Чому нічні комахи літають навколо лампи?
Нічні комахи під час польотів орієнтуються на місяць і зірки. Ці
джерела світла знаходяться далеко від Землі, і промені, які вони
випромінюють, практично паралельні. Щоб летіти по прямій, комаха
витримує постійний кут між вектором свого руху і напрямом на світило. А
промені світла від штучних джерел розходяться у всі сторони. Тому,
витримуючи по відношенню до них постійний кут, комаха летить не по
прямій, а по логарифмічній (ізогональній) спіралі.
Якщо спіраль перетинає промені під гострим кутом, вона буде
стягуватись до джерела світла, якщо під тупим – розходитись. Якщо кут
прямий, то спіраль виродиться в коло. Дійсно, простеживши за польотом
комах, можна помітити, що зазвичай вони летять не прямо до джерела
світла, а наближаються до нього по збіжній спіралі або літають колами.
Насправді комахи намагаються рухатись прямо, але закони геометричної
оптики утримують їх біля лампи. Іноді, правда, вони різко звертають
убік, але і новий напрямок знову закручується в спіраль. Якщо комаха
обрала курс під кутом більше прямого, то вона полетить по розбіжній
спіралі, поки не загубить джерело світла. Таких
метеликів ми біля ламп не спостерігаємо.
Чому птахи не падають, коли сплять на гілці?
Зазвичай під час відпочинку тварини приймають позу, в якій вони
можуть максимально розслабити м'язи. Але для більшості птахів спокійний
сон, навпаки, можливий лише при напруженні м'язів ніг, які допомагають
їм стійко, не втрачаючи рівноваги, сидіти на гілці або жердинці. Ці
м'язи довгими сухожиллями з'єднані з пальцями. Коли птах сідає, м'язи
скорочуються, сухожилля натягується і пальці стискаються. Під час сну
птах не може випрямити ноги (уві сні його тіло нерухоме), тому пальці не
випускають опору. Прокидаючись, він піднімає тіло, сухожилля
розслабляються, і замок «розмикається». Птахи, які сплять стоячи у воді
(наприклад, фламінго або чаплі), часто підбирають уві сні одну ногу. Так
вони віддають воді менше тепла і довше зберігають оптимальну
температуру тіла. Втім, сон стоячки не єдиний спосіб відпочинку для
птахів. Лелеки під час перельотів примудряються по черзі спати прямо на
льоту. А темний крячок, покинувши гніздо, може декілька років без зупину
літати над морем: ноги у нього не пристосовані до посадки на воду, він
на бриючому польоті ловить водних комах і рибку, і спить, що
називається, «на крилі».
Чому риби не замерзають у крижаній воді?
Риби – істоти холоднокровні, тобто температура їх тіла дорівнює
температурі навколишнього середовища. Між тим в найближчій до Південного
полюса частині Світового океану – протоці Макмердо – температура води
опускається деколи нижче –2°С. При цьому полярні види риб не
перетворюються на шматок льоду: вони виробляють глікопротеїни – особливі
білки, які були виявлені в крові риб в середині минулого століття. Це
дуже ефективні кріопротектори: вони гальмують процес замерзання рідини в
200-300 разів краще, ніж, наприклад, звичайна сіль, яку кладуть у воду,
щоб вона не замерзала. До останнього часу вважалось, що глікопротеїни
зв'язуються з однією з граней кристалу льоду, який зароджується в
клітині, і гальмують його ріст. Проте недавні дослідження показали, що
вони впливають на молекули води, так би мовити, на відстані. За
присутності глікопротеїнів рух молекул у водному розчині стає менш
хаотичним і вони гірше зв'язуються одна з одною в кристалічну решітку.
За ефективністю глікопротеїни перевершують антифризи. Ймовірно, цим і
пояснюється, що суто біологічні дослідження фінансував концерн
Volkswagen, зацікавлений в отриманні нових матеріалів для автомобільної
промисловості.
Де знаходиться пупок у кенгуру?
Пупок являє собою рубець, який залишається на тілі новонародженого
після видалення пуповини – судинного тяжа, який з'єднує кровоносну
систему плоду з плацентою. Плацента – це оболонка плоду, яка тісно
прилягає до стінок матки. Через них в плаценту надходять кисень і
поживні речовини, які переносяться кров'ю в тіло плоду і забезпечують
його розвиток. У зворотному напрямку виводяться продукти обміну.
Плаценту має переважна більшість видів сучасних ссавців. Але кенгуру
відноситься до меншості – до інфракласу сумчастих. У цих тварин зародок,
який розвивається в матці, майже не пов'язаний з її стінками і отримує
живлення тільки за рахунок пасивного проникнення речовин. З ростом
зародка такий спосіб постачання стає неефективним. Тому сумчасті
народжують маленьких недорозвинених дитинчат – фактично ембріонів. Тим
не менш ці крихітні істоти самостійно добираються по материнській шерсті
до сумки, де і протікає їх подальший розвиток. Оскільки у кенгуру немає
плаценти, то у кенгуреня немає і пуповини, а якщо немає пуповини, то і
пупку нізвідки взятись.
Чому панцир черепахи складається з шестикутників?
Черепахи ростуть, і їх панцир повинен збільшуватись разом з ними,
причому рівномірно по всій площі. Тому черепашачий панцир формується з
окремих, щільно підігнаних одна до одної, як дощечки паркету, пластинок,
які при цьому зберігають здатність приростати по краях. Якби пластинки
могли рівномірно рости на всі боки, вони б мали форму кіл. Однак кола не
можуть щільно прилягати одне до одного, між ними неминуче будуть
залишатись просвіти. Існує не так вже багато плоских фігур, якими можна
заповнити поверхню без зазорів і перекриттів. Найпростіші – три
правильних багатокутника: трикутник, квадрат і шестикутник. Зростаюча
ділянка навряд чи може зберігати форму квадрата або рівностороннього
трикутника: формоутворення відбувається шляхом поділу і міграції клітин,
а клітини «не вміють» вимірювати кути і відраховувати відстані. У цьому
відношенні шестикутники – найзручніші з фігур, здатних заповнити
поверхню: їх форма ближче всього до кола. Вони і складають основу
панцира, а пластини, які приростають з боків, «підганяються» до них так,
щоб панцир мав рівний край.
Чому павук не плутається у своїй павутині?
Нога павука, збільшена в 287 разів. Павук знімає з павутини клей,
пропускаючи нитку між «гаком» (1) і волосками (2). По твердим поверхням
він пересувається за допомогою «кігтиків» (3)
Павуки здатні випускати різні види павутини, проте їх ловчі тенета
зазвичай складаються з волокон двох типів. Основа павутиння – туго
натягнуті міцні нитки. Вони не липкі, саме по них, як правило, і
пересувається павук. Проміжки між цими нитками заткані більш тонкими,
ледь провисаючими «снастями». Вони-то і вкриті липкою речовиною, до якої
може приклеїтись необережна жертва. Між тим при необхідності павук може
пересуватись і по клейким ниткам, не прилипаючи до них. Механізм цього
явища недавно був розкритий німецькими вченими, які скористались
швидкісною мікровідеозйомкою. Як відомо, ноги павука вкриті короткими
волосками. Так от, виявилось, що всякий раз, коли павук ставить ногу на
клейку нитку, волоски на ногах акуратно знімають з павутини
мікроскопічні крапельки клею. Поки нога павука спочиває на нитці,
крапельки залишаються висіти на волосках. А коли він прибирає ногу зі
знеклеєної ділянки, волоски ковзають по нитці і знову вішають на неї
липкі краплини. Спеціальна речовина, яка покриває ноги павука, зменшує
їх зчеплення з клеєм, додатково страхуючи від прилипання.
Чому одні гібриди безплідні, а інші ні?
В неволі народжуються плодовиті гібриди
лева і
тигриці (лігри), але гібриди левів і
леопардів безплідні
Нові види живих істот виникають шляхом розділення вихідного виду на
два. Якщо види, які розділяються, продовжують мешкати на одній
території, то для подальшого відособленого розвитку їм необхідно уникати
міжвидового схрещування. Для цього існують спеціальні природні
механізми, які виникають в процесі природного відбору. Один з
найнадійніших – генетична несумісність. Наприклад, якщо розділені види
відрізняються за числом і структурою хромосом, то у їх гібрида частина
хромосом виявиться «непарними» і вони не зможуть вступити в обмін
ділянками, без якого неможливе дозрівання статевих клітин. Саме завдяки
наявності такого механізму безплідні гібриди коня і осла (мули та
лошаки), вівці і кози, інших тварин. Але в тих випадках, коли близькі
види в природі не зустрічаються один з одним, механізми ізоляції не
виникають і тварини можуть зберігати здатність до гібридизації. Отримані
в неволі помісі зубрів і бізонів – зубробізони – успішно приносять
потомство як при розведенні «всередині себе», так і при схрещуванні з
будь-яким з вихідних видів. В природі, однак, зубробізони не
народжуються, так як зубри і бізони мешкають на різних континентах.
Кров може бути зеленою
У знайденої в Камбоджі жаби Chiromantis samkosensis прозора шкіра,
через яку просвічує зелена кров. Це дозволяє їй залишатись непомітною в
тропічних заростях
Червоний колір крові дає гемоглобін – пігмент, який переносить
кисень. Але багато безхребетних використовують для переносу кисню не
гемоглобін, а інші пігменти, «робочу частину» яких складають іони різних
металів. Зокрема, кров багатьох молюсків, членистоногих і деяких інших
тварин містить гемоціанін – пігмент з іоном міді. Найчастіше ця сполука
робить кров синьою, а іноді (наприклад, у каракатиць) синювато-зеленою.
Зелену кров має і один з видів жаб, виявлений в Камбоджі. Це пов'язано з
пігментом білівердином. Він утворюється в печінці (в тому числі людини)
як проміжний продукт розпаду гемоглобіну, і саме він дає зелений колір
жовчі. Однак у жаби, на відміну від нас, він не виводиться з жовчю через
кишечник, а надходить назад в кров. Буває зелена кров і у людини. Це
трапляється вкрай рідко, при надлишку сполук сірки в крові (наприклад, в
результаті зловживання ліками, які містять цей елемент). Сірка легко
зв'язується з гемоглобіном. Отримана сполука сульфогемоглобін надає
крові темно-зеленого, як шкірка авокадо, кольору. Як правило, самих
власників зеленої крові це не турбує.
Навіщо зайцю великі вуха?
Довгі заячі вуха – це не лише органи слуху, але й радіатори
охолодження. Зайцю, щоб врятуватись від хижаків, доводиться часто і
багато бігати, так що «охолоджуючий пристрій» йому потрібен потужний.
Якби він скидав зайве тепло тільки за допомогою потовиділення, то
витрачав би багато води. А охолодження за рахунок теплообміну дозволяє
йому виживати в посушливих місцях і на бідних кормах на зразок деревної
кори. На вухах під самою шкірою у цих звірків проходять судини, просвіт
яких регулюється в широких межах. Коли зайцю потрібно скинути тепло,
вушні артерії працюють на повну потужність, коли потрібно поберегти –
просвіт звужується майже до повного їх перекриття. Чим жаркіший клімат,
тим більше тепла організму потрібно розсіювати, тому найбільш вухаті
зайці – південні. Довжина їх вух сягає половини довжини тіла. Подібний
«широтний градієнт» характерний не тільки для зайців, але і для всіх
ссавців, і не тільки для вух. В біології він називається правилом
Аллена.
Як птахи мітять територію?
Всім тваринам потрібен простір, де вони добувають їжу і ростять
потомство. Щоб заявити про свої претензії на певну територію, вони
різними способами мітять її. Ссавці родини
псових або
котячих мочаться в певних місцях; деякі види лемурів залишають пахучі секрети на гілках, якими переміщаються;
ведмеді
труться спиною об дерева, «розвішуючи» на стовбурах клаптики шерсті.
Птахи користуються звуковими сигналами. Причому співають переважно
самці. Їх спів виконує подвійну функцію: приваблює самок і, що частіше,
позначає межі володінь тієї чи іншої особини. Годуватись птахи можуть на
одних і тих же ділянках, але пташенят виводять кожен на своїй, тому
простір, який безпосередньо прилягає до гнізда, охороняється найбільш
ретельно. У більшості пернатих вміння співати передається генетично,
однак деякі горобцеві (до яких відносяться і такі співуни, як солов'ї,
дрозди, жайворонки) навчають потомство цього мистецтва. Якщо, приміром,
соловей виріс в ізоляції, то співати він зможе, але його трелі будуть аж
ніяк не такими вигадливими, як у родичів.
Немає коментарів:
Дописати коментар