Как плавают креветки видео


Некоторые ракообразные, такие как креветки и лангусты, плавают с помощью ритмичных движений четырёх или пяти пар конечностей плеопод, похожих на небольшие вёсла.

Каждая нога сначала с силой толкает воду назад, а затем подгибается для снижения сопротивления и перемещается на исходную позицию. Частота таких движений может достигать десяти толчков в секунду. При этом конечности гребут не одновременно, а в строгой последовательности. Сначала толкается пара ног, расположенная ближе к хвосту, затем с задержкой в четверть цикла следующая и так далее. Со стороны это напоминает волны, идущие от хвоста к голове.

Группа американских учёных, состоящая из четырёх математиков и одного биолога, решила разобраться, почему в ходе естественного отбора ракообразные выбрали именно такой сложный стиль плавания. С помощью компьютерной модели, учитывающей динамику потоков жидкости, исследователи сравнили три способа гребли: синхронное перемещение всех ног одновременно, волнообразные движения от хвоста к голове и в обратном направлении.


"Когда я впервые начал думать обэтом способе плавания, мне казалось, что движения от головы к хвосту давали бы большее механическое преимущество, но моделирование показало, что это не так", — говорит соавтор работы Тимоти Льюис (Timothy Lewis) из Калифорнийского университета в Дэвисе.

Расчёты показали, что движения креветок и лангустов на 30% эффективнее синхронных гребков и более чем в три раза эффективнее движений, направленных от головы к хвосту.

Обнаружив, что ракообразные выбрали наиболее рациональный способ плавания, учёные решили внимательно изучить нервные цепи, которые управляют этим процессом.

"Каждое "весло" управляется парой нервных клеток, которые по очереди подавляют друг друга, — объясняет биолог Брайн Мюллони (Brian Mulloney). — Один нейрон контролирует толчок, другой — обратный ход. В результате получается ритмический пульс, похожий на метроном".

В свою очередь каждая пара таких метрономов определённым асимметричным образом подключена к нейронам следующего "весла". Математический анализ показал, что такая асинхронная связь идеально подходит, чтобы обеспечить задержку в четверть цикла, необходимую для наиболее эффективной гребли.

Таким образом, с помощью математических методов учёные продемонстрировали, как в ходе естественного отбора на уровне нейронных цепей организмы приобретают сложное поведение, позволяющее наиболее эффективно использовать энергию.


Подробнее с результатами работы можно познакомиться в статье, опубликованной в издании PNAS.

Также по теме:
Медузы на охоте используют стратегию суперкомпьютеров 
Над сохранением температуры роя пчёлы работают сообща 
Компьютерная модель раскрыла тайны эволюции древних организмов 
Задумчивость плодовых мушек указала на наличие у них интеллекта 
В США выловили уникального синего омара 
Осьминог не путается в ногах, потому что не думает о них 
Ракообразные Тихого океана начали поглощать пластик 

www.vesti.ru

Некоторые ракообразные, такие как креветки и лангусты, плавают с помощью ритмичных движений четырёх или пяти пар конечностей плеопод, похожих на небольшие вёсла.

 

Каждая нога сначала с силой толкает воду назад, а затем подгибается для снижения сопротивления и перемещается на исходную позицию. Частота таких движений может достигать десяти толчков в секунду. При этом конечности гребут не одновременно, а в строгой последовательности. Сначала толкается пара ног, расположенная ближе к хвосту, затем с задержкой в четверть цикла следующая и так далее. Со стороны это напоминает волны, идущие от хвоста к голове.

Группа американских учёных, состоящая из четырёх математиков и одного биолога, решила разобраться, почему в ходе естественного отбора ракообразные выбрали именно такой сложный стиль плавания. С помощью компьютерной модели, учитывающей динамику потоков жидкости, исследователи сравнили три способа гребли: синхронное перемещение всех ног одновременно, волнообразные движения от хвоста к голове и в обратном направлении.


"Когда я впервые начал думать обэтом способе плавания, мне казалось, что движения от головы к хвосту давали бы большее механическое преимущество, но моделирование показало, что это не так", — говорит соавтор работы Тимоти Льюис (Timothy Lewis) из Калифорнийского университета в Дэвисе.

Расчёты показали, что движения креветок и лангустов на 30% эффективнее синхронных гребков и более чем в три раза эффективнее движений, направленных от головы к хвосту.

Обнаружив, что ракообразные выбрали наиболее рациональный способ плавания, учёные решили внимательно изучить нервные цепи, которые управляют этим процессом.

"Каждое "весло" управляется парой нервных клеток, которые по очереди подавляют друг друга, — объясняет биолог Брайн Мюллони (Brian Mulloney). — Один нейрон контролирует толчок, другой — обратный ход. В результате получается ритмический пульс, похожий на метроном".

В свою очередь каждая пара таких метрономов определённым асимметричным образом подключена к нейронам следующего "весла". Математический анализ показал, что такая асинхронная связь идеально подходит, чтобы обеспечить задержку в четверть цикла, необходимую для наиболее эффективной гребли.


Таким образом, с помощью математических методов учёные продемонстрировали, как в ходе естественного отбора на уровне нейронных цепей организмы приобретают сложное поведение, позволяющее наиболее эффективно использовать энергию.

Подробнее с результатами работы можно познакомиться в статье, опубликованной в издании PNAS.

animalworld.com.ua

Что это за зверь — креветка?

Креветки — членистоногие животные, десятиногие ракообразные моллюски. Они в огромном количестве и разнообразии обитают в теплых и холодных морях по всему миру, также некоторые виды селятся в пресных водах, а отдельные — даже в аквариумах.

Только в российских морях на Дальнем Востоке насчитывается более ста видов креветок.

Креветки падальщики, хищники, чистильщики и санитары, как в природе, так и в аквариуме. Однако в основном не агрессивны (есть виды-исключения). Способны не просто на мирное соседство, но даже на симбиоз (взаимовыгодное сосуществование практикуется некоторыми разновидностями). Редко допускают каннибализм, живых сородичей будут употреблять в пищу только при особо стрессовой ситуации или движимые чрезмерно сильным чувством голода.

Издают и воспринимают ультразвук.

Имеют оптикосуперпозиционные фасеточные органы зрения — глаза состоят из множества шестигранных сегментов — омматидиев. Воспринимают изображение без деталей, зато могут улавливать быстрое мелькание (эта способность в десять раз выше человеческой) и ультрафиолетовое излучение, что помогает лучше ориентироваться в пространстве.

Для дыхания используют жабры.

Ведут очень активный образ жизни — много передвигаются.

Все способы передвижения


Ноги у креветок — это большая часть функциональных частей тела — несколько пар видоизменились в процессе эволюции, а часть остались ходильными и плавательными. Так что в пресной воде или в море креветки как плавают, так и ползают.

Из ног у них образовались многие органы: половые (первая брюшная пара у самцов), частично пищеварительные (они же играют роль оружия) — 3 грудные пары ногочелюстей.

Оставшиеся пять грудных — ходильные ноги.

Брюшные 5 пар называются плеоподами. Они работают в качестве весел, помогают креветке плавать, и как аппарат для вынашивания потомства функционируют у самок в соответствующий период.

Учитывая количество перемещений креветок по дну, всевозможным растениям и толще воды в процессе жизнедеятельности, не удивительно, что органы передвижения достигли максимальной эффективности в процессе формирования этих животных.

Как плавают креветки

Креветки гребут брюшными ногами-веслами, но не одновременно, а задействуя пары по очереди, от задних к передним. Получается волнообразное движение плеоподов с интервалом в четверть цикла между активизацией каждой пары ног.


Особенности передвижения креветок в воде привлекли внимание ученых. Причем не только зоологов. Специальная группа, состоящая только из одного биолога и четырех математиков, используя компьютерное моделирование, проводила расчет эффективности своеобразного способа плавания ракообразных в сравнении с некоторыми другими, пользоваться которыми креветкам позволяет строение тела.

Оказалось, что то, как плавают креветки — максимально эффективно.

Если бы они гребли одновременно всеми ногами — коэффициент полезного действия в сравнении с имеющимся способом был бы ниже на треть, а если бы волнообразное движение ног шло от головы к хвосту — то в три раза.

Для осуществления такой сложной схемы у креветок существуют по две нервные клетки для контроля движения каждого плеопода — одна заставляет ногу делать толчок, другая — возвращает конечность обратно.

Со следующей парой «весел» эти нейроны имеют нервную связь, обеспечивающую именно ту ритмичность в четверть цикла, которая делает плавание подобных членистоногих наиболее эффективным.

Особенности и отличия

Креветки относятся к немногим членистоногим, меняющим панцирь — они практикуют линьку. Причем самка обычно переодевается перед спариванием.

Во время линьки восстанавливаются конечности, которые были повреждены или утрачены — у молодых быстрее, у более взрослых на это может уйти несколько линек.


Свободолюбивые креветки, обитающие в холодных водах, не поддаются искусственному размножению. Живут и плодятся только в естественной среде обитания.

Имеют зрение, обоняние, осязание и «химическое чувство».

Некоторые разновидности способны менять пол на протяжении жизни — такая особенность называется «протандрический гермафродитизм».

Определенные виды способны воспринимать еще и инфракрасные лучи. Например, креветка-богомол видит в четыре раза больше цветов, чем человек.

Особенный среди особенных

Все та же креветка или рак-богомол отличается полным бесстрашием и бешеным темпераментом при 10 сантиметрах в длину. Мало того, что он ведет себя как хочет, нападая на все вокруг, бьет клешнями со скоростью около 80 км/час и силой в 2,5 тысячи раз превышающую вес самого моллюска, он еще и создает ударную волну высокой температуры. Попросту, взрывает тех, кто попадается на пути.

Креветки-богомолы способны растить потомство парами или разделить детей и разойтись.

Невероятно красивы — имеют яркую, разноцветную, местами светящуюся окраску.

Очень опасны. Прозваны «взрывателями пальцев» и «креветками-убийцами». Чтобы познакомиться с ними и посмотреть, как плавают креветки, под воду лучше не опускаться — намного безопаснее оценить это зрелище при просмотре видеозаписи.

fb.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.