Новости сайта
Главная / Кальмары / Полет кальмара

Полет кальмара

Моряки неторопливого века парусных судов пристально следили за судьбой моря и очень многое о ней знали. Знали они, например, что некоторые кальмары могут, спасаясь от врагов, вылетать из некоторое расстояние и воды преодолевать по воздуху, время от времени залетая на палубы судов. Один вид даже стал называться «летающий кальмар» (Ommastrephes bartramii), второй — «птицекрылый кальмар» (Ornithoteuthis volatilis). Огромные металлические суда отдалили человека от водной поверхности, опыт моряков прошлого был забыт. И в то время как Тур его спутники и Хейердал по экспедиции на плоту «Кон-Тики» заметили небольших кальмаров, вылетающих из воды и плюхающихся на крышу их плавучего жилища, их удивлению не было границ. «Планирующий кальмар явился новостью для всех зоологов, с которыми я разговаривал», — писал Хейердал.

Понаблюдав за летающими кальмарами, поболтав с рыбаками и полистав ветхие книги, зоологи осознали, что летающие кальмары — конечно чудо природы, но чудо достаточно простое. Сейчас главы о летающих кальмарах имеются в произвольной популярной книге о головоногих моллюсках. Установлено, что летают юные особи нескольких видов кальмаров, обитающих в приповерхностном слое моря, а у некоторых небольших видов способны к полету и взрослые. Известно, что кальмары могут пролетать 50 — 60 м, поднимаясь при этом на высоту до 5 — 6 м, но в большинстве случаев летят над самой поверхностью воды, не выше метра.

Сноска для оптовых покупателей, имеющих желание купить сушеные морепродукты оптом от экспортера: подтверждаем возможности поставить сушеную рыбу большими объемами. Перечень соленых морепродуктов: сушеный кальмар стружкой из купола, крыла кальмара, щупалец в виде кальмара кусочками, кальмара с кунжутом, подсоленных полосок, филе с перцем, подкопченных полосок, палочек, жареном и подкопченном, соленого филе, стружки, а так же желтый полосатик, анчоусы, угорь, желтохвостая ставридка, ящероголовая рыба и пр. Цена на рыбу сушеную дается по запросу на почту.

Но каким методом они летают — это оставалось предметом дискуссии. То ли они, как дельфины либо киты, разогнавшись в воде, в атмосферу, то ли, как летучие рыбы, парят в воздухе с растопыренными плавниками, уподобляясь бумажному самолетику?

Еще в 1963 г. в издании «жизнь и Наука» (№11) была напечатана заметка Ю. Сафронова «Кальмары — спринтеры моря». В ней автор пробовал вычислить, до какой скорости обязан разогнаться в воде кальмар, чтобы залететь на палубу судна. Предположив, что кальмар с диаметром туловища 10 см вылетает из воды под самые выгодным для подъема углом 45° и достигает высоты 10 м, автор заметки взял скорость 20 м/с, либо 72 км/ч. В случае если это так, следовательно, кальмары способны свободно обогнать эсминец, и, чтобы ловить их, нужны как минимум торпедные катера! Но наблюдения эксперименты и рыбаков в аквариумах говорят о намного меньшей скорости их плавания: при «броске» она составляет 1,8 — 2,2 м/с, либо около семи километров/ч. Причина расхождения данных — конкретно в разных представлениях о механизме полета кальмаров. Сафронов исходил из предположения, что кальмар летит, подобно камню. Но Хейердал видел — и бессчётные наблюдения вторых очевидцев это подтверждают, — что кальмары летят с расправленными плавниками.

«Они, как и летучие рыбы, совершают над волнами планирующий полет, пока не кончится запас собранной скорости», — пишет Хейердал. Об этом же методе перемещения говорит и отношение большой дальности к высоте полета – не менее 10. В случае если кальмар выпрыгивает из воды вертикально вверх, он поднимается над поверхностью всего на метр-полтора (наблюдения Г. В. Зуева). На палубу судов попадают кальмары, летящие горизонтально. Но в случае если кальмар летит, планируя, то ему нет потребности разгоняться до скорости эсминца, чтобы встать до отметки палубы: любой, кому приходилось наклоняться над водой с наветренного борта лежащего в дрейфе судна, знает, какой сильный ветер дует в лицо снизу вверх.

Увы! Аэродинамика кальмара куда менее идеальна, чем у авиамодели либо летучей рыбы. Плавник кальмара находится в задней части тела, и его протяженность, как правило, не превышает половины туловища, составляя одну треть либо одну четверть неспециализированной длины тела животного. Нужно учесть, что кальмары летают хвостом вперед, поскольку разгоняются реактивным методом, выбрасывая воду из мантийной полости через особую воронку, расположенную под головой и раскрывающуюся в сторону головы. При медленном плавании моллюск способен развернуть воронку так, чтобы плыть головой вперед, но полёт и быстрое плавание вероятны лишь в «неверном» положении — головой назад.

Поддерживающая аэродинамическая сила приложена к центру площади плавника, т. е. к точке, отстоящей от хвоста на расстояние одной пятой — одной восьмой длины тела. А центр тяжести кальмара находится приблизительно в середине туловища. При полете с расправленным плавником создается пара сил, стремящаяся развернуть кальмара в вертикальной плоскости. Он «задирает шнобель» (т. е. хвост), теряет устойчивость и обязан плюхнуться в воду головой вперед, пролетев только малую долю вероятной расстоянии. Аэродинамически кальмару было бы выгоднее лететь с нерасправленным плавником!

В 1964 г. американскому ученому Д. Гилберту в первый раз удалось снять полет кальмара на кинопленку. Это было у берегов Чили, в окрестностях Вальпараисо, где в изобилии водятся перуано-чилийские огромные кальмары дозидикусы (Dosidicus gigas). Съемку создавали с лодки, так что моллюски смотрелись в профиль, как будто бы чёрные торпедовидные силуэты. Расправленных плавников видно не было. Гилберт не смог по снятым кинокадрам установить подлинный размер кальмаров, но принял, что протяженность их туловища 120см. При этом выходило, что дальность полета — 1,7 м, высота полета — 30 см, скорость при вылете — 1,75 м/с, при падении в воду — 7 м/с. Но 120 см – это большая узнаваемая протяженность туловища дозидикуса. Простой же размер не превышает 50 см, и в случае если принять это число, окажется, то скорость кальмаров при вылете из воды немногим более 1 м/с, а дальность — только 70 см. При столь маленьком полете расправленные плавники вправду не нужны. Но но полеты кальмаров на десятки метров и залеты на палубы наблюдались много раз!

Решение загадки было совсем неожиданным. В 1981 г. в японском издании «Асахи Гурафу» (№3016) опубликован превосходный снимок фотографа-анималиста Мицуаки Ивааи (в том же году этот снимок был воспроизведен с комментариями и прорисовками специалиста по плаванию и полёту животных Акира Адзума в научно-популярном издании «Кагаку Асахи», №10). Фотография сделана в Индийском океане, на ней изображена стайка из десятка кальмаров одного размера, летящих низко над водой в одном направлении — от зрителя. Они сняты с высокой точки, разумеется с палубы большого судна. По словам фотографа, кальмары пролетели над водой пару десятков метров. Они не были пойманы и измерены, но по характерному и достаточно закономерно изменяющемуся с возрастом соотношению длины и ширины плавника и мантии нетрудно найти, что это молодь либо небольшие самцы Sthenoteuthis oualaniensis — индотихоокеанского тропического, либо уаланского, кальмара (Уалан — атолл из цепи Каролинских о-вов, вблизи которого этот кальмар в первый раз попал в руки зоологов). Протяженность мантии около 10 см, неспециализированная протяженность тела с руками — около 15 см.

Взрослый уаланский кальмар (его еще именуют пурпурным) некрупный, протяженность мантии в большинстве случаев не более 30-35 см, вес — до 1 кг. Он распространен по всей тропической Индо-Пацифике — от Красного моря до Панамского залива и от Южной Японии до Северной Австралии; местами совсем бессчётен, а на островах Тайвань и Рюкю добывается в промысловых количествах. Полеты этих кальмаров, в особенности молодых, наблюдались много раз.

На снимке, сделанном Ивааи, видно, что плавники максимально расправлены, их ширина в 2,5 раза больше длины, кончики плавника легко загнуты вверх под напором воздуха. Но самое необычное — это руки кальмаров. Самые верхние — первая (спинная) пара — вытянуты и тесно сложены. Мало отстоят от них руки четвертой (брюшной) щупальца и пары, а руки второй и в особенности третьей пары выгнуты дугой, их середины максимально оттопырены от оси тела, и между ними явственно видна узкая перепонка.

Эта перепонка в далеком прошлом не давала покоя зоологам, изучающим кальмаров. Она именуется защитной мембраной, и считается, что ее функция — защищать присоски рук от повреждения током воды при стремительном плавании. На каждой руке, на ее спинной и брюшной стороне, по две защитные мембраны. Это узкая кожица, растянутая на мышечных подпорках-перекладинах, которые отходят от боковой стороны руки между каждыми двумя присосками вовнутрь конуса рук. В большинстве случаев ширина мембраны приблизительно равна высоте присосок над поверхностью руки, так что обе мембраны как раз закрывают присоски. Но у отдельных видов кальмаров защитные мембраны на некоторых руках шире простого. Особенно широки они у трех видов, обитающих в основном в верхних слоях воды открытого океана, далеко от берегов: у Ommastrephes bartratmii, того, что назвали летающим кальмаром, у Sthenoteuthis pteropus, которого из-за этих широких мембран именуют крылоруким кальмаром, и у Sthenoteuthis oualaniensis — уже привычного нам уаланского кальмара, ближайшего родственника обитающего в Атлантике крылорукого. Наиболее развиты у них брюшные защитные мембраны боковых пар рук, второй и третьей. Улетающего кальмара они так широки, что мышечные подпорки чуть достигают середины мембраны, а у взрослых самок этого вида брюшные защитные мембраны третьей пары рук вытянуты в огромную треугольную лопасть. У крылорукого и уаланского кальмаров они развиты не сильный, но даже в сократившемся виде не уступают тол щи не руки в самом широком месте.

По какой причине конкретно у этих трех видов мембраны развиты столь очень сильно, зоологи имели возможность только строить предположения. Одно из них таково: эти кальмары частенько видятся в совсем бедных пищей центральных частях океанов, где шансы наловить достаточное число простой кальмарьей пищи — небольших кальмаров и рыбок — малы. Исходя из этого им нужно пополнять свой рацион планктонными рачкам. Но те невелики по размерам, и их тяжело схватить присосками. Нужно что-то наподобие сетки либо корзинки, чтобы не потерять пойманную добычу. Роль таковой корзинки и играются широкие защитные мембраны. Возможно, это и так, но уж о чем и поразмыслить никто не имел возможности, так это о том, что мембраны помогают кальмарам летать. А именно это четко видно на красивой фотографии Ивааи: кальмар, вылетая из воды, не только расправляет плавник, но в один момент изгибает дугой боковые руки и сокращает мембрану, так что она натягивается и практически закрывает пространство между растопыренными руками. Получается необычный пленчатый «головной плавник». Согласно расчетам Адзума, основанным на измерении прорисовок сфотографированных кальмаров, площадь этого «крыла» в 1,67 раза превышает площадь хвостового плавника. Так, аэродинамическая поддерживающая сила Именуется приложенной и к головной, и к хвостовой части тела кальмара, и полет получается устойчивым.

Сейчас мы можем представить себе, как летают кальмары. Стайка испуганных хищником молодых кальмаров, обитающих недалеко от поверхности воды, с места набирает большую скорость. Их руки хорошо сложены конусом, щупальца вытянуты, плавник обернут около хвостового конца мантии и хорошо прижат к телу – кальмар движется реактивным методом, сопротивление трения снижено до минимума. Разогнавшись косо вверх, моллюски вылетают из воды. Сейчас они максимально расправляют плавники, растопыривают и изгибают руки, растягивая на них перепонку и неожиданно преобразовываясь из «кинутого камня» в «бумажный самолетик». Скорость при этом, разумеется, быстро возрастает (но атмосфера несравненно менее плотен, чем вода) и достигает 9 — 12, возможно, даже 15 м/с, что сравнимо со скоростью полета летучих рыб. Но аэродинамика кальмара, конечно, хуже, чем у летучей рыбы, к тому же он не может маневрировать в воздухе, «ловя ветер», и дополнительно разгоняться в полете, опустив в воду самый кончик удлиненной нижней лопасти хвостового плавника, как это делают летучие рыбы. Исходя из этого дальность полета кальмаров куда меньше, чем у летучих рыб. Но она в полной мере достаточна, чтобы дезориентировать хищника и спастись. Утратив скорость, кальмар складывает руки и плавник, «клюет носом», входит в воду и плывёт реактивным методом.

Но плот «Кон-Тики» атаковали не эти кальмары, а крючьеносные (Onychoteuthis banksii), правильнее, их молодь — тоже прославленные летуны. А у них перепонки на руках практически не развиты. Как же они сохраняют устойчивость в полете? Скорее всего они используют треугольные плавательные кили, «ручные плавнички», расположенные на наружных, а не на внутренних сторонах брюшно-боковых рук. Они имеется у всех быстроплавающих кальмаров, а у крючьеносных развиты отлично. При плавании в воде они исполняют функцию стабилизаторов, как хвостовое оперение зенитных ракет. Быть может, они помогают и при полете, в особенности в сочетании с гораздо более большим, чем у индотихоокеанского тропического кальмара, хвостовым плавником. В случае если это так, то крючьеносный кальмар в полете обязан не растопыривать руки, а наоборот, хорошо складывать их.

А с какой скоростью вообще могут плавать кальмары в море? Во многих книгах и статьях, в особенности популярных, можно прочесть, что кальмары — одни из самых «быстроходных» жителей океана, их именуют «живыми ракетами», «спринтерами моря». Приводимые в разных книгах цифры создают яркое впечатление: 30 — 40, 40 — 55, 72 а также до 90 км/ч. Получается, что в таковой плотной среде, как вода, кальмар способен практически бежать стремительнее зайца либо лани (большая скорость зайца-русака 55 — 70, газелей 68 — 80 км/ч), что кальмары могут обгонять акул и тунцов! Эти цифры, но, взяты не из прямых наблюдений, а из расчетов, основанных довольно часто на совсем произвольных допущениях, в частности на формулах, обрисовывающих перемещение ракеты. Скорость кальмара определяли, исходя из большой скорости реактивной струи воды, вырывающейся из «сопла»-воронки, и давления в «камеры сгорания» — мантийной полости. При этом не учитывалось, что стенки мантии эластичны и давление в мантийной полости, достигнув максимума в момент резкого сокращения мышц, скоро спадает. Значит, средняя скорость выброса воды через воронку большое количество меньше большой. Избыточное давление в мантийной полости тоже, по всей видимости, намного ниже, чем принято в моделях.

Еще в первой половине семидесятых годов прошлого века несколько сотрудников Манчестерского университета в которую входили гидромеханики и биолог, создала новую модель пульсирующего реактивного перемещения кальмара. В этой модели кальмар уподобляется резиновой груше, которую движет в воде реактивная сила. Согласно расчетам, кальмар Loligo vulgaris средних размеров (вес 350 г, протяженность 35 — 37 см), даже в предположении, что у сопла-воронки не происходит никаких утрат энергии, может развить большую мгновенную скорость не более 2,06 м/с, т. е. 7,4 км/ч. Мгновенная, либо начальная, скорость характеризует перемещение кальмара после единичного импульса — выброса воды. Таковой результат может показаться очень сильно заниженным, в особенности в случае если учесть, что сопротивление идеально ровного обтекаемого тела кальмара куда меньше, чем сопротивление шара. Но экспериментальные данные отлично совпадают с расчетными. Работавший в Италии британский зоолог Э. Паккард фотографировал Loligo vulgaris в аквариуме со стробоскопической вспышкой и взял следующие данные: кальмар длиной 20 см (вес 100 г), прыжок хвостом вперед с места — 208 см/с; длиной 32 см, плавание головой вперед, с места — 176 см/с; длиной 28 см, плавание головой вперед с хода — 210 см/с. Большая скорость кальмаров, которых он следил, — 220 см/с, либо 7,9 км/ч.

Такие же результаты были взяты для кальмаров Loligo pealei длиной 25 см, спасавшихся от рыб, — 2 м/с. Автору приходилось следить в Центральной Атлантике стремительных крылоруких кальмаров Sthenoteuthis pteropus, которые хватали блесну на малом ходу судна — около 4 узлов, либо 7,4 км/ч; на большей скорости судна кальмары его догнать не могли (а ведь они плавают гораздо стремительнее, чем Loligo). To же самое следил Зуев. Правда, Ч. М. Нигматуллин видел мигрирующие (не кормящиеся) своры крылоруких кальмаров с длиной мантии 25 — 35 см, которые в течение 2 — 5 мин разгонялись до скорости 5 — 10 м/с, либо 20 — 35 км/ч, но это, наверное, предел. Устойчивая большая скорость перемещения кальмаров вряд ли значительно превышает 7 — 8 км/ч. Иными словами, кальмар плывет не со скоростью бегущего зайца, а всего лишь со скоростью совсем скоро идущего человека.

К. Несис

 

О нас Поддержка

Поддержка
Игорь, поддержка заказчиков. Если есть какие-то вопросы вы можете задать их в комментариях или отправить нам запрос на [email protected]

Смотрите так же

КАЛЬМАР НА СЕВЕРНОМ ПОЛЮСЕ

В отечественных дальневосточных морях осьминоги и кальмары — простые животные. Видятся они и в Баренцевом …

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

3 + 7 =