Кошки живут рядом с людьми уже не одно тысячелетие. И все это время остаются для нас неординарными, а порой и загадочными существами. Недаром так популярны фотографии, мемы и комиксы с котиками. Впрочем, о чем тут говорить, интернет-то уже давно под их контролем (тсс..., официально это тайна)…
Современные технологии постепенно приоткрывают завесы кошачьих тайн. К примеру скоростная съемка позволила узнать, как же кошки умудряются падать на лапы. Оказалось, что в использовании законов физики пушистики любого инженера оставят в дураках. Данный факт всецело подтверждает и изучение на первый взгляд такого простого процесса лакания. Что же необычного в том, как пьют кошки?
Полагали, что тут все ясно
Вплоть до начала XXI столетия в таком привычном действии никто не усматривал ничего необычного. Считалось, что мурлыки просто зачерпывают воду свернутым «ковшиком» языком. К тому же имелось этому и вполне зримое доказательство. Еще в прошлом XX веке профессор Массачусетского технологического института (MIT) Гарольд «Док» Эдгертон (Harold «Doc» Edgerton) использовал стробоскопическую съемку, чтобы запечатлеть то, что недоступно нашему восприятию из-за высокой скорости.
Так благодаря его стараниям в 1940 году появился фильм «Quicker'n a Wink», замедленно и в подробностях показывающий зрителям доселе невиданное: летящую пулю, падающие капли, взмахи крыльев колибри и движение языка лакающей кошки. В следующем году ставшая хитом короткометражка удостоилась Оскара.
На черно-белых кадрах видно, что мурлыка опускает свой язык вертикально вниз, заворачивает кончик назад в подобие буквы J и втягивает обратно в рот. То есть тот же «ковшик, как и у собак. Только пьют пушистики при этом намного аккуратнее. Ну на то они и кошки.
Секрет лакания казался раскрытым, пока данным процессом вплотную не занялся еще один научный сотрудник того же Массачусетского технологического института Роман Стокер (Roman Stocker). Поскольку основная специальность у него гидромеханика, не очень-то и удивительно, что Романа заинтересовало, каким же образом его любимый домашний мурлыка перемещает жидкость из миски себе в рот.
Для удовлетворения своего любопытства Стокер собрал команду таких же как он сам энтузиастов. В нее вошли его коллега из MIT Педро Рейс (Pedro Reis), Сунван Юнь (Sunghwan Jung) из Политеха штата Вирджиния (Virginia Polytechnic Institute and State University) и Джефри Аристофф (Jeffrey Aristoff) из Принстонского университета (Princeton University). Результатом их проводившихся в свободное время три с половиной года научных изысканий стала в ноябрьском онлайн-выпуске авторитетного журнала Science.
Оказалось, что все сложней и интересней
Исследовательская работа началась со скоростной съемки кота Стокера. Последний на пару с Педро Рейсом часами караулили пушистого у миски, дожидаясь момента, когда тот соизволит попить. Как позже шутил Стокер, кот вел себя как капризная кинозвезда. Впрочем, это вполне соответствовало его имени – ведь Катта-Катта (Cutta Cutta) на языке аборигенов Австралии и есть «звезды-звезды» (его хозяин в свое время стажировался в Университете Западной Австралии).
Анализ видео показал, что пушистики не пользуются языком как черпаком. Они вообще не погружают его в жидкость, в отличие от собак. Когда кончик кошачьего языка соприкасается с жидкостью некоторое ее количество за счет адгезии прилипает к его поверхности. Поскольку кошка тут же начинает втягивать язык обратно, то по инерции часть жидкости тянется за ним вверх, образуя своеобразный «столбик».
Помимо увлекающей вверх инерции, на жидкость в «столбике» воздействует также сила тяжести. Она тянет ее вниз, стремясь вернуть обратно «украденное». Поддержка динамического равновесия между этими направленными в разные стороны силами и позволяет мурлыке напиться. Данный баланс постоянно изменяется, влияя на толщину «столбика». Однако кошка закрывает рот и откусывает его верхнюю часть именно в тот момент, когда он наиболее толстый. Разумеется, она проделывается все это инстинктивно.
А вот ученым пришлось заняться расчетами, проанализировав помимо домашних пушистиков видео с пьющими львами, ягуарами, леопардами, тиграми, гепардами и рысями. В результате была создана математическая модель сего процесса. Оказалось, что скорость движения языка (то есть частота лакания) зависит от размера площади его соприкосновения с жидкостью. Поэтому большие кошки пьют медленнее мелких.
Сам же механизм питья у них у всех одинаков. Домашней кошке требуется двигать языком с частотой около четырех раз в секунду. За каждым разом она захватывает таким образом около 0.1 мл жидкости. Если поторопится закрыть рот – получит меньше, чуть замешкается – все упадет обратно.
Для проверки своих математических построений исследователи даже сделали специальную робототехническую модель кошачьего языка, которая на практике подтвердила теорию. Осталось дело за малым – выяснить, почему кошки избрали такой экстравагантный способ питья.
