როგორ დარბის ბასილისკო წყალზე?

მფრინავი გველებიდან გადავიდეთ წყალზე მოსიარულე ხვლიკებზე. 

მოკლე ინფორმაცია ამ სახეობაზე:

გავრცელებული სახელი: ჩვეულებრივი ბასილისკო
ლათინური სახელწოდება: Basiliscus basiliscus
ირონიული მეტსახელი: იესოს ხვლიკი (Jesus Lizard)
წონა: 2-დან 200 გრამამდე
წყალზე სიარულის სიჩქარე: წამში 1.5 მ-მდე

წყალზე სიარული

გარდა უბრალოდ ინტერესისა, იმის დადგენა, თუ როგორ დადიან ბასილისკოები წყალზე, ფიზიკასა და ტექნოლოგიასაც წაადგება – იგივე სისტემით შეიძლება წყალზე მოსიარულე რობოტები შექმნან. ამ საკითხში მნიშვნელოვან კვლევებსა და დაკვირვებებს აწარმოებს ჰარვარდის კურსდამთავრებული ევოლუციური ბიოლოგიის დარგში, ში-ტონგ ტონია ჰსია. ყველაზე მეტად მსგავსი სახეობების შესწავლა დახმარებას უწევს მრავალფეხიანი მოსიარულე რობოტების ტექნოლოგიას.

“ჩვენ ბევრჯერ დავკვირვებივართ სხვა ხვლიკებს, როცა დარბოდნენ ქვიშაზე, ხრეშზე, ტალახიან ზედაპირზე. ამ შემთხვევაში შეიძლება ვიფიქროთ, რომ ეს განვითარებული მუსკულატურის შედეგია, მაგრამ რა ხდება, როცა იგივე მოვლენას ადგილი აქვს წყლის ზედაპირზე?”

რობერტ ფული, რომელიც არის ბერკლის უნივერსიტეტის პროფესორი ინტეგრაციული ბიოლოგიის სფეროში და ასევე ექსპერტი ცხოველთა მოძრაობის სისტემის საკითხებში, ამბობს, რომ მსგავს საკითხებზე ინფორმაციის ნაკლებობა სათანადო ტექნოლოგიის არარსებობის გამოა. მისი აზრით, ტექნიკის განვითარებასთან ერთად ბევრ კითხვას გაეცემა პასუხი.

დაკვირვება

იმისთვის, რომ პასუხი ეპოვათ, ში-ტონგმა და მისმა თანაშემწემ ჯორჯ ლოდერმა გადაწყვიტეს, უფრო ახლოს შეესწავლათ ცენტრალური ამერიკის ეს ცელქი და ამავე დროს მშიშარა არსება. მშიშარა იმიტომ, რომ წყალზე გადარბენას ძირითადად საფრთხის მოახლოებისას ახორციელებს.

ცხოველების უმეტესობა როცა წყალზე გადარბენას ცდილობს, როგორც წესი, მაშინვე იძირება, რადგან მყარი ზედაპირისგან განსხვავებით, მათი კიდურები წყალს უფრო ნაკლებ წინააღმდეგობას უწევენ. ეს დაახლოებით ისეა, მაგიდაზე იდაყვის ჩამოდებას რომ ცდილობთ, მაგრამ ყურადღებას არ მიაქცევთ და მაგიდის განაპირას ჩამოდებთ, რის გამოც გიცურდებათ.

იმისთვის, რომ გაერკვიათ, როგორ ახერხებს ბასილისკო წყალზე გადარბენას ჩაძირვის გარეშე, ში-ტონგი და ლოდერი შეიარაღდნენ მაღალი სიჩქარის ვიდეოკამერებით და წყლის ზედაპირზე მათი მოძრაობების გადაღება დაიწყეს. ასევე აფიქსირებდნენ, თუ როგორ იცვლებოდა წყლის ზედაპირი ამ დროს. შემდეგ კი დაწვრილებითი შესწავლისას საშუალება მიეცათ, გამოეთვალათ, როგორ ნაწილდებოდა ძალები ხვლიკის ორგანიზმში, რაც მას ასეთი მოძრაობის შესრულების საშუალებას აძლევდა.

თითოეული ნაბიჯი შედგება სამი ფაზისგან. ესენია: დაშვება, მირტყმა და აღდგენა. დაშვების მომენტში ტერფი (თათი) წყლის ზედაპირისკენ ეშვება ვერტიკალურად. მიტყმის დროს აკეთებს საპირისპირო მოძრაობას, ანუ ამოდის უკან. აღდგენის ფაზაში კი შორდება წყალს და უბრუნდება საწყის პოზიციას შემდეგი ნაბიჯის გასაკეთებლად.

ში-ტონგის თქმით, ბასილისკო ხვლიკები ახერხებენ სხეულის წონისა და ძალის ისე გადანაწილებას, რომ თითოეული ფაზის დროს სძლევენ ფიზიკის კანონებს და რჩებიან ზედაპირზე. დაშვების ფაზაში ისინი იკრებენ ძალას და მთელი სიმძლავრით დაბლა უშვებენ ტერფს, ფეხის გარშემო ქმნიან ე.წ. ჰაერის უბეს და გარკვეულწილად დაბლა სწევენ წყლის იმ არეს, სადაც აბიჯებენ. ეს ეხმარება მათ, შეინარჩუნონ სხეული სწორად, შეაკავონ წყლის ზედაპირზე. ამის შემდეგ, სანამ წყალი საწყის მდგომარეობას დაუბრუნდება, ბიძგს აძლევენ სხეულს წინ წასასვლელად. ამიტომაა, რომ ეს მოძრაობა განსაკუთრებით სწრაფად სრულდება.

ვერტიკალური მდგომარეობის შესანარჩუნებლად ხვლიკები ასევე იყენებენ ე.წ. გვერდითა რეაქციის ძალებს. “როცა სიარულის დროს ფეხი აგიცდებათ და მარჯვენა მხარეს ეცემით, ინსტიქტურად შეეცდებით, საპირისპირო მხარეს გადაწევას. იგივე ხდება ამ ხვლიკების შემთხვევაში, ოღონდ აქ იგივე ფუნქციას მათი ტერფები ასრულებენ. როცა სხეული გადაიხრება მარჯვნივ, ისინი გამოიმუშავებენ ძალას ტერფში, რომ მარცხენა მხარეს გადაიწიონ და პირიქით.” ეს ძალები რომ გამოიმუშავოს, ხვლიკი სხეულს ჯერ ვერტიკალურ ბიძგს აძლევს, შემდეგ ჰორიზონტალურს. ამის გამო სხეულის სიმძიმის ცენტრი იცვლება და მას აქვს საშუალება, იმდენი ხნის განმავლობაში ირბინოს წყალზე, რამდენიც მოუნდება. კუდი კი ამ ყველაფერში საჭის მოვალეობას ასრულებს.

“ეს ველოსიპედის ტარებასავითაა. როგორც კი შეწყვეტ პედალის ტრიალს და ველოსიპედი გაჩერდება, დაეცემი. ასევე, ხვლიკი თუ შეწყვეტს სირბილს, წყალში ჩავარდება. რაც მათ სჭირდებათ, არის ის, რომ მოძრაობისას მუდმივად შეინარჩუნონ წონასწორობა.”

ბერკლის უნივერსიტეტის ლაბორატორიაში ჩატარებული ცდებით პროფესორ ფულსაც ჰქონდა შემჩნეული მწერებზე, რომ ისინი იყენებდნენ გვერდითა რეაქციის ძალებს მყარ ზედაპირზე სირბილისას სხეულის დასაბალანსებლად.

ში-ტონგმა მიიღო დაფინანსება National Geographic Society-სგან, რათა ამჯერად შეისწავლოს წყნარი ოკეანის თევზის, მხტუნავი ფინიას ქცევის სისტემა. ამ სახეობის თევზს აქვს უცნაური თავისებურება: ხტება წყლიდან და რამდენიმე წუთი ქვაზე ჩერდება.