Promatranje kako mačka jede i pije. Kako mačka pije mlijeko: usporeni video

Vjerojatno je svaki vlasnik mačke barem jednom gledao kako njegov ljubimac pije vodu. Za ove životinje ovaj je proces opušten i vrlo oprezan. Mačka potpuno drugačije pije vodu od čovjeka. Lapa, uranja vrh jezika u tekućinu i zatim ga brzo povlači u usta.

Pas drugačije pije vodu. Oblikuje jezik u oblik žlice, zatim njime zahvati vodu i proguta. Za razliku od mačaka, psi manje pažljivo upijaju vodu: mogu prskati tekućinu.

Proces apsorpcije tekućine

Znanstvenici su proveli istraživanje kako bi pronašli odgovor na ovo pitanje. Pritom su otkrili da je poseban mehanizam apsorpcije tekućine kod ovih životinja povezan s površinskom napetosti koju ima voda. Ako promatrate mačku, vidjet ćete sljedeće: kada životinja želi popiti gutljaj, ona savija vrh jezika u obliku slova L, nakon čega ravnomjernim dijelom krivulje dodiruje površinu vode. . Tada životinja vrlo brzo podiže jezik.

Mačji jezik se ponaša kao klip. Za sobom vuče stup vode. To se jasno može vidjeti na usporenoj snimci procesa lappinga. Čim malo tekućine uđe mačka u usta, ona je proguta. To se mora učiniti brzo kako bi se spriječilo taloženje vode. Mačka koja pije uranja jezik u vodu 4 puta u sekundi.

U sporijem ritmu životinja kruži piti vodu Jednostavno neće uspjeti. Svaki put životinja dobije oko 0,1 ml vode u usta.

Zašto je priroda ovo smislila složeni mehanizam apsorpcija tekućine kod mačaka? Stvar je u tome što ove životinje baš i ne vole vodu. Vjerojatno gotovo svaki vlasnik zna koliko je teško okupati mačku. Upravo zbog svoje nesklonosti tekućini, dlakave životinje piju tako da ne smoče krzneni kaput i brkove. Dok uživa u vodi, životinja ostaje potpuno suha.

Snimanje je otkrilo tajnu lappinga

Kako bi objasnio prirodu lappinga, stručnjak Harold Edgerton s Massachusetts Institute of Technology proveo je 1940. eksperiment u kojem je koristio stroboskopsku fotografiju. Istodobno je dokazano da kada životinja lapa, prvo dotakne površinu vode. gornji dio jezik

Vjerojatno je malo ljudi koji nikad nisu vidjeli mačku kako pije. A mnogi od njih su se zapitali kako ona to točno radi. U tom smislu, s osobom je sve jasno - on jednostavno usisava vodu. Usput, to rade i mnoge druge životinje - ovce, krave, a da ne govorimo o našim najbližim rođacima. Psi se ponašaju drugačije - za piće koriste jezik koji se pretvara u žlicu.

Mačke se ponašaju potpuno drugačije. Još jednom zamislite pseću posudu - voda prska, lice je sve mokro. Mačke, s druge strane, nježno prilaze pojilištu, pažljivo ga tapkaju i ostaju čiste i suhe. Baš savršeni lopovi - čim se okrenu, kremasti lopov prepoznaje se samo po zadovoljnom licu.

Još 1940. Harold Edgerton s Massachusetts Institute of Technology proučavao je navike pijenja kod mačaka. Njegova inovacija bila je uporaba stroboskopske fotografije. Tada je bilo moguće ustanoviti samo "pogrešan" zavoj jezika, ne naprijed sa žlicom, već unatrag.

Edgertonov rad nastavio je Roman Stoker s istog instituta i njegovi kolege. Na ovaj korak znanstvenika je ponukalo promatranje vlastite mačke. Roman je taj proces snimio na video, a potom snimke gledao u vrlo usporenom snimku (do 67 puta). Usput, gledanje zapisa pokazalo se korisnim ne samo za znanstveno istraživanje, ali i ostvariti popuste koje daje, primjerice, internetska trgovina skveez.com. A rezultati su bili zapanjujući. Za početak, vladalo je mišljenje da su dlake na mačjim jezicima potrebne upravo za lapanje. Istraživanja su dokazala da to nije tako. Mehanizam je potpuno drugačiji od svih drugih metoda pijenja. Mačka samo jezikom lagano dodiruje tekućinu i to samo samu površinu. Dio vode zalijepi se za jezik zbog prianjanja. Nakon toga slijedi brzo kretanje jezika, uslijed čega se voda nosi zajedno s jezikom i počinje se dizati, stvarajući stup. Štoviše, proces nastanka ovog stupca je nelinearan - prvo se povećava volumen vodenog stupca, zatim se dostiže određeni maksimum, a zatim se stupac iscrpljuje i pada. U trenutku najveće potpunosti stupa, mačka brzo zatvara čeljusti, kao da odgriza gornji dio stupa. Jednostavno je nevjerojatno kako se točno takav mehanizam prehrane mogao pojaviti. Štoviše, potrebna je vrlo delikatna ravnoteža u određivanju trenutka "odgrizanja": malo prije ili kasnije i životinja će dobiti znatno manju količinu tekućine.

Pretpostavlja se da je razlog ovakvom zanimljivom ponašanju bila posebna osjetljivost mačjih brkova koji se nalaze na licu i njihova nesklonost mokrenju. Ono što je također zanimljivo je da je ova metoda tipična za sve mačke. To su znanstvenici potvrdili pomoću video snimaka velikih mačaka (lavova, tigrova, leoparda). Na temelju razvijenog matematičkog modela izrađen je robot-laker. Također se pokazalo da je učestalost lapiranja obrnuto proporcionalna veličini mačke, odnosno jezika.

Mačja nevjerojatna sposobnost da se "igra s gravitacijom" nije ograničena na njenu sposobnost ravnoteže, skakanja i slijetanja, već se proteže i na njen mehanizam za lapanje.

Dok pije, pas jednostavno savije jezik u "kantu" i njime zahvati vodu, prskajući je oko sebe i po sebi. Druga stvar je mačka. Od 1940-ih, zahvaljujući nizu stroboskopskih fotografija inženjera iz Massachusettsa Doca Edgertona, poznato je da kada mačka lapa, spušta jezik okomito prema dolje prema tekućini i omotava sam vrh u kuku - slovo J - tako da da vanjska površina jezika zapravo prva dotakne vodu.

Danas je interdisciplinarni tim istraživača pokazao da je zakrivljena vanjska površina jedini dio mačjeg jezika koji uopće dolazi u kontakt s tekućinom. Za razliku od psa, mačka ne zaranja jezik u vodu, već ga, lagano dodirujući površinu zakrivljenim vrhom, odmah povlači prema gore, a između pokretnog jezika i površine mlijeka nastaje mliječni "stup". . Ovaj stup je formiran suptilnom ravnotežom između gravitacije, pod čijim utjecajem tekućina teži pasti, i sile inercije, koja tjera tekućinu u kretanju da se nastavi kretati prema gore. Mačka održava ravnotežu između tih sila instinktivno - lapkanjem nevjerojatno preciznom frekvencijom: ako se ritam lapka promijeni čak i na djelić sekunde, neprekinuta "nit" tekućine će prekinuti.

Domaća mačka lapa brzinom od oko četiri pokreta jezika u sekundi, pri čemu svaki pokret pokreće oko 0,1 ml tekućine; velike mačke, poput tigrova, sporije su jer je važno i područje životinjskog jezika.

Roman Stoker s Tehnološkog instituta u Massachusettsu, Pedro Reis i Sunwan Yun sa Sveučilišta u Virginiji i Jeffrey Aristophe s Princetona snimili su Stokerovu kućnu mačku i tigrove, jaguare i lavove iz zooloških vrtova u Novoj Engleskoj kako se međusobno laju. Osim toga, možda po prvi put u povijesti znanstvenih publikacija u časopisu Science, studija je također koristila YouTube videa lapping predatora.

Pomoću video snimaka znanstvenici su uspjeli utvrditi brzinu i učestalost kretanja jezika koji laptaju. Na temelju veličine jezika i njegove brzine izgrađen je matematički model za izračun odnosa između sila gravitacije i tromosti. Ova brojka je ista za mačke svih vrsta i veličina.

Aristof, matematičar koji proučava ponašanje tekućih površina, rekao je da je istraživanju uvelike doprinijela multidisciplinarna priroda tima, uključujući inženjere, fizičare i matematičare. “Na početku projekta nismo bili sigurni ima li mehanizam za lapanje mačke ikakve veze s mehanikom tekuće tijelo“, objašnjava Yun, inženjer koji proučava ponašanje mekih predmeta, poput riba, i vodenog okoliša oko njih. Ideja za istraživanje nastala je prije tri i pol godine, kada je Stoker, koji je proučavao mehanizme kretanja tekućine u vezi s kretanjem oceanskih mikroba, promatrao svoju mačku kako pije i počeo razmišljati. Upravo je ona, osmogodišnja Kutta-Kutta, postala zvijezda videa i fotografije studije.

Znanstvenici su bili vođeni, prema Stokeru, isključivo znatiželjom i divljenjem ljepoti inženjerskih rješenja prirode; Istraživanje nije zahtijevalo nikakva financijska ulaganja niti velike ljudske resurse, osim možda puno strpljenja da se s kamerom uperenom u mačju zdjelicu čeka da se mačka udostoji popiti.

news.mit.edu, Denise Brehm, 2010.

Studije pokazuju da su mačke čak postigle savršenstvo u tome kako upijati vodu. One to rade učinkovitije od svih drugih životinja, tekućina za piće Na sličan način.

Nema sumnje u prirodnu gracioznost i sofisticiranost pokreta domaćih mačaka. Ali jeste li znali da se te iste definicije odnose na to kako mačke piju?

Poznato je da kada mačka lapa, ispruži jezik ravno prema dolje i savije vrh unatrag tako da vrh jezika prvi dotakne površinu tekućine. Ovo je prvi otkrio Harold Eugene "Doc" Edgerton, američki inženjer i izumitelj specijaliziran za elektrotehniku ​​i profesor na Massachusetts Institute of Technology (MIT), snimajući proces lappinga 1940. godine. On je bio pionir u korištenju stroboskopskog efekta u fotografiji za snimanje fragmentiranih akcijskih snimaka.

Video: Pedro M. Reis, Sunghwan Jung, Jeffrey M. Aristoff, Roman Stocker

Međutim, nedavne video snimke velike brzine napravljene na MIT-u, Virginia Techu i Sveučilištu Princeton pokazale su da je vrh mačjeg jezika jedini dio u kontaktu s tekućinom. Mačke, za razliku od pasa, ne uranjaju cijeli jezik u vodu, već ga grabe poput kutlače. Kada mačka pije, njena tehnika je mnogo suptilnija i elegantnija. Mekani vrh jezika jedva dodiruje površinu tekućine prije nego što mačka povuče jezik. U tom slučaju između jezika i površinskog sloja vode stvara se stupac tekućine. Mačka zatvara usta, odrežući vrh stupa tako da joj brada ostane suha.

Kada mačji jezik dotakne površinu vode, tekućina se zalijepi za njega, baš kao što se voda zalijepi za ljudski dlan kada se stavi uz vodu. Ali mačka miče jezikom tako brzo da tekućina na djelić sekunde zadržava svoj smjer kretanja. Prateći jezik, voda svladava silu gravitacije koja ga vuče prema dolje prema tanjuriću. Mačka instinktivno osjeća tu delikatnu ravnotežu snaga. Ona zatvara usta u trenutku kada gravitacija počinje “poražavati” silu površinske napetosti. Kad bi se kretala sporije, stupac tekućine bi se srušio, voda bi se vratila u zdjelicu, a jezik bi ostao suh u ustima.

Domaća mačka pije kružeći jezikom četiri puta u sekundi, dok predstavnici velike vrste, kao što su tigrovi, osjetno su rjeđi. Tigrovi si to mogu priuštiti jer im je jezik znatno veći pa se ravnoteža između sila teže i inercije javlja kasnije.

Znanstvenici su analizirali brze video snimke domaćih i velikih mačaka - tigrova, lavova, jaguara iz Zoološkog vrta Nove Engleske (Boston). Uz to je obrađeno veliki volumen snimke lapanja velikih mačaka, dostupne na YouTubeu.

Kao rezultat, određena je brzina i učestalost pomicanja jezika tijekom pijenja. Nakon što su dobili ove podatke, znajući veličinu jezika, istraživači su stvorili matematički model lapping, koji je omogućio opisivanje interakcije površinske napetosti i gravitacije. Ispostavilo se da za mačke bilo koje veličine, učestalost kojom piju tekućinu odgovara maksimalnoj učinkovitoj vrijednosti.

Kako bi bolje razumjeli suptilnu dinamiku procesa, istraživači su stvorili robotsku verziju mačjeg jezika koji se pomiče gore-dolje iznad tanjurića s vodom. To im je omogućilo studiranje razne aspekte kako mačka pije, i na kraju opišite mehanizam koji je u pozadini ovog procesa.

"Ovo je jedan od najboljih radova kojih se mogu sjetiti, koji ilustrira kako vam gledanje poznatih stvari na nove načine može pomoći da vidite stvari koje nitko prije nije primijetio", rekao je profesor Steven Vogel sa Sveučilišta Duke), biomehaničar koji nije bio uključen u projektu. "Sada kada znam rezultate, vidim da su opis i predložena objašnjenja procesa u potpunosti u skladu s mojim vlastitim anegdotalnim opažanjima o tome kako mačke piju."

Istraživači su započeli svoj rad prije tri godine kada se Stocker, koji je proučavao biofiziku kretanja mikroba u oceanu, zainteresirao kako njegova mačka pije. Upravo je on, 8-godišnji Cutta Cutta, uhvaćen na video i fotografiji istraživača. Poput filmskih zvijezda (Cutta Cutta znači "zvijezde zvijezde" na aboridžinskom jeziku), nije se sramio tjerati ljude da čekaju. Stocker i Reis satima su stajali sa spremnim kamerama, čekajući da Cutta Cutta priđe tanjuriću i popije piće.

Znanost nam omogućuje da pogledamo prirodni procesi drugačijim očima, kako bi razumjeli kako se odvijaju, čak i ako se proučava tako prozaična stvar kao što je mačje lapanje. Ovaj projekt je zahtijevao organiziranu timski rad, kreativan pristup do točke. Istraživanje je provedeno bez ikakvih sredstava, bez ikakvih pomoćnika, bez velika količina oprema. Potvrdili su da se proučavanjem pojava koje su dio naše svakodnevice mogu dobiti vrlo zanimljivi, neočekivani rezultati.

Pokazalo se da je proces pijenja kod mačaka mnogo kompliciraniji nego što se zamišljalo. Kako bi otkrili kako tekućina dospijeva mačkama u usta i zašto su nevjerojatna bića razvila baš takav mehanizam, biolozi i inženjeri proveli su eksperiment. Pokazao je da elegantni mehanizam za lapanje mačaka koristi delikatnu ravnotežu dviju fizičkih sila.

Da bi otkrio kako se mačke lapaju, profesor MIT-a Harold Edgerton koristio je stroboskopsku fotografiju još 1940. godine. Tada je postalo poznato da životinje ne savijaju vrh jezika prema naprijed, što se čini logičnim, već prema natrag, tako da gornji dio jezika prvi ulazi u tekućinu. Čini se da je u ovom trenutku tajna lappinga otkrivena. Trebalo je još pola stoljeća da se shvati da to nije tako.

Sada su Roman Stocker i njegovi kolege s MIT-a, Virginia Tech-a i Sveučilišta Princeton pokazali da osjetljive životinje ne koriste svoj jezik kao žlicu.

Štoviše, pokazalo se da mačji jezici praktički ne prodiru ispod površine vode ili mlijeka, već ih samo lagano dodiruju. Ova se taktika radikalno razlikuje od lapanja kod pasa, koji uzimaju tekućinu koristeći svoj jezik i oblikuju žlicu.

Roman i on domaća mačka imenom Cutta Cutta. Katta-Katta znači "zvijezde-zvijezde" na aboridžinskom jeziku Australije, kaže istraživač (fotografija MIT-a, Pedro Reis, Micaela Pilotto, Roman Stocker).

Stokera je na ovu zanimljivu studiju ponukalo promatranje vlastite mačke. Zajedno sa svojim kolegom Pedrom Reisom, Roman je satima sjedio ispred zdjelice Katta-Catte, čekajući da se on udostoji popiti.

Kamera velike brzine bila je spremna. Snimci koje je snimila poslužili su kao osnova za daljnji rad. U prikazanom videu, Katta-Katta prolazi krug s 12 puta usporavanjem.

Tako je bilo moguće saznati glavna tajna lapping. Kada vrh jezika dotakne tekućinu, nešto se zalijepi za površinu jezika zbog prianjanja. I diže se vrlo brzo – u djeliću sekunde. Kao rezultat toga, dio vode ili mlijeka nosi se prema gore. Stup se formira između jezika i površine tekućine u zdjeli, neprestano mijenjajući svoju duljinu i debljinu.

U ovom stupu bore se dvije sile - inercija tekućine koja se kreće i gravitacija. Ova osjetljiva ravnoteža neprestano se mijenja. Ali mačka instinktivno zna u kojem trenutku je najpreciznija: životinja brzo zatvori usta kada stupac tekućine nestane. najveća veličina, dok se gornji dio ukusnog stupca muka čini kao da je odgrižen. Sljedeći video prikazuje Katta-Katta laptanje 67 puta usporeno.

Nevjerojatna spretnost mačaka, naravno, razvijena je tijekom evolucije. Ako mačka žuri zatvoriti usta, dobit će manje tekućine, a ako malo oklijeva, mlijeko će se potpuno vratiti u zdjelicu, a čeljusti će se zatvoriti. prazan prostor(foto Matt Debouge).

Pažljivo pregledavši snimku, biolozi su došli do zaključka da velike mačke lapaju ga kao kod kuće Felis catus. Jedina razlika je u učestalosti pokreta: domaća mačka krug oko četiri puta u sekundi, a veliki predstavnici obitelji mačaka - nešto rjeđe. I to je u skladu s modelom: veći jezik, veći volumen vode, manja brzina pri kojoj se postiže ravnoteža između inercije i gravitacije u stupcu tekućine.

Kako bi razjasnili sitne detalje procesa, znanstvenici su čak napravili robotsku zamjenu za mačji jezik, koji velikom brzinom dodiruje vodu i podiže se natrag. U videu je kretanje ove naprave prikazano uz usporavanje od 100 puta.

Rezultat rada koji je započeo prije tri godine sada je predstavljen u obliku članka u časopisu Science. Na temelju izvedenih jednadžbi autori su naučili predvidjeti učestalost lappinga ovisno o tjelesnoj težini. Mjerenja stvarne učestalosti iz anketa pokazala su da je model točan. To znači da se princip ispijanja pokazao nepromijenjenim za mačke svih veličina.

Catta-Catta je također pomogla istraživačima da otkriju da sićušne dlačice na jeziku, za koje se nekada smatralo da pomažu mačkama da prihvate tekućinu, nisu bile uključene u proces (MIT fotografija, Pedro Reis, Micaela Pilotto, Roman Stocker).

Stoker naglašava da je obrazac lappinga nastao kao rezultat promatranja svakodnevnih stvari. "Znanost nam omogućuje da na prirodne procese gledamo novim očima i razumijemo kako sve to funkcionira, čak i ako se radi samo o otkrivanju kako moja mačka doručkuje", kaže Roman u