Гекконы известны своими акробатическими трюками на земле и в воздухе, но новое открытие, что они могут бегать и по воде, ставит их в категорию супергероев, говорит биолог из Калифорнийского университета в Беркли.
Они могут взбегать по стене со скоростью метр в секунду, они могут планировать, они могут выпрямляться в воздухе поворотом хвоста и быстро переворачиваться под листом, бегущим на полной скорости. И теперь они могут бегать по воде со скоростью метр в секунду. Ничто другое не может этого сделать; гекконы - супергерои», - сказал Роберт Фулл, профессор интегративной биологии Калифорнийского университета в Беркли.
Фулл является старшим автором статьи, которая появится на этой неделе в журнале Current Biology, в которой описываются четыре отдельных стратегии, которые используют гекконы, чтобы скользить по поверхности воды. Первый автор Жасмин Нироди, биофизик из Оксфордского и Рокфеллеровского университетов, провела большую часть исследований вместе с Джуди Джинн, обе в качестве доктора философии. студенты в Беркли.
По словам Фулла, который обнаружил множество уникальных маневров и стратегий, которые используют гекконы, в том числе то, как волосы на пальцах ног помогают им карабкаться по гладким вертикальным поверхностям и свисать с потолка, открытие может помочь улучшить конструкцию роботов, которые работают на вода.
Нироди впервые был заинтригован поведением гекконов, бегающих по воде, после того, как соавтор Ардиан Джусуфи, ныне биофизик в Институте интеллектуальных систем Макса Планка и еще один бывший доктор Калифорнийского университета в Беркли. Д., заметил, что гекконы в лесах Юго-Восточной Азии могут бегать по лужам, спасаясь от хищников.
На самом деле, они могут бегать по воде со скоростью почти метр или три фута в секунду и легко переходят к ускорению по твердой земле или карабканию по вертикальной поверхности. Бегущие по поверхности воды гекконы превышают абсолютную скорость плавания многих более крупных водных видов, включая уток, норок, ондатр, морских игуан и молодых аллигаторов, а их относительная скорость выше, чем у любого зарегистрированного поверхностного пловца, кроме жуков-вертушек.
Как, подумала она, они это делают?
Мелкие животные, такие как насекомые, например, пауки, жуки и водомерки, достаточно легкие, чтобы удерживаться на плаву за счет поверхностного натяжения, что позволяет им легко скользить по поверхности. Более крупные животные, такие как лебеди во время взлета или ящерица-василиск, и даже дельфины, поднявшись на хвосте, быстро шлепают и гладят воду, чтобы удержаться над волнами.
"Более крупные животные не могут использовать поверхностное натяжение, поэтому в конечном итоге они толкают и шлепают поверхность, что создает силу, если вы делаете это достаточно сильно", - сказал Фулл.
Но геккон среднего размера: около 6 граммов (одна пятая унции, или вес листа бумаги), они слишком велики, чтобы парить над поверхностью, но слишком легки, чтобы держаться на плаву. их тела над водой только ударными силами.
«Размер геккона помещает их в промежуточный режим, золотую середину», - сказал Нироди. «Они не могут генерировать достаточно силы, чтобы бежать по поверхности и не тонуть, поэтому тот факт, что они могут мчаться по воде, действительно удивителен».
В ходе экспериментов с домашними гекконами с плоским хвостом (Hemidactylus platyurus), распространенными в Южной и Юго-Восточной Азии, она обнаружила, что они на самом деле используют как минимум две, а возможно, и четыре различные стратегии бега по поверхности воды.
Поверхностное натяжение имеет важное значение, обнаружила она, потому что, когда она применяла поверхностно-активное вещество или мыло для устранения поверхностного натяжения, гекконы действовали гораздо менее эффективно: их скорость падала вдвое.
Но даже без поверхностного натяжения они могут двигаться, шлепая и гребя четырьмя ногами, как более крупные животные. Шлепки ногой создавали воздушные карманы, которые помогали им не полностью погружаться в воду, позволяя им бегать рысью по воде почти так же, как по суше.
Но они также, кажется, используют свою гладкую, водоотталкивающую кожу, чтобы глиссировать по поверхности, подобно аквапланированию, но называемому полупланированием, метод, используемый ондатрами.
Наконец, они также используют свой хвост, чтобы размахивать водой, как аллигатор, обеспечивая движение, а также подъемную силу и стабилизацию.
"Все они важны в той или иной степени, и гекконы уникальны тем, что сочетают все это", - сказал Фулл.
«Даже зная обширный список локомотивных способностей, которые есть у гекконов в своем арсенале, мы все равно были очень удивлены скоростью, с которой они могут мчаться по поверхности воды», - сказал Нироди.«То, как они сочетают несколько модальностей для выполнения этого трюка, действительно замечательно».
В лаборатории она и ее коллеги построили длинный резервуар для воды, посадили гекконов на доску и напугали их, прикоснувшись к их хвостам. Используя высокоскоростное видео, они смогли внимательно изучить приемы гекконов и оценить задействованные силы.