ΑρχικήΕπιστήμηΓιατί τα δελφίνια κολυμπάνε πιο γρήγορα από ότι θα έπρεπε

Γιατί τα δελφίνια κολυμπάνε πιο γρήγορα από ότι θα έπρεπε

Σύμφωνα με το παράδοξο του Γκρέι (Gray’s paradox), τα δελφίνια κολυμπούν πιο γρήγορα από όσο θα έπρεπε. Ωστόσο, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ελαττώματα στις λεπτομέρειες αυτού του παράδοξου, αν και ορισμένες εξηγήσεις για την υδρόβια χάρη αυτών των πλασμάτων έχουν αποδειχθεί σωστές.

Από την εποχή του Αριστοτέλη, οι άνθρωποι έβλεπαν τα δελφίνια με δέος και έμπνευση λόγω της ταχύτητας και της δύναμης του θαλάσσιου ζώου στους ωκεανούς. Κολυμπώντας με ταχύτητες έως και 20 mph, το δελφίνι φαίνεται να αψηφά τους νόμους της φύσης. Πράγματι, στη δεκαετία του 1930, ο επιστήμονας Τζέιμς Γκρέι πίστευε ότι η ισχύς που απαιτείται για το δελφίνι για να κολυμπάει σε τέτοιες ταχύτητες ξεπερνούσε τη διαθέσιμη ισχύ του σχεδόν 10 φορές, κάτι που είναι γνωστό ως παράδοξο του Γκρέι.

«Αν και ο Γκρέι μπορεί να μπέρδεψε τον πραγματικό μηχανισμό για την υψηλή ταχύτητα κολύμβησης των δελφινιών, όμως η εστίαση του σε αυτά τα εκπληκτικά ζώα και την απόδοσή τους δεν ήταν παντελώς λανθασμένη», είπε ο επιστήμονας Frank Fish του Πανεπιστημίου West Chester. Ο Fish, ο οποίος έχει ερευνήσει την έλξη και την πρόωση των δελφινιών για πολλά χρόνια, και μάλιστα δημοσίευσε μια έκθεση στο Bioinspiration and Biomimetics εξετάζοντας τους διαφορετικούς μηχανισμούς για τη μείωση της οπισθέλκουσας. «Η εστίαση του [Gray] στις ροές νερού που απωθούνται από το δέρμα του δελφινιού ώστε να κολυμπάει γρηγορότερα βοήθησε να δημιουργηθεί ένας μεγάλος όγκος έρευνας για αυτά τα θαλάσσια όντα λαμβάνοντας υπόψη τις υδάτινες προσαρμογές και την ενέργεια τους. Επιπλέον, λόγω της δουλειάς του Gray, αναπτύχθηκε ένας εντελώς νέος μηχανισμός μείωσης της οπισθέλκουσας.

Σήμερα είναι γνωστό ότι το παράδοξο του Γκρέι είχε μερικές λανθασμένες υποθέσεις: ο Γκρέι υπολόγισε ότι ο μυς των δελφινιών μοιάζει με αυτόν των ανθρώπων, ενώ στην πραγματικότητα οι μύες των δελφινιών μπορούν να παράγουν πολλαπλάσια δύναμη από τους ανθρώπινους μυς. Επίσης, ο Γκρέι παρατήρησε ότι τα δελφίνια κολυμπούν συνήθως σύντομα σπριντ, αλλά αμέλησε να εξετάσει τη μεγαλύτερη απόδοση ισχύος που παράγεται από τον τύπο μυϊκής ίνας (fast glycolytic) που χρησιμοποιείται για σύντομες εκρήξεις σε αντίθεση με τον τύπο μυϊκής ίνας (slow oxidative) που χρησιμοποιείται για αργή, συνεχιζόμενη δραστηριότητα. Τέλος, ο Γκρέι δεν αντιλήφθηκε ότι το δελφίνι χρησιμοποιεί παθητική τεχνική για να κολυμπήσει με μεγάλη ταχύτητα.

Παρά τα ελαττώματα στο παράδοξο του Γκρέι, και τις αρκετές ανακρίβειες που διατυπώνονται πάνω σε αυτό το θεώρημα. Ωστόσο χάρη σε αυτό, οι σημερινοί επιστήμονες μπορούσαν να κατανοήσουν σε βάθος της ιδιομορφίες του δελφινιού και να αντιληφθούν πως έχει απίστευτες κολυμβητικές ικανότητες σε σύγκριση ακόμα και από τις πιο προηγμένες τεχνολογίες που εφαρμόζονται σήμερα στη ναυτική μηχανική. Τις τελευταίες δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν προσφέρει μια πληθώρα ιδεών που εξηγούν πως το δελφίνι στην πραγματικότητα κολυμπά τόσο γρήγορα.

Οι δύο πιο σημαντικοί λόγοι, συμπεραίνει ο Frank Fish, δεν είναι μόνο κάποιοι ειδικοί μηχανισμοί, αλλά και το βελτιωμένο σχήμα του σώματος, όπως και οι μηχανισμοί συμπεριφοράς του.

«Τα δελφίνια είναι από τα πιο γρήγορα θαλάσσια πλάσματα», είπε ο Fish. «Αυτή η ικανότητα προέρχεται επί της ουσίας από τους μεγάλους μύες σε συνδυασμό με την μορφολογία του σώματος του, επιτυγχάνοντας τεράστιες ταχύτητες».

Το σχήμα του σώματος ενός δελφινιού – με το στρογγυλεμένο μέτωπο, το πάχος που ανέρχεται περίπου στο 34-45% του μήκους του σώματος και η ουρά που λεπταίνει με περίεργο τρόπο μέχρι την άκρη – επιτρέπει να ρέει το νερό αδιαχώριστα από το σώμα μέχρι την περιοχή της ουράς. Όλες αυτές οι ιδιομορφίες μαζί έχουν ως αποτέλεσμα να υπάρχει μικρή αντίσταση του νερού που ρέει πάνω στο σώμα του δελφινιού. Περαιτέρω, η σχεδίαση ημισελήνου των πτερυγίων, του ραχιαίου πτερυγίου και της ουράς του δελφινιού μειώνει την οπισθέλκουσα με θετικό πρόσημο να μπορεί να εκτινάσσεται μέσα από την θάλασσα στον αέρα με υψηλές ταχύτητες παρά το μεγάλο του βάρος.

Επιπλέον αξίζει να σημειωθεί πως τα δελφίνια ανήκουν στην τάξη των κητωδών, και είναι θηλαστικά που χρειάζονται οξυγόνο. Έτσι αυτά τα θαλάσσια όντα χρησιμοποιούν μια μέθοδο αναπνοής που ονομάζεται “porpoising”.

Ενώ διατηρεί υψηλές ταχύτητες, ένα δελφίνι προβαίνει σε μια σειρά από ρυθμικά άλματα προς την επιφάνεια νερού με αποτέλεσμα να χρειάζεται λιγότερη ενέργεια για να πηδήξει σε αυτές τις ταχύτητες από το να κολυμπήσει μια ισοδύναμη απόσταση κάτω από το νερό.

Ένας δεύτερος μηχανισμός συμπεριφοράς που χρησιμοποιούν τα δελφίνια είναι η ολίσθηση, μια συμπεριφορά που επιτρέπει την σμίκρυνση των πνευμόνων και ελαχιστοποιεί την άνωση όταν κατεβαίνουν σε βαθιά νερά, εξοικονομώντας ενέργεια και οξυγόνο. Τέλος, τα νεαρά δελφίνια συχνά χρησιμοποιούν μία περίεργη τεχνική για να μπορούν να συμβαδίζουν ταχύτητες γονιών τους, και πιο συγκεκριμένα βρίσκονται στο κάτω μέρος της κοιλιάς της μητέρας, εκμεταλλευόμενοι τη δομή ροής και την εξοικονόμηση ενέργειας έως και 60%.

«Η ανάγκη να κινηθούμε πιο οικονομικά πάνω ή κάτω από το νερό θα απαιτήσει την ανάπτυξη καλύτερων συστημάτων πρόωσης», εξήγησε ο Frank Fish. «Αυτήν τη στιγμή βασιζόμαστε σε περιστρεφόμενους έλικες για τη μετακίνηση πλοίων και σκαφών, αλλά αυτές οι συσκευές έχουν περιορισμένη αποτελεσματική εμβέλεια ταχύτητας».

«Τα τυπικά υποβρύχια, όπως και τα αυτόνομα υποβρύχια οχήματα (AUV) μπορούν να ωφεληθούν από την αντιγραφή του σχεδιασμού του σώματος των δελφινιών για να βελτιώσουν όχι μόνο την ταχύτητα, αλλά και την ικανότητα ελιγμών», δήλωσε ο Fish. «Η ελαστική δομή του δέρματος του δελφινιού και η υποκείμενη μάζα του μπορεί να χρησιμεύσει ως πρότυπο για μελλοντικές στολές κολύμβησης και μαγιό για αθλητές. Ίσως οι κολυμβητές στους επόμενους Ολυμπιακούς Αγώνες να φορέσουν στολές βασισμένες ιδιομορφία του σώματος των δελφινιών για να σπάσουν τα υπάρχοντα ρεκόρ».

Στέλιος Θεοδωρίδης
Στέλιος Θεοδωρίδης
Ο ήρωας μου είναι ο γάτος μου ο Τσάρλι και ακροάζομαι μόνο Psychedelic Trance
RELATED ARTICLES

Σχολίασε το άρθρο

εισάγετε το σχόλιό σας!
παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας εδώ

Πρόσφατα άρθρα

Αδίστακτοι (1965 ταινία)

Men in Black II (soundtrack)

Tηλέφωνα έκτακτης ανάγκης

Δίωξη Ηλεκτρονικού Εγκλήματος: 11188
Ελληνική Αστυνομία: 100
Χαμόγελο του Παιδιού: 210 3306140
Πυροσβεστική Υπηρεσία: 199
ΕΚΑΒ 166