Феномен бокоплава: самая быстрая клешня на дне океана

Бокоплавы, или разноногие — это крохотные ракообразные размерами менее 10 мм, распространенные в океане. И теперь у них обнаружились необычные способности. Исследователи из морской лаборатории Дюкского университета в Северной Каролине изучили кроху-бокоплава Dulichiella cf. appendiculata. Оказалась, что это кроха размером с семечку многократно щелкает своей громадной (по отношению к телу) клешней в 10 000 раз быстрее, чем моргает человеческий глаз. Даже амые технологически продвинутые роботы мира проиграют в соревновании с крошечным рачком в отношении скорости.

Ложная клешня, которая у самцов расположена только с одной стороны тела, и без того удивительная штука — она составляет около 30% массы взрослой особи. Когда бокоплав сверхбыстро щелкает клешней, раздается едва слышный щелчок, создавая водяные струи, а иногда и крохотные пузырьки из-за быстрых изменений давления воды — явление, известное как кавитация. По словам Сары Лонго, которая изучала разноногих в рамках своих исследований в Дюкском университете, уникальным этот сверхбыстрый механизм делают три вещи: крохотный размер бокоплавов, тот факт, что они живут в воде, и многократность их движений клешней. Други животные могут двигаться с подобной скоростью, но никому не приходится делать это в таких затрудненных условиях, как бокоплавам. Например, челюсти муравьев-дракул действуют быстрее, но им не приходится щелкать челюстями в воде. Некоторые креветки двигаются со сравнительной скоростью как раз в водной стихии, но они намного крупнее бокоплавов, а медузы выстреливают своими стрекательными клетками с большей скоростью, но лишь один раз.

Исследование скоростных бокоплавов опубликовано в Current Biology.

«Повторяемость — большая проблема для инженеров», — отмечает Лонго. Части механизмов, которые движутся очень быстро, часто отваливаются, ломаются или их необходимо вручную перезагружать.

«Тот факт, что такие быстрые движения маленькие животные могут повторять многократно, проводит для нас интересную границу возможностей», — говорит Лонго. «Эти животные показывают, насколько быстро вы можете двигаться, не ломаясь».

«Эти создания обладают способностями, которые мы в настоящее время не можем воссоздать. Сконструированные системы, которые можно использовать повторно, на несколько порядков медленнее и крупнее, чем эти существа», — комментирует Шейла Патек, профессор Duke Biology и ведущий автор исследования.

Потенциал сверхбыстрого передвижения настолько велик, что даже военные обратили внимание на маленьких ракообразных.

«Маленькие организмы достигают невероятной мощности без соблюдения правил и ограничений, которые мы используем для проектирования с использованием двигателей, пружин и конструкций, — сказал Сэмюэл Стэнтон, руководитель программы Исследовательского отдела армии США, входящего в исследовательскую лабораторию армии США при Командовании развития боевых возможностей. — Существует множество организмов, у которых мы можем многому научиться для создания проектов в области миниатюрной военной робототехники, и эта исследовательская группа обнаруживает совершенно новый набор правил, которым мы должны следовать».

«У эволюции были миллионы лет, чтобы найти решения всех видов проблем, которые мы пока даже не можем сформулировать», — пишут авторы статьи. Это открытие удивительно, учитывая, что эти бокоплавы весьма распространены и встречаются по всему восточному побережью Северной Америки.

«Большинство биологов, как правило, не обращают особого внимания на них, потому что они такие крохотные, — сказал Рич Палмер, профессор Университета Альберты и соавтор статьи. — Мы бы никогда не догадались, что они могут совершать такие сверхбыстрые движения».

Палмер обратил внимание на ракообразных, когда его коллеги упомянули, что некоторые из них издают щелкающие звуки. Заинтригованный, он предложил коллеге Шейле Патек поездку в лабораторию Duke Marine в Бофорте, Северная Каролина, чтобы изучить эти щелчки. К всеобщему удивлению, они обнаружили тысячи этих сверхбыстрых животных прямо в доках лаборатории.

«В развалинах, у причала, в каких-то заросших водорослях — существа, о существовании которых мы даже не подозревали», — рассказывает Патек. «Вот что произойдет, если вы еще раз взглянете на странное существо и просто потратите время, чтобы выяснить, чем оно занимается».

«Нужно быть любопытным, смелым и не бояться тратить время зря», — отмечает Палмер. — Вот как делаются удивительные открытия».