WIIKI.RU: Что объединяет автомобильные пробки и императорских пингвинов?

Физика - это область естествознания, наука. Она изучает самые общие и фундаментальные закономерности, которые определяют структуру и эволюцию материальн... читать далее »

Новости по Физике

18.12.2013 15:09

Что объединяет автомобильные пробки и императорских пингвинов?. Физика.

Согласно последним исследованиям, императорские пингвины собираются в плотные группы, чтобы защититься от жестких условий Антарктической зимы, двигаясь с остановками, как машины в пробке.

Используя математическую модель, удалось воссоздать положение, траекторию движения и взаимодействие каждогоотдельного пингвина в группе. Исследователям удалось выяснить, что одному пингвину нужно сдвинуться всего на 2 см в любом направлении, чтобы его сосед отреагировал на это и сократил расстояние. Эти передвижения происходят во всей группе как бегущая волна и играют жизненно важную роль для сохранения плотности группы и защиты пингвинов от холода. Волны так же помогают более маленьким группам вливаться в более крупные. Результаты исследования были опубликованы сегодня в журнале New Journal of Physics.

В предыдущем исследовании та же группа ученых изучала замедленную видеозапись и выяснила, что вместо того чтобы стоять неподвижно, пингвины в группе двигаются каждые 30-60 секунд, что заставляет окружающих их пингвинов двигаться вместе с ними.

«Наше предыдущее исследование показало, как пингвины используют бегущую волну для передвижения в плотных группах, но мы не могли объяснить, как эти волны передаются и инициируются», - говорит соавтор исследования Дэниэль Зиттербарт (Daniel Zitterbart), из Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера.

Для этого ученые использовали математическую модель, с помощью которой ранее изучались автомобильные пробки, и сравнили результаты с анализом видеозаписей настоящих групп пингвинов.

Исследователи выяснили, что в отличие от пробок, движение в группе пингвинов может быть инициировано любым пингвином из группы в любом направлении, как только между пингвинами появляется подходящее пространство, называемое «пороговое расстояние». По оценкам исследователей это расстояние составляет около двух сантиметров, что в два раза превышает толщину слоя перьев пингвина при сжатии. Предполагается, что пингвины лишь слегка касаются друг друга стоя в группе, не сжимая перьевой слой, таким образом, достигается максимальная плотность группы без нарушения «личного пространства».

«Мы были очень удивлены тем, что бегущая волна может быть инициирована любым пингвином в группе, а не крайними пингвинами в попытке пробиться внутрь», - говорит Зиттербарт. «Мы поразились тому, как две волны, запущенные друг после друга сливаются в одну, а не переходят одна в другую, сохраняя плотность группы».

Императорские пингвины – единственный позвоночный вид, размножающийся в суровых условиях Антарктической зимы. В это время года температура может опускаться до -50°C, а ветер достигает скорости в 200 км/ч. Чтобы справиться с суровыми с условиями, самцы пингвинов образуют плотные группы для сохранения тепла. Эти группы порой состоят из тысяч особей. В отличие от других видов пингвинов, яйца императорских пингвинов высиживают самцы, накрывая его наседной сумкой чуть выше их лап, в то время как самки возвращаются к морю на кормежку.