Императоры глубин: Акулы. Самые загадочные, недооцененные и незаменимые стражи океана - [12]

Вдохновившись плакоидной чешуей акулы, сотрудники Гарвардской школы инженерных и прикладных наук стали искать способы улучшения аэродинамики крыльев. Они взяли гладкое крыло, добавили к нему напечатанную на 3D-принтере плакоидную чешую и стали исследовать влияние на аэродинамику. При помощи сложного программного обеспечения инженерам удалось провести испытания в цистернах с водой и сделать компьютерный анализ гидродинамики. Они обнаружили, что за крылом с прикрепленными плакоидами образовывались вихри. Возникала короткая область местного отрыва потока. Зубики образуют вихри, благодаря которым лобовое сопротивление снижается на 10 % [11]. Кроме того, инженеры из Гарварда выяснили, что зубики способствовали увеличению подъемной силы и даже помогали поддерживать ее и при более высоких углах набегающего потока. Таким образом, плакоидная чешуя одновременно и увеличивает подъемную силу, и снижает сопротивление, что приводит к отличным гидроаэродинамическим результатам [12].

Это объясняет молниеносную скорость движения акулы в воде, и инженеры мечтают сымитировать строение тела акулы и применить его на самолетах, вертолетах и других воздушных судах. Кроме того, инженеры могут использовать его при проектировании ветряных турбин, чтобы улучшить их производительность. В недалеком будущем могут появиться различные улучшенные формы крыльев, так что обществу нужно благодарить акул за то, что они вдохновляют инженеров на совершенствование дизайна.

Помимо мозга и плакоидной чешуи, природа одарила акул и другими новшествами. Одно из наиболее существенных среди них – печень, способная хранить запасы жира и поддерживать акулу на плаву на длинных дистанциях. С ходом эволюции рыбы стали полагаться на плавательный пузырь, который обеспечивает плавучесть и позволяет экономить энергию. Обычно это два наполненных газом мешка, расположенные в спинной части. Акулам, у которых плавательный пузырь отсутствует, тоже нужно было что-то для поддержания плавучести. Печень, способная выступать в роли резервуара жировых запасов, выполняет двойную функцию: она снимает проблему плавучести и обеспечивает акулу энергией для преодоления длинных дистанций.

Однако путешествия на длинные дистанции стали возможны не только благодаря жировым запасам. У акул есть грудные плавники, которые расходятся в стороны подобно крыльям самолета. Акула использует хвост, чтобы двигаться вперед, а грудные плавники – для вертикальных перемещений. Хотя жир в печени и способствует плавучести, у большинства акул она отрицательная. Это значит, что их тело плотнее вытесняемой жидкости, и они могут утонуть, если не будут двигаться. Однако белым акулам удалось извлечь пользу из этого очевидного недостатка. Когда акула при помощи хвоста начинает движение, развернув грудные плавники книзу, отрицательная плавучесть позволяет ей скользить вниз, затрачивая минимум усилий. Достигнув определенной глубины, акула разворачивает боковые плавники кверху и, используя хвост в качестве мотора, снова может подниматься. Такой тип плавания называется дрифт-дайвингом, он позволяет акулам с высокой эффективностью преодолевать большие расстояния, поскольку в таком случае затрачивается гораздо меньше энергии – в некоторых случаях на 50 % меньше, чем если бы акула плыла прямо на определенной глубине [13].

И Мэри Ли, и Люси, и другие их сородичи осуществляют невероятно длинные путешествия по всему миру, используя этот способ плавания. Ученым удалось отследить заплывы больших белых акул от Мексики до Гавайских островов и обратно. Любой автолюбитель скажет, что во время подобного пути потребуется множество остановок на заправочных станциях. Чтобы проехать такое расстояние, обычному автомобилю потребуется 37 дозаправок. Но где может подзаправиться акула? Как выясняется, акулы не охотятся во время таких переходов: они полагаются только на внутренние запасы энергии. В отличие от китов и наземных животных, которые во время длительных путешествий могут расходовать энергию из подкожных запасов жира, акулы таковыми не обладают: они состоят сплошь из мышц, как олимпийские пловцы. Чтобы преодолевать большие расстояния, акулы полагаются на жир, хранящийся в печени, как в топливном баке. Печень акулы, расположенная в брюшной полости, имеет огромные размеры, она простирается от пищевода до брюшного плавника. На жир в печени приходится около четверти общего веса акулы – таким образом, у животного массой 900 килограммов будет 225 килограммов жира, или 60 галлонов топлива: это в два раза больше топливного бака автомобиля Cadillac Escalade.

До того как Национальный институт исследований воды и атмосферы в 2012 году начал устанавливать метки на акул, считалось, что большие белые акулы могут жить только в холодной воде. Однако после пяти лет кропотливой работы выяснилось, что новозеландские белые акулы зимой мигрируют в тропические воды, предпочитая проводить время с апреля по сентябрь севернее, при более теплых температурах. Преодолевая такие расстояния, Шак и другие белые акулы подтверждают, что они выдающиеся путешественники; в прохождении длинных дистанций они могут сравниться с серыми и горбатыми китами. Максимальное зафиксированное расстояние, на которое удалялись новозеландские акулы, – 3200 километров. Согласно данным, полученным с маячка, белые акулы обычно преодолевают 160 километров за день, в то время как люди в среднем проходят в день 4 километра.