Волосы на теле помогают животным оставаться чистыми - и могут вдохновить на новые технологии

Понаблюдайте за мухой на кухонном столе — она лапками чистит свои крылышки, очень, очень осторожно. Хотя мы этого не видим, поверхность животного покрыта пылью, пыльцой и даже клещами.

Все животные, включая нас, людей, относятся к чистоте так же серьезно. Мы можем целый день купаться, а также можем неделями убирать наше жилище. Поддержание чистоты своего тела и дома может быть столь же важной для жизни, как еда, дыхание и спаривание.

Тем не менее, теме гигиены и уборки уделялось мало внимания. Как же происходит очистка в природе и действительно ли у животных есть определеные принципы для получения чистоты.

Изучение лучших способов очистки не только позволит нам понять скромную муху, но и создаст новые виды устройств, которые дольше остаются чистыми.

Волосы значительно увеличивают площадь поверхности тела

Чтобы понять, как животные чистятся, нужно сначала понять, как они пачкаются. Грязь накапливается на поверхности животного как следствие жизни. Площадь поверхности животного определить не так просто, как измерить размеры картонной коробки. Большинство животных — от комаров до слонов — волосатые. За пределами кожи существа волосы обеспечивают дополнительную поверхность, где может накапливаться грязь.

В среднем волосы увеличивают видимую площадь поверхности животного в сто раз. Таким образом, кошка имеет площадь поверхности стола для пинг-понга. (Это объясняет, почему так трудно содержать домашних животных в чистоте.) Шиншилла имеет площадь поверхности внедорожника. А морская выдра имеет площадь поверхности хоккейного катка.

У нас на голове около 100 000 волос. Количество волос у других животных ошеломляет. У бабочки 100 миллиардов волос, что в 10 раз больше, чем у бобра. У пчелы 3 миллиона волосков, столько же, сколько у белки.

Более того, у животных столько же типов волос, сколько у нас типов причесок. У животных есть трихия, колючки, макротрихия, щетинки, чешуя, шерсть всех форм и размеров. Ясно одно: волосы увеличивают площадь поверхности тела, что значительно усложняет проблему очистки. Что бы вы предпочли вымыть: линолеум или ковер?

Волосы как средство для чистки

Чтобы очистить свое тело, почти у всех насекомых есть волосатые ноги, каждая из которых напоминает пипидастр. Наблюдение за тем, как ноги взаимодействуют с волосами на теле, раскрывает одну из удивительных особенностей волос. Ученые использовали высокоскоростную видеокамеру, чтобы наблюдать, как плодовая муха чистит голову руками. Частицы, прикрепленные к волосам тела, катапультируются почти в 1000 раз быстрее, чем гравитация, гораздо быстрее, чем муха может двигать своими конечностями.

Волосы, которые первоначально служили посадочными площадками для пыли, теперь действуют как требушеты, вызванные движущимися над ними волосатыми руками.

Есть два основных принципа очистки. Первая — использование собственных источников энергии животного для очистки. Примеры — уход за шерстью (вылизывание кошек, очищение крыльев мухи с помощью волосатых лапок), который подобен уборке пылесосом ковра и требует энергии для перемещения щетки.

Другой пример — мокрые собаки. Мокрая собака вращает свое тело на высокой скорости, как стиральная машина. Частицы грязи и капли удаляются, расходуя энергию собаки в процессе.

Кроме того, существуют возобновляемые стратегии очистки — те, которые не требуют энергии от животного.

Одним из примеров являются ресницы. Когда мы идем вперед, поток воздуха, создаваемый ресницами, уменьшает накопление частиц в два раза.

А что если, наблюдая за гигиеной животных, мы сможем использовать их способы очистки в технологиях. То, как животные становятся чистыми, является взаимодействием между поверхностью животного, его поведением и энергией окружающей среды. Животное очищается бесплатно, если оно имеет правильную поверхность. Когда у нас будет понимание этого процесса, возможно, мы сможем разработать новые устройства, которые тоже будут самоочищаться бесплатно.

Фото: ilike.pet