Zaskakujące podobieństwa między rybami a kolarzami Tour de France
Zespół badawczy, w tym inżynierowie z Johns Hopkins, ujawnia, że ryby pływają w ławicach, aby oszczędzać energię, podobnie jak kolarze w peletonie Tour de France
Faworyci Tour de France 2024, Jonas Vingegaard, Tadej Pogacar i Primo¸ Roglic, rozumieją siłę peletonu, w którym kolarze gromadzą się na trasie, aby oszczędzać energię i chronić się przed oporem wiatru. Według wielouniwersyteckiego zespołu badawczego, w którego skład wchodzą inżynierowie z Johns Hopkins, ryby również to robią — i z podobnego powodu.
„Ławice ryb to peletony natury. Robią to, co zawodowi kolarze, tacy jak ci startujący w tegorocznym Tourze, robią od lat: tworzą grupę, aby poruszać się wydajniej”.
Rui Ni „Ławice ryb to peletony natury. Robią to, co zawodowi kolarze, tacy jak ci biorący udział w tegorocznym Tourze, robią od lat: tworzą grupę, aby poruszać się wydajniej” — powiedział współautor badania Rui Ni, adiunkt inżynierii mechanicznej w Whiting School of Engineering, który współpracował z doktorantem inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Hopkinsa Michaelem Calicchią, który jest doktorantem inżynierii mechanicznej, oraz naukowcami z uniwersytetów Harvard i Princeton, nad badaniem.
Zespół odkrył, że pływając w ławicach, ryby zmniejszyły całkowitą energię, którą wydatkowały nawet o 79% w porównaniu do samotnych ryb płynących z dużą prędkością w burzliwej wodzie. Dlaczego? Ponieważ tak jak w peletonie Tour de France, formacja grupowa chroni jednostki – w tym przypadku przed siłą wirów lub zawirowań w wodzie.
Wyniki badań zespołu – pierwsze badanie badające wpływ przepływu turbulentnego na ławice ryb – pojawiają się w Biologia PLOS .
Zespół zmierzył całkowity wydatek energetyczny (tlenowy i beztlenowy) ośmiu olbrzymich danio napotykających wiry podczas pływania. Naukowcy odkryli, że napotykając wyższe poziomy turbulencji, ławice ryb zmniejszyły całkowity wydatek energetyczny o 63% do 79% w porównaniu do samotnych ryb. Zauważyli również, że ławica zmieniała swój kształt, aby stać się bardziej wydajną, gdy napotykała większe turbulencje.
Ponadto naukowcy odkryli, że ryby pływające w ławicach zużywały prawie osiem razy mniej energii beztlenowej niż samotne pływaczki poruszające się po wzburzonych wodach i regenerowały się po wysiłku prawie dwa razy szybciej niż ryby pływające samotnie. (Energia beztlenowa jest wytwarzana w nieobecności tlenu, gdy organizm potrzebuje szybkiego zastrzyku energii, w przeciwieństwie do energii tlenowej, która odnosi się do energii wytwarzanej przy użyciu tlenu, który ryby wydobywają z wody za pomocą skrzeli).
„Zauważyliśmy również, że samotna ryba zwiększa amplitudę uderzeń ogonem, gdy napotyka turbulencje, podczas gdy ryby w ławicy nie zmieniają dynamiki pływania w porównaniu z tą, którą stosują w warunkach bez turbulencji” – powiedział Ni. „Sama ławica działa jak schronienie, podobnie jak grupa kolarzy wyczynowych, łagodząca opór powietrza”.
Badaniem kierowali Yangfan Zhang i George V. Lauder z Harvardu; współautorem był Hungtang Ko z Princeton.
