Ученые выяснили, кто победит в гонке между черепахой и зайцем
Черепаха должна одержать безоговорочную победу над зайцем в гонке из басни Эзопа за счет своей выносливости, если они будут двигаться всю свою жизнь. К такому выводу пришли американские биологи, опубликовавшие статью в журнале Scientific Reports.
"Басня Эзопа повествует о соревновании между быстрым, но несобранным зайцем, и медленной, но целеустремленной и выносливой черепахой. Люди, которые ее слушают, часто удивляются победе рептилии, откуда пошло выражение "тише едешь, дальше будешь". На самом деле, с точки зрения биологии ее выигрыш никого не должен удивлять", - рассказывает Адриан Беджан (Adrian Bejan) из университета Дьюка в Дареме (США).
На Земле существуют десятки видов животных, способных бегать, летать, прыгать или передвигаться иными способами со скоростью машины, самолета или других рукотворных объектов, считающихся эталоном быстроты. С другой стороны, очень медленные существа, такие как ленивцы, черепахи, коалы и морские коньки никуда не исчезли и процветают уже многие миллионы лет.
Это стало возможно благодаря тому, что быстрые и медленные животные занимают разные экологические ниши и добывают пищу по-разному. Как правило, последние питаются более доступной, но менее калорийной пищей, а первые - более качественной едой, которую значительно сложнее достать.
Различия в манере добывания пищи, как объясняет Беджан, напрямую влияют на манеру передвижения животных - медленные живые существа вынуждены перемещаться постоянно в поисках еды, тогда как их "быстрые" конкуренты проводят большую часть времени на месте, копя энергию для следующего "марш-броска".
Подобные соображения заставили ученых проверить, кто действительно будет быстрее на протяжении всей жизни и кто пройдет наибольшее расстояние, с поправкой на размеры - постоянно мигрирующая черепаха или заяц, проводящий большую часть дня в бездействии.
Для этого они создали компьютерную модель и того, и другого участника забега, которая учитывала то, как много энергии они тратят во время движения и как быстро они ее восстанавливают, а также массу других физиологических и физических параметров, в том числе вес, плотность среды и прочие вещи.
Используя эти наборы формул, биологи просчитали то, кто победит в Эзоповой гонке, а также раскрыли массу других интересных закономерностей. К примеру, они выяснили, почему самые быстрые летуны среди птиц и насекомых отличаются малыми размерами, а самые быстрые плавающие существа, наоборот, принадлежат к числу самых крупных обитателей глубин.
Среди сухопутных животных ситуация была сложнее - чем меньше они были, тем быстрее они могли двигаться, но при этом их выносливость начинала резко падать. Как показали расчеты Беджана и его коллег, чем крупнее обитатель суши, тем эффективнее он расходует энергию на передвижение.
Благодаря этому слоны, черепахи и другие медленные, но большие животные, в общей сложности "наматывают" больше километров за всю свою жизнь, чем гепарды, зайцы и прочие быстрые животные.
Аналогичным образом, как отмечают ученые, можно просчитывать летные характеристики боевых и гражданских самолетов - истребители и перехватчики могут двигаться быстро, но проводят большую часть времени на земле из-за того, что они крайне неэффективно расходуют топливо.
С другой стороны, бомбардировщики и авиалайнеры не имеют подобных проблем и могут находиться в воздухе очень долго. Подобные соображения можно использовать при конструировании новых поколений этих машин и подборе их оптимальных характеристик.
