Почему медведи не буксуют?

Александр Гурьянов

Животные удивительно приспособлены для быстрого перемещения там, где человеку трудно или невозможно передвигаться. В Интернете можно видеть фотографии ящериц, бегущих по воде на задних лапах, или скачущих по скалам горных козлов. Снимки обычно сопровождают заголовки о нарушении законов физики. Разумеется, их никто не нарушает. Известно, что парнокопытные могут крепко хвататься за камни копытцами и этим резко увеличивать сцепление с поверхностью.

Непринужденно передвигающиеся по скользкому льду белые медведи также удивляют наблюдателей. Вопрос о том, как им это удается, решила прояснить команда ученых из Университета Акрон (штат Огайо), работаюшая под началом профессора Школы полимеров Али Динойвала (Ali Dhinojwala). Кроме него в команду входили биолог и специалист, занимающийся разработкой автомобильных покрышек. Результаты исследований опубликованы в Journal of the Royal Society Interface в ноябре 2022 года.

С помощью сканирующего электронного микроскопа ученые изучили медвежьи лапы и их реплики, взятые из разных источников, от музеев до таксидермистов. Это были части тел американских медведей, белого, бурого и черного (барибала), а также их дальнего родственника, малайского медведя. Исследователи тщательно исследовали подушечки на лапах и построили характеристики шероховатости поверхности подушечек в диапазоне от долей микорона до миллиметров.

Выяснилось, что на подушечках белого, бурого и черного медведей есть кожные выросты в форме сосков размерами от миллиметра до его долей. Причем у белых медведей по сравнению с близкими родственниками они в 1,2–1,5 раза длиннее и, соответственно, у них на десятки процентов большая площадь. Раньше биологи уже предполагали, что соски предназначены для сцепления со снегом.

Исследователи создали модели подушечек с разной шероховатостью, отпечатали их на полимерах и протестировали их сцепление с заснеженным льдом. Эксперимент доказал, что у лап белого медведя сдвиговые напряжения, преодолевающие трение на 30– 50% выше, чем у бурого или черного. Иными словами, трение лап белого медведя о лед существенно выше, чем у родственников. Этот факт компенсирует даже меньший размер его лап.

Профессор Динойвала, который также изучает механизмы образования снега, надеется продолжить эксперименты на собаках, волках, лисах и даже горных козах. Применить звериные достижения он собирается при разработке новых покрышек для автомобилей и самолетов. Более того, он предполагает внедрить новые способы рифления обуви, особенно специализированной, предназначенной для скалолазов и альпинистов.


Journal of The Royal Society Interface, 2022; 19 (196)

Разные разности
Бактериофаги против дезодорантов
Метагеномный анализ кожной флоры позволил найти главного злоумышленника, виновного в резком запахе пота — это бактерии Staphylococcus hominis. Но можно ли от них избавиться, не убивая другие кожные бактерии? Исследователи предложили логичное реш...
Липучка против трипсов
Химики ищут замену инсектицидам, подсматривая за тем, как разные растения сами защищаются от вредных насекомых. Некоторые растения выделяют липкие вещества из так называемых железистых волосков. К ним прилипают насекомые-вредители и погибают. Эта стр...
Этанол против гриппа
Во время пандемии ковида в соцсетях распространилось видео, на котором наш соотечественник демонстрировал свой метод лечения ковида — ингаляцию парами этанола. Но тогда над ним посмеялись и отмахнулись. Похоже — зря. Японские исследователи ...
Пишут, что...
…за последнее десятилетие плотность тихоокеанских устриц Magallana gigas в двух заливах Южной Калифорнии увеличилась в 32 раза, что совпадает с летним повышением температуры морской воды на 2–4°C… …пластырь с микроиглами против ...