Семья туристов в канадской гавани Steveston Harbor недавно получила удовольствие, когда дружелюбный на вид морской лев подкрался к ним в воде. Очаровательное животное подошло к краю пристани, и семья начала кормить его. Одна молодая девушка села, чтобы лучше выглядеть. Вот тогда угощение стало шоком: морской лев рванулся вверх и одним плавным движением схватил полный рот платья девушки и втянул ее в воду.
С девушкой все было в порядке - морской лев быстро отпустил ее, а другой мужчина благополучно вытащил ее из воды - но это было хорошим напоминанием о том, что морские львы знают, как маневрировать своими значительными телами в воде. Морские львы могут быть «укушены», признает Меган Левич, инженер-механик из Университета Джорджа Вашингтона. Но она думает, что тот в Steveston Harbor просто играл. «На самом деле он не кусал ее. Он просто втянул ее », - говорит она.
Левич изучает морских львов с нетрадиционной точки зрения: гидродинамика. Ее опыт не в поведении морских львов, а в том, как жидкости, такие как вода, текут и движутся. Как выясняется, многое из того, как морские львы управляют своей водной средой, можно почерпнуть, следуя тому, что происходит с водой вокруг них.
Если вы посмотрите видео о том, как морской лев тянет девушку в гавань Стевестона, вы увидите, что морской лев поднимается почти прямо из воды, не плывя вперед, чтобы набрать скорость. В том же движении он проходит мимо перил пристани, чтобы захватить полный рот платья девушки, прежде чем упасть обратно под поверхность. Неудивительно, что все были так удивлены; весь инцидент произошел в одно мгновение.
Левич говорит, что морские львы генерируют тягу, или движение вперед, объединяя свои передние плавники вместе большими, широкими движениями, называемыми «хлопками». Но если вы воображаете, что плавники объединяются с громким чмокающим звуком, подумайте еще раз. Когда морской лев «хлопает», он вытягивает ласты в стороны и сметает их вниз. Затем он подгоняет свои ласты к телу, образуя форму торпеды, которая легко скользит по воде.
Морской лев - единственное водное млекопитающее, которое плавает таким образом. Большинство пловцов - от тунца до двоюродного брата морского льва, тюленя - создают толчок задними концами своих тел, используя хвосты, чтобы пробиться сквозь воду. Но морские львы используют свои передние ласты. Более того, они очень хороши в этом. Один хлопок создает достаточно тяги, чтобы позволить морскому льву скользить по воде, оставляя его свободным, чтобы вращаться или катиться с очень небольшим дополнительным движением.
Морской лев в гавани Стевестона хлопал своими ластами, чтобы выпрыгнуть из воды? Даже после просмотра видео это трудно понять. «Слишком много неизвестного, чтобы сказать», - говорит Левич. «Какова глубина воды, из чего состоит морское дно» - это всего лишь несколько вещей, которые она должна знать, чтобы понять, как движется морской лев. Но это не значит, что в видео нечему учить нас о морских львах; Это не маленький подвиг, чтобы вырваться из воды и успешно схватить человека. «Это показывает, насколько они мощные и точные», - говорит Левич.
Еще одной проблемой для исследователей является то, что ласты морского льва скрыты от глаз в мутной воде. По словам Левичича, когда вы пытаетесь понять, как движется морской лев, первым делом нужно поймать его на подводную камеру. Вот почему она и ее команда исследователей часами снимали плененных морских львов в Национальном зоопарке Смитсоновского института, пытаясь снять четкие видеозаписи с аплодисментами животных, чтобы они могли изучить, как их ласты перемещаются от кадра к кадру. Два часа съемок обычно дают около двух или трех минут полезных кадров.
Левич (второй слева) и ее коллеги изучают робот-флиппер для морских львов, который используется для воспроизведения и изучения движений настоящего флиппера для морских львов. (Уильям Аткинс / Университет Джорджа Вашингтона) После захвата хлопка Левич и ее команда отмечают контур флиппера в каждом кадре, чтобы они могли отслеживать его положение в пространстве с течением времени. Для отслеживания одного хлопка требуется шесть часов работы, но усилия окупаются. Используя данные трекинга, исследователи создали трехмерные диаграммы хлопков с флиппером морского льва. В них вы можете видеть, что ласты морского льва крутятся, когда они хлопают.
Левич считает, что поворот может помочь собрать чашку воды перед морским львом и оттолкнуть его назад, чтобы морской лев мог стрелять вперед, так же, как это делает человек при плавании вольным стилем или брассом. Чтобы проверить свою идею дальше, она и ее команда создали робот-флиппер для морских львов. Они планируют использовать его для воспроизведения движений настоящего морского льва в лаборатории с меньшим резервуаром, что позволит им наблюдать за движением воды гораздо ближе, чем в большом резервуаре в зоопарке.
Хлопая и скользя, катясь и скручивая, морских львов трудно наблюдать за глазами, а тем более объяснить наукой. Левич - еще не выяснил, как именно морские львы манипулируют водой с помощью своих ласт, чтобы двигаться с такой ловкостью, но она приближается. Как выяснил журнал WIRED в 2015 году, разгадывание этой загадки может быть секретом помощи людям в создании незаметных автономных подводных лодок или других подводных аппаратов.
В то же время не забывайте держаться на расстоянии от любого морского льва, которого вы случайно увидите, иначе вас может удивить неприятный сюрприз.
Узнайте больше о морях с порталом Смитсоновского океана.
