Энергия размера
Фото: Tsering Topgyal / AP

Фото: Tsering Topgyal / AP

Инженеры опровергли миф о высокой энергоэффективности больших животных

Американские инженеры выяснили, что большие и маленькие животные тратят примерно равное количество энергии на движение с учетом разницы в массе, что опровергает представления о высокой энергетической эффективности крупных живых существ. Выводы ученых опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Хорошо известен факт, что тяжелые машины тратят больше бензина, чем миниатюрные и легкие автомобили. Биологи достаточно долго полагали, что в мире животных все происходит наоборот: небольшие животные, такие как мыши, должны тратить больше энергии на движение, чем слоны и другие крупные существа. В пользу этого говорит и то, что, например, колибри за день съедает почти столько же пищи, сколько весит сама.

Нилеш Патанкар из Северо-Западного университета в Эванстоне (США) и его коллеги, пытаясь найти идеальную форму корпуса для мини-субмарины или батискафа, выяснили, что зависимости между размерами, массой и энергоэффективностью не существует.

Рассчитывая найти идеал энергетической экономности, инженеры вычислили «транспортные издержки» обитателей океанов. Для этого ученые составили уравнение, описывающее движение животного в воде с учетом его массы, размеров и сопротивления воды. Инженеры использовали его для вычисления мощности, которую развивают мышечные «двигатели» нескольких десятков видов рыб, китов и дельфинов. Полученные значения нельзя сравнивать между собой – они не учитывают многих биологических параметров, в том числе скорость метаболизма, массу мускулов и манеру плавания. Чтобы решить эту проблему, группа Патанкара создала особый «коэффициент энергопотребления», в который включены все эти параметры.

Сравнив значения этого коэффициента для тунцов, китов и других видов рыб и млекопитающих, Патанкар и его коллеги обнаружили, что энергоэффективность крупных и небольших рыб и млекопитающих практически одинакова. Это означает, что все морские животные, начиная с небольших подвидов тунца и заканчивая многотонными кашалотами, выделяют примерно равные доли «энергобюджета» на движение.

Авторы статьи провели аналогичные расчеты для птиц и насекомых, среди которых были и микроскопические мушки, и альбатросы с трехметровым размахом крыльев. И в этом случае инженеры получили одинаковые значения «коэффициента энергопотребления». Опираясь на эти данные, Патанкар и его коллеги говорят о том, что представления об «экономности» движений больших животных не соответствуют действительности. По словам ученых, эти же формулы можно применять и для оценки экономичности автомобилей.

Униформа для картеля Далее в рубрике Униформа для картеляВ победившем мексиканский картель «Тамплиеры» народном ополчении произошел второй раскол Читайте в рубрике «Наука и технологии» Казань выбрала лучшие стартапыИнвесторы на Kazan Startup Weekend в ИТ-парке начали сотрудничество с несколькими стартапами Казань выбрала лучшие стартапы

Комментарии

13 мая 2014, 10:28
Сравнивать животных и автомобили на мой взгляд не совсем уместно. Либо тогда сравнивать большие и маленькие автомобили между собой.
Самое главное,что ученые наконец то поняли,что наши машины,на сколько идеальны бы они не были,совсем не эффективны если сравнивать их размеры и энергопотребление.
13 мая 2014, 15:43
Так этому раньше нас еще с малых лет учили - о том, что муравей куда сильнее слона!
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Не пропустите лучшие материалы!
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»