kutatók felfedezték, mi teszi a cápa szinte lehetetlen, hogy kiugrik. Mérnöki képalkotó technika alkalmazásával a kutatók felfedezték, hogy mivel a cápa farka oldalról oldalra ingadozik, kétszer annyi vízsugarat hoz létre, mint más halak farka, kisimítja a tolóerőt, és valószínűleg hatékonyabbá teszi az úszást. A cápák ezt úgy teszik, hogy merevítik a farok közepét, egy olyan stratégiát, amelyet egy nap alkalmazhatnak a víz alatti járművekre teljesítményük javítása érdekében.,
“a szerzők meggyőző érvet tettek arra vonatkozóan, hogy az uszony izmai módosítják az uszony alakját és esetleg textúráját, hogy módosítsák az áramlást” – mondja Frank Fish, a Pennsylvaniai West Chester Egyetem biomechanikusa.
ahhoz, hogy a halak előre haladjanak, hátra kell tolniuk a vizet. A cápáknak pedig további teherük van: elsüllyednek, amikor abbahagyják az úszást, ezért állandó mozgásban kell lenniük. Annak érdekében, hogy létrehoz lift tartani midwater, a tetején a farok nyúlik távolabb vissza, mint az alsó, ami egy ferde mentén hátsó szélén., A legtöbb más hal farka lényegében szimmetrikus felülről lefelé.
kíváncsi, hogyan működik a cápa farka, a Harvard Egyetem biomechanikusa, Brooke Flammang megvizsgálta annak szerkezetét és funkcióját. 2005-ben felfedezett egy farokizmot, amely úgy tűnt, hogy sajátos időkben aktiválódik a farok oda-vissza lengése során. Az izom szerepének megértése érdekében úgy döntött, hogy részletesen nyomon követi, hogy a cápa hogyan tolja hátra a vizet.
ehhez a kutatók általában sok apró részecskét helyeznek a vízbe. Ahogy a farok ingadozik, a víz mozog, és magával rántja a részecskéket., A részecskék visszaverik a villogó lézerek fényét, így nagy sebességű kamerákkal nyomon követhetők. A számítógépes program használja a képeket, hogy képeket készítsen a víz áramlásáról. A vízsugarakat nehéz látni, de ezek a fúvókák gyűrűket vagy víz örvényeket hoznak létre, amelyek hasonlítanak a füstgyűrűkre, és könnyen észlelhetők.
Ez a képalkotó technika általában két kamerát alkalmaz a részecskék vízszintes és függőleges irányú nyomon követésére, és ezen adatok alapján a kutatók becslése szerint a részecskék hogyan mozognak a harmadik dimenzió, mélység mentén., De Flammang közvetlenül akarta látni, hogy a részecskék hogyan mozognak három dimenzióban. Tehát egy fejlettebb képalkotó rendszert adaptált, amely három kamerát használ, amelyet eddig csak a hengerekről érkező vízáramlás tanulmányozására használtak, dugattyúkkal, amelyek generálják az erőt. “A mérnökök évek óta alkalmazzák ezt a technikát, de alkalmazása új a biológiában” – jegyzi meg Fish.
Flammang és kollégái két tüskés kutyahalat és két láncdoghalat teszteltek úgy, hogy állandó vízáramlású víztartályba helyezték őket, így a cápák a helyükön úsztak., Azt is nézte a víz áramlását jön le egy cápa “robot”, hogy volt egy rugalmas műanyag farok. (További információért lásd ezeket a videókat egy tüskés kutyahalak úszásáról és egy robot uszonyról.) A legtöbb hal minden farok végén vízgyűrűt hoz létre. A farok tolja a vizet, ahogy mozog az oldalra, majd elküldi a víz forogva el, ahogy megáll, hogy irányt változtasson. A cápákról azt hitték, hogy két gyűrűt hoznak létre, egy kicsi és egy nagy a farok alakja miatt, és ez történik a robot farokkal.,
de a valóságban egy cápa farka a második gyűrűről jobbra forog, amikor eléri az állat középvonalát, Flammang és kollégái a Proceedings of the Royal Society B December 22-i számában számolnak be arról, hogy a gyűrű nagyobb, és csatlakozik a farok végén keletkező gyűrűhöz. “Ez nagy előnyt jelent” – mondja Flammang. Ahelyett, hogy csak egy lökést kapna, amikor a farok eléri a kanyar mértékét, a cápa hozzáadta a tolóerőt. “Lehet, hogy lehetővé teszi az állat számára, hogy szinte folyamatos tolóerőt termeljen.,”Flammang úgy gondolja, hogy a cápa az általa jellemzett izomot használja, hogy merevítse a farok közepén, kissé megváltoztatva alakját, hogy eldobja az extra örvényt.
“a cápa még egy fokú kifinomultsággal rendelkezik” – mondja Michael Triantafyllou, a Cambridge-i Massachusetts Institute of Technology óceánmérnöke. “Az ilyen megfigyelések jobb terveket eredményezhetnek” a víz alatti járművek számára, megjegyzi, bár figyelmeztet arra, hogy az alakváltó alkatrészek tervezése “úgy tűnik, hogy bonyolítja a dolgokat.,”A Flammang azonban zavartalan:” szeretnék egy teljesen működő cápafarok modellt építeni, amely képes a merevségre.”