36. Літаючі кальмари — це досить фантастичне і незабутнє видовище, як політ ракети. Образне порівняння кальмара з ракетою повністю виправдане. Чим можна пояснити здатність кальмарів до польоту?

Відповідь. Літають, щоправда, не всі кальмари, а лише деякі з них — приблизно 10 видів. Цікаво, що здатністю до польоту володіють лише невеликі особини, довжина яких не перевищує 20—25 см. Більш крупних жодного разу не знаходили на палубах кораблів, не спостерГгали у польоті. Можливо, що це не випадковий збіг, а певна закономірність. Як свідчать дослідження, співвідношення між вагою і довжиною тварин характеризується певною математичною залежністю, тобто для кожного виду тварин можна скласти рівняння і ви-

вести закон, якому це співвідношення підпорядковується. Загальний характер цієї залежності криволінійний. Вага зростає у багато разів швидше, ніж довжина. Мабуть, до якоїсь межі довжини загальна вага тіла тварини така, що в момент викидання струменю із лійки сила поштовху достатня для повітряного старту. У міру подальшого росту сила м’язів уже стає недостатньою для підняття тварини над водою.

Досить часто кальмари залітають на верхні поверхи океанських лайнерів. А для цього потрібно піднятися на 5—8 м. Відстані, які пролітають вони над поверхнею океану, вимірюються вже не метрами, а десятками метрів: 50—60 м — звична дальність їх польоту. Стрибки і польоти кальмарів спостерігали лише вночі, що безпосередньо пов’язано з їх способом життя.

Якою має бути початкова швидкість у момент стрибка? Чи можна її розрахувати? Інженер В. Сафронов, проаналізувавши дані біологів, які спостерігали кальмарів у польоті, дійшов висновку, що початкова швидкість стрибка досягає 70 км/год.

Здатність кальмарів до польотів, як і у летючих риб, виникла, очевидно, в процесі еволюції як пристосування, необхідне для порятунку від численних хижаків. Кальмар, якому вдалося вислизнути від переслідувача і який опустився на воду в іншому місці, десь через 30 м, стає недосяжним.

Кальмари ширяють у потоці повітря, широко розкинувши плавці, ніби спираючись на них. Розміри плавців літаючих цефалоподів в основному не змінюються. Початкова стартова сила, яка розвивається гідрореактивним рушієм, вірогідно, така велика, що тварина летить за інерцією.

Відомо, що швидкість плавання водних організмів залежить не лише від ступеня розвитку рушія, його здатності розвивати достатньо велику силу тяги. Важливу роль відіграє і форма тіла, яка має бути ідеально обтічною, щоб створити найменший опір. Якщо в повітрі можна інколи і знехтувати силами опору, то у воді це неприпустимо, тому що її щільність у 800 разів перевищує щільність повітря. Недарма всі гарні плавці (кальмари, риби, дельфіни, кити) мають сильно витягнуте гладеньке тіло.

37. Відомо, що у донних восьминогів є пелагічні родичі, які населяють товщу води. Як вони влаштовані? у чому їх відмінність?

Відповідь. Усі тканини у восьминогів сильно просякнуті водою і прозорі, тому їх легко переплутати з медузами. Така схожість зовсім не випадкова. З одного боку, жалкі медузи достатньо добре себе зарекомендували як істоти, з якими краще не мати справу, а з іншої — обводнення, «полегшення» тканин створює додаткову плавучість. Крім плавців, у пелагічних восьминогів сильно розростається зонтик, завдяки чому вони можуть «мандрувати» в океані. Особливо великий зонтик у глибоководних пелагічних восьминогів. Його краї розростаються так широко, що досягають кінчиків «рук», і восьминіг збоку схожий на лісового гриба. Ось тільки шляпка в цього гриба не проста — вона то відкривається, то закривається.

Зонтик восьминогів дуже нагадує дзвін медуз. І влаштовані вони багато в чому однаково: під час розкриття зонтика вода заповнює простір між «руками». Щоб відштовхнутися, воду потрібно викинути. Восьминіг так і робить. Чергування періодів заповнення зонтика водою та виштовхування її назовні і становить процес плавання пелагічних восьминогів.

Із точки зору фізики подібна будова зонтика досить зрозуміла і має пояснення: згідно із другим законом механіки, імпульс сили прямо пропорційний величині зміни кількості руху. Іншими словами, чим більша ємність зонтика, тим сильніший поштовх.

Зонтик як ручний гідрореактивний рушій значно примітивніший за мантійно-лійковий апарат кальмарів. Перш за все, відсутнє сопло — основна частина будь-якого реактивного двигуна. Можна припустити, що втрата зонтиком локомоторних якостей пов’язана з особливостями харчування пелагічних восьминогів. Вони поїдають в основному дрібний зоопланктон, що населяє товщу води. А спіймати планктон нелегко, для цього потрібна своєрідна сітка з дуже мілкими комірками. У восьминогів їжа, перш ніж потрапити до рота, вловлюється зонтиком — адже ротовий отвір розміщений у центрі зонтика. Таким чином, зонтик восьминогів — це не лише орган руху, але й «ловильна сітка».

38. Відомо, що густина води перевищує густину повітря у 755 разів. Для водних мешканців це дуже зручно: вони живуть ніби в невагомості і, на відміну від мешканців суходолу, не витрачають багато енергії для подолання сили ваги. Проте разом із густиною середовища неминуче зростає і лобовий опір, що діє на тіло, яке рухається в цьому середовищі. Якщо птах, літаючи у повітрі, має насамперед подолати силу ваги, то для риби, яка пливе, головне — подолати лобовий опір. Як риби долають лобовий опір?

Відповідь. Більшість риб використовує для плавання бокові хвилеподібні вигини тіла — обернений назад бік кожного вигину ніби відштовхується від води і просуває тіло вперед. При цьому в русі беруть участь бокові поверхні всього тіла. Такий спосіб плавання має достатньо високий коефіцієнт корисної дії (як у гребного гвинта корабля), але не дає змоги досягти високих швидкостей через те, що 8-подібне вигнуте тіло зустрічає лобовий опір води. Тому багато риб здійснюють коливальні рухи задньою частиною тіла, а кращі плавці (скумбрія, тунець) працюють лише хвостовим стеблом та хвостовим плавцем. За такого способу плавання на рух витрачається більше енергії, проте знижується лобовий опір. Так, збільшуючи частоту рухів хвостового плавця, риба може розвивати високу швидкість.

Переважно більшість риб переміщається зі швидкістю 2—6 км/год, хоча, кидаючись на здобич або тікаючи від хижака, вони можуть рухатися значно швидше. Із швидкістю ЗО—40 км/год плавають найшвидші серед акул — тигрова й блакитна. Зграї тунців зазвичай рухаються зі швидкістю 20—25 км/год, але здатні розігнатися до 70 км/год. Так, за деякими спостереженнями за меч-рибою, можна припустити, що вона здатна розігнатися до 110—130 км/год.

Деякі риби плавають, махаючи грудними плавцями або здійснюючи хвилеподібні рухи спинним та анальним плавцями. Досить незвичний спосіб руху в морської собачки. Ця невеличка риба має тверді, спрямовані назад колючки біля основи грудних і черевних плавців. Поперемінно спираючись ними об ґрунт, вона переміщується, як гусінь: то складаючись удвоє, то розпрямляючись.