Животный мир гидросферы слишком многообразен, чтобы представилась возможность одновременного изучения скорости передвижения всех существ. По количеству проводимых исследований после дельфина на втором месте, пожалуй, стоит кальмар, который обладает сложным комплексом средств передвижения. Очень интересным обобщением работ, посвященных головоногим, является книга Г. В. Зуева [43]. Все большее внимание привлекает рыба-тунец, которая длительное время является объектом интенсивного промысла и только в последние годы заинтересовала ученых как объект бионического исследования механизмов биомеханики и биоэнергетики. В литературе были сообщения о том, что в отличие от других рыб тунец имеет температуру тела, превышающую температуру окружающей среды на 14°. Некоторые гидробиологи склонны связывать именно с этим обстоятельством (помимо выгодных гидродинамических форм тела) ряд преимуществ тунца как быстроходной рыбы, способной развивать скорость свыше 40 узлов (70 км/час). Действительно, сравнительно высокая температура тела приводит к ускорению протекания процессов пищеварения, к более высокой скорости передачи нервных импульсов в нервной системе обеспечения движения, к большей интенсивности сокращения мышечных волокон движительных механизмов.

Случилось так, что птицы Антарктиды – пингвины – не только стали объектом бионических исследований, но и прообразом уже созданных снегоходных машин типа «Пингвин». Гидробионические аспекты движения пингвинов пока остались вне рамок зрения исследователей. А ведь плавание пингвинов сравнимо по эффективности с плаванием дельфинов. Пингвины свободно проплывают под водой на довольно большие расстояния (десятки метров), прежде чем выныривают на поверхность для того, чтобы запастись воздухом. Плавая, пингвины пользуются крыльями как плавниками, хотя одновременно это напоминает стремительный полет. Они без труда обгоняют быстроходные корабли (точными данными о скорости хода пингвина под водой мы не располагаем).

Стая плывущих скатов (Phinoptera). Различные представители скатов имеют размеры от 30 см до 6 м и более. Вес отдельных особей превышает 5 т. Вместе с тем это прекрасные пловцы, поражающие исследователя изумительной способностью перемещаться в воде легко, грациозно, без всяких видимых усилий, напоминая своими плавными движениями парящих в небе птиц. У этих рыб много названий: манта, рыба-черт, морской дьявол и даже летучая мышь. Последнее связано с тем, что огромные манты – хорошие прыгуны. На большой скорости манта выскакивает из воды, взлетает на высоту в несколько метров и, пролетев несколько десятков метров, плавно, словно планер, опускается на поверхность воды. Достаточно очевидно, что механизм, обеспечивающий взлет многотонного тела в воздух, его планирование и приводнение, должен быть весьма сложным, гибким и совершенным. Mobula mobular, Manta bristis и другие представители скатов становятся достойными объектами тщательных бионических исследований.

Трудовая деятельность в гидросфере требует создания специальных орудий труда, приспособленных к специфичным условиям среды. Перед глазами внимательного исследователя подводного мира бесчисленное множество примеров, достойных подражания – разнообразные конструкции клешней, присосок, щупалец и т. д. Конечно, не всякий из увиденных механизмов может найти использование в технике. Например, по поверхности воды многих водоемов стремительно скользят многочисленные водяные клопы-водомерки, используя в качестве опоры пленку поверхностного натяжения воды. Более тяжелое тело не сможет использовать это явление – здесь количественные изменения (вес) приводят к изменению качества (исчезновение эффекта пленки поверхностного натяжения для больших тел). Но вот другой пример, о котором рассказывает Ж.И. Кусто. Во время одной из подводных погружений в ныряющем «блюдце» НБ-2 исследователи плыли над илистым дном. Вследствие неудачного маневра судно слегка задело грунт и взмученный ил стал образовывать медленно растущие серые облака, мешая проводить наблюдения. Исследователи еще обсуждали проблему, как надо плавать в придонном слое, чтобы не задевать ил днищем и не потревожить ил струей водомета судна, как перед их глазами стремительно проплыл длинный катран (или колючая акула Squalus acanthias, обычно 100–120 см длиной, у нас обитает в Черном, Баренцевом и дальневосточных морях). Акула промчалась в 2–3 см над дном и ничуть не потревожила ил. Ж.И. Кусто отмечает, что у катрана хвостовой плавник почти лишен нижней лопасти, и предполагает, что верхняя часть, сильно развитая, позволяет плыть так, что завихрения воды вниз не распространяются.

Число примеров может быть умножено. Следует указать на трудности бионического исследования конструктивных структур водных организмов. Основная трудность заключается в том, что в животном мире, в отличие от техники, чаще всего конструктивно совмещены двигатель и движитель, корпус и биомеханические механизмы движения. Системы биомеханики, биоэнергетики и биоуправления настолько тесно переплетаются, что их расчленение в ряде случаев встречает трудности принципиального характера. Более того, именно их теснейшая взаимосвязь, их органическая неразделенность и обеспечивают высочайший эффект работы – малые габариты, высокий коэффициент полезного действия, большую гибкость и надежность. Можно полагать, что наиболее плодотворными могут быть только такие бионические исследования, которые предполагают комплексное, взаимосвязанное изучение вопросов биомеханики, биоэнергетики и биокибернетики одновременно. Такие исследования практически очень трудно осуществить по ряду причин, в том числе и потому, что слишком объемной и неоднородной становится задача. Отдельные ее составные части предполагают проведение исследований на макроуровне: скелет, структура кожного покрова, работа сухожилий и мышц. Другие исследования ведутся на микроуровне: иннервация мышц нервными клетками и их окончаниями, структура сократительных белковых молекул мышц, внутриклеточные преобразователи химической энергии, мембранные эффекты поверхности клетки и внутриклеточных структур и т. д.

Предыдущая глава: Исследования подводных конструкций

Следующая глава: Особенности конструкций животного