Спеціалісти з біології та фізики рідин проаналізували рух морських равликів і знайшли зв’язок між формою їхніх черепашок і технікою їхнього пересування. Також на це впливали розміри тіла тварин та наявність «крил». Це дослідження допоможе не тільки краще зрозуміти поширення морських равликів у океані, але й сприятиме розробці нових дизайнів підводних апаратів, сподіваються автори статті у журналі Frontiers in Marine Science.
Хто такі морські равлики?
Морські равлики відносяться до черевоногих, або гастроподів. Довжина їхнього тіла може складати від кількох міліметрів до кількох сантиметрів. Вночі вони харчуються у поверхневих водах, а вдень опускаються на глибину декількох сотень метрів, щоб уникнути хижаків. Вони відіграють роль у структурі харчової мережі та експорті вуглецю і карбонатів. Зокрема, близько 12-13% світового обігу карбонатів створюють мушлі мертвих равликів, що складаються з карбонату кальцію. Вони опускаються на глибину, розчиняються і сприяють окисленню атмосферного вуглецю та океану. Але оскільки цих тварин неможливо утримувати в лабораторії, їхня поведінка маловідома, особливо для субтропічних і тропічних регіонів, де такі равлики найбільш різноманітні.
Який дослід провели вчені?
У період між 2017 та 2019 роками дослідники спіймали дев'ять видів морських равликів довжиною від 0,9 до 13,1 міліметрів біля Бермудських островів. Серед них було 7 видів крилоногих молюсків із мушлею, один вид крилоногих без черепашок і один вид гетероподів із мушлею та одним непарним плавцем. Вчені запустили їх в акваріум із солоною водою та записали, як ці тварини рухаються, за допомогою високошвидкісної стереофотограмметрії. Ця техніка відстежує рух у тривимірному просторі, вкиористовуючи дві камери.
Що вдалося з’ясувати?
Для кожного виду вчені розрахували абсолютну та нормалізовану швидкість (відносно довжини тіла) під час активного плавання та пасивного занурення, а також частоту рухів «крил», кут, під яким тварини занурювалися та плавали, і номер Рейнольдса. Це величина, яка характеризує відношення інертності рідини до її в’язкості. Дослідження показало, що кожен вид має чіткий малюнок плавання, як правило, піднімаючись по спіралі зі швидкістю 12-114 міліметрів на секунду. Це дорівнює відстані у 1-24 довжини тіла на секунду. Для порівняння: це приблизно дорівнює швидкості чоловіка із середніми розмірами тіла, який долає приблизно 40 метрів на секунду під час плавання. Равлики занурюються із подібною швидкістю, але по прямій, під кутом 4-30 градусів відносно вертикалі.
Вчені прийшли до висновку, що поведінка цих равликів при плаванні і зануренні суттєво відповідає формі і розміру їхніх черепашок. Невеликі равлики із звивистими мушлями плавають повільніше, тоді як більші равлики з раковинами у формі пляшки або крила плавають швидше, оскільки їхні розміри дозволяють подолати вплив в'язкості води. Однак швидкість плавання не корелює з тим, які відстані ці тварини долають щодня. Це свідчить про те, що рівень світла і температури, а також наявність хижаків та здобичі також відіграють певну роль. Зокрема, дослідники підрахували, що ці види подорожують 50-300 метрів на день вертикально, що займає в цілому 1-3,7 години.
Більшість експериментів з равликами тривали близько доби, після чого їх повертали назад.