Pohyb vody tvaruje telo rýb

|

Výskumníci z Minnesotského technologického inštitútu zistili, že hydrodynamické prostredie, v ktorom žijú ryby, môže tvarovať ich telo a ovplyvniť štýl plávania.

Ak sa pozriete na obrys tela ryby, často z neho viete odhadnúť, aká je ryba rýchla. Telo tuniaka alebo makrely jasne ukazuje, že predbehnú rybky žijúce napríklad pri koralových útesoch. Ako sa však všetky tieto tvary rýb vyvinuli? Tvarovala ich hydrodynamika prostredia, v ktorom žili, alebo sa tak vyvinuli z iných dôvodov?

Fotis Sotiropoulos a Iman Borazjani vytvorili počítačovú rybu, aby mohli uskutočniť preteky hybridnej a skutočnej ryby, čím by zistili, aký vplyv na tvar a spôsob plávania rýb má prostredie.

Vytvorenie takejto ryby nebolo podľa slov vedcov vôbec jednoduché. „Pracovať sme na tom začali pred viac ako piatimi rokmi,“ povedal Sotiropoulos. „Bola to výzva, pretože sme nikdy v minulosti nesimulovali nič živé.“

Borazjani vysvetľuje, že hydrodynamické sily na plavca vplývajú rôzne na základe jeho veľkosti a rýchlosti. Ak vieme, že makrely a úhory pri plávaní vytvárajú iné hydrodynamické prostredie, môžeme simulovať tieto rozdielne prostredia zmenou frekvencie úderov chvosta a viskozity vody v počítačovej simulácii.

Vedci vytvorili dve počítačové makrely (jedna udierala chvostom ako skutočná makrela a druhá sa vlnila ako úhor) a dvoch úhorov (jeden sa správal normálne, druhý sa hýbal chvostom ako makrela) a postavili ich na štart. Sledovali, ako efektívne budú plávať.

Výsledky jasne ukázali, že ryby plávali efektívnejšie ak mali tvar tela a štýl prispôsobený ich rýchlosti. Je to dôkaz, že optimálny rozsah rýchlosti plávania rýb súvisí s hydrodynamickými silami, ktoré ovplyvňujú vývoj tvaru tela a štýlu pohybu.

„Z experimentu môžeme usudzovať, že plávanie skutočnej makrely a úhora je perfektne prispôsobené hydrodynamike prostredia, ktorú ním ovplyvňujú,“ povedal Sotiropoulos. Ich metódu možno použiť na výskum vplyvu prostredia tekutín aj na evolúciu iných organizmov a na vytvorenie robotov, ktoré by plávali vo vode rozličnou rýchlosťou alebo vo vode rozličnej viskozity.

originál článku