлениях: он делается то более плоским, раскрываясь так, что вода в него вливается; то более высоким и узким — в момент выталкивания воды. Интересно, что некоторые одноклеточные родственники ночесветок, обусловливающих свечение южных морей ночью, «пришли» независимо от медуз к такому же строению. У краспедотелла имеется даже «парус» по краю его единственной во всем теле клетки.

Среди тех же головоногих моллюсков есть виды, утерявшие способность выталкивать воду из воронки, так как она у них недоразвита. Но от реактивного движения они не отказались. Такова цирротаума. Зато у этого осьминога все щупальца связаны между собой перепонками, образующими колокол. Из-под него и выбрасывается струя, как если бы мы быстро раскрывали и складывали зонтик.



ГРЕБЕШКИ


О

 собенно интересно передвижение двустворчатых моллюсков из ряда гребешков. Их родичи величиной со спичечную коробку обитают и в Черном море. Эти моллюски обычно спокойно лежат на дне, разглядывая все окружающее своими ярко-зелеными глазами, лежащими по краю мантии, и держа круговую оборону и наблюдение. В минуту опасности они внезапно подскакивают, раскрывая и захлопывая створки, и, высоко подпрыгивая над дном, уносятся вскачь от врага. Интересно, что двигаются они открытым краем раковины вперед. Оказывается, их мантия имеет особую оторочку, направляющую струи воды к спине, к замку, где по обе стороны от хрящевой связки вода и выбрасывается. Лишь часть воды выходит, минуя оторочки, из-под свободного края раковины, отталкивая животное наискось вверх.



ЛИЧИНКИ СТРЕКОЗ


В

 пресных водоемах тоже можно найти реактивных животных. Так двигаются, если нужно спасаться, личинки многих стрекоз. В обычное время эти хищники, вяло перебирая ногами, шагают по дну или лазают по водяным растениям. Но вот появилась опасность. И тут они внезапно подскакивают и начинают двигаться толчками, головой вперед

Если подкрасить воду мелкотолченым углем, тушью или ликоподием, то становится заметной струя, выбрасываемая из заднего конуса прерывистыми толчками. Каждый такой выстрел продвигает насекомое на 5-10 см вперед, в зависимости от размеров личинки (1—5 см). Оказывается, вода выталкивается из задней кишки во время сжатия.

Эту струю можно хорошо видеть, если как раз в момент ее выталкивания поднять кончик брюшка личинки над поверхностью воды. Для этого крупную личинку стрекозы-коромысла следует поместить в большой плоский сосуд (кювету для проявления фотографий) со слоем воды в 2—3 см. В этом случае струя воды вылетит в воздух на 12—15 см.

Оказывается, при таком способе передвижения вода «заодно» промывает особые жабры, расположенные на внутренней стенке задней кишки, и убирает отходы организма. Таким образом, у личинок стрекоз, как и у головоногих, водомет был первоначально связан с дыханием и лишь позже стал использоваться как движитель.

Из хордовых животных по тому же принципу двигаются совершенно прозрачные сальпы. Наконец, многие рыбы, в том числе и пресноводные, производят толчки выходящими из-под жаберных крышек струями воды.

г. Брест

М. АСС, кандидат биологических наук