Механизм лакания
Вопрос о том, как именно пьют кошки, волновал ученых давно, и в 40-х годах прошлого века профессор Г. Эдгертон из Массачусетского технического института использовал стробоскопическую съёмку для того, чтобы раскрыть механизм кошачьего лакания.
Работы по изучению того, как пьёт кошка, были продолжены в наше время с помощью высокоскоростной съёмки. На этом замедленном видео хорошо видно, как кошка лакает молоко и какие именно движения совершает кошачий язык.
Однако выводы Эдгертона о том, что кошки при лакании используют язык как своеобразную перевёрнутую ложку, оказались не совсем верными. Ряд учёных из различных научных заведений, включая тот же Массачусетский технический институт, доказали, что все дело в адгезии (прилипании жидкости к языку) и высокой скорости движений.
И даже пошли дальше, создав механическую имитацию кошачьего языка. На видео, замедленном в 100 раз, хорошо видно, что жидкость какое-то время держится на поверхности прибора и поднимается вверх.
Почему кошки лакают?
Процесс питья у кошек оказался куда сложнее, чем представлялось. Чтобы узнать, как жидкость попадает кошкам в пасть и почему удивительные создания развили именно такой механизм, биологи и инженеры провели эксперимент.
Чтобы выяснить, как кошки лакают, профессор Массачусетского технологического института (MIT) Гарольд Эдгертон (Harold Edgerton) использовал стробоскопическую съёмку ещё в 1940 году. Тогда стало известно, что кончик своего языка животные загибают не вперёд, что кажется логичным, а назад, так что первой в жидкость попадает верхняя часть языка. На этом вроде бы секрет лакания был раскрыт. Понадобилось ещё полвека, чтобы понять — это не так.
Роман Стокер (Roman Stocker) и его коллеги из MIT, политехнического института Вирджинии (Virginia Tech) и Принстона (Princeton University) показали: деликатные животные вовсе не пользуются языком как ложкой. Более того, выясняется, что язык кошек практически не проникает ниже поверхности воды или молока, а только лишь слегка касается её. Эта тактика радикально отличается от лакания у собак, которые черпают жидкость, делая из языка подобие ложки.
На это занятное исследование Стокера подтолкнуло наблюдение за собственным котом. Вместе со своим коллегой Педро Рейсом (Pedro Reis) Роман часами просиживал перед миской Катта-Катта (имя кота), ожидая, когда тот соизволит попить. Наготове стояла высокоскоростная камера. Снятые ею кадры и послужили опорой для дальнейшей работы. На представленном видео Катта-Катта лакает с замедлением в 12 раз.
Таким образом удалось узнать главный секрет лакания. Когда кончик языка дотрагивается до жидкости, некоторая её часть в силу адгезии прилипает к поверхности языка. А поднимается он очень быстро — за доли секунды. В результате часть воды или молока увлекается вверх. Между языком и поверхностью жидкости в миске формируется столбик, непрерывно меняющий свою длину и толщину. В этом столбике борются две силы — инерции движущейся жидкости и тяжести. Этот хрупкий баланс постоянно меняется. Но кошка инстинктивно знает, в какой момент он наиболее точен: животное быстро закрывает рот, когда колонна жидкости имеет наибольший размер, при этом верхнюю часть вкусного столбика мурка словно откусывает. Опираясь на данные съёмок, авторы работы составили математическую модель лакания. А чтобы обобщить её на всех кошек, учёные нашли на YouTube записи, на которых были запечатлены лакающие тигры, львы, леопарды, ягуары, гепарды и рыси.
Внимательно рассмотрев кадры, биологи пришли к выводу, что большие кошки лакают точно так же, как домашние Felis catus. Разница только в частоте движений: домашняя кошка лакает около четырёх раз в секунду, а большие представители семейства кошачьих — несколько реже. И это согласуется с моделью: больше язык, больше объём воды, меньше скорость, при которой в столбе жидкости достигается баланс между инерцией и земным притяжением. Удивительная сноровка кошачьих, разумеется, выработалась в ходе эволюции. Если кошка поторопится закрыть рот, ей достанется меньше жидкости, а если чуть-чуть промедлит – молоко и вовсе упадёт обратно в миску и челюсти сомкнутся вокруг пустого места. Для того чтобы уточнить тонкие детали процесса, учёные даже построили робототехнический заменитель языка кошки, с большой скоростью дотрагивающийся до воды и поднимающийся обратно. В видеоролике движение этого аппарата показано с замедлением в 100 раз.
Остаётся понять, почему коты пришли к такому необычному способу поглощения жидкости. У Романа и его коллег имеется предположение: всё дело в некоторой нелюбви кошек к воде и их природному стремлению к чистоте. Кошачий способ лакания намного аккуратнее собачьего. Он позволяет в большей степени сохранить сухими чувствительные области вокруг носа и великолепные усы (вибриссы), помогающие хищнику ориентироваться в темноте. Катта-Катта заодно помог исследователям обнаружить, что крошечные волоски на языке, которые, как когда-то предполагалось, помогают кошкам захватывать жидкость, не участвуют в процессе.
Исследователи разглядели, как кошки лакают молоко
Для проигрывания необходимо включить поддержку Java-скрипта и установить новую версию Flash
Запустить в Real Player или Windows Media Player
Любителей кошек давно занимал вопрос: как их братьям меньшим удается так элегантно утолять жажду? Похоже, ученые добрались до истины.
Над разгадкой трудилась целая команда исследователей, вооруженных высокоскоростными камерами и, конечно, сами кошки.
Выяснилось, что представители семейства кошачьих используют более утонченный технический подход к процессу утоления жажды, по сравнению, например, с собаками, пьющими довольно неряшливо, что позволяет кошкам «сохранить лицо».
Человек, как и некоторые животные – например, овцы и лошади — во время потребления жидкости буквально втягивает ее в рот; собаки сворачивают язык в форме чаши; кошки же, в свою очередь, лишь прикасаются к поверхности воды, не расплескивая ее.
Результаты научных изысканий опубликованы в журнале Science.
Кошачья природа
Исследование проводил биофизик Роман Стокер из Массачусетского технологического университета. К этим наблюдениям его подтолкнула собственная кошка по имени Ката-Ката.
«Я понял, что за этим нехитрым действием кроется интересная биологическая проблема. После этого проект начал разрастаться», — рассказал Стокер.
Язык кошки во время питья заворачивается внутрь
Вместе с коллегами из Политехнического института штата Вирджиния и Принстонского университета Стокер начал наблюдать за своей кошкой и фиксировать ее действия с помощью высокоскоростной камеры.
«Во время контакта с языком жидкость прилипает к его поверхности. Затем кошка втягивает язык, создавая туннель, по которому вода поднимается к горлу», — объясняет Стокер.
Также ученым удалось установить, что язык кошки во время питья заворачивается внутрь, а не по направлению к носу, а маленькие волоски на кошачьих языках, вопреки существовавшим представлениям, не имеют прямого отношения к процессу лакания.
Для полноты картины, используя полученные знания, был создан мини-робот, имитирующий кошачий язык
Кошки против собак
Наблюдая за обитателями зоопарка, а также просматривая видео на интернет-портале YouTube, исследователи пришли к выводу, что большие кошки — такие как тигры, леопарды и гепарды — применяют в условиях естественной среды обитания тот же метод лакания, что и их домашние собратья.
Стокер и его коллеги не могут однозначно сказать, почему семейство кошачьих выработало такой сложный механизм, но они подозревают, что это возможно связано с их неприязнью к контакту с водой.
«Кошачье лакание кажется куда более опрятным по сравнению с собачьим: они не расплескивают воду вокруг себя, но при этом умудряются утолять жажду ничуть не хуже,» – объясняет ученый.
«Возможно, это объясняется особой чувствительностью кошачьей морды, и особенно области носа и усов, которую они стремятся всеми силами сохранить в сухости», — полагает Стокер.
«Я уверен, что кошки осведомлены о природе жидкостей намного лучше собак,» – добавил он.
Какую воду давать коту
Хозяева домашних животных часто не задумываются о качестве воды, которой поят своих питомцев. Между тем качество воды напрямую связано со здоровьем животного. Стоит внимательно относится к вопросу, какую воду давать коту или кошке. Особенно это важно для котят и породистых животных.Совет ветеринара
Кошки, склонные к мочекаменной болезни, должны обязательно выпивать свою норму воды. Особенно это касается кастрированных котов на сухом кормлении. Для поения выбирайте не очень глубокую и широкую миску. При питье усы у животного не должны сворачиваться. Неудобная миска может отбить у кота охоту пить.
Можно ли поить кота водопроводной водой?
Почти все, не задумываясь, поят котов водой из под крана. Да и они сами нередко забавно лакают проточную воду. Кошки чувствуют жидкость, насыщенную кислородом, поэтому и предпочитают ее. Можно также наблюдать, как кошки пьют воду из аквариума, там она также обогащена кислородом из-за наличия аэратора или растений.
Однако водопроводная вода также таит в себе опасности.
- Во-первых она пахнет хлоркой и кошки пьют ее неохотно.
- Во-вторых из-за износа труб в воде содержатся ржавчина и другие вредные вещества для организма животного.
Поэтому ветеринары настоятельно не рекомендуют поить кота водопроводной водой без очистки.
Можно ли давать кошке водопроводную воду?
Многие думают, что кипяченая вода для животных полезней, чем из-под крана. Но это не совсем так. При кипячении часть воды испаряется. А в жидкости появляется осадок, вода становится «тяжелой». А это может способствовать развитию болезней мочеполовой системы вашего питомца.
Так какую же воды лучше давать кошке или коту
Можно совершенно безопасно поить животное бутилированной водой. Минусом является то, что это дополнительные затраты.
Поэтому идеальным решением станет покупка и установка питьевого угольного фильтра. Он позволит совместить пользу проточной воды и чистоту бутилированной. Кроме того, воду из фильтра можно пить и хозяевам.
Здесь важно понимать, что для человека воду из угольных фильтров надо обязательно кипятить, т.к. эти устройства не очищают воду от бактерий, которые безопасны для животного, но могут вызвать желудочные расстройства у человека.
Наш магазин предлагает вам купить проверенные высокотехнологичные фильтры под мойку Гейзер, Аквафор или Raifil. Эти отечественные и южнокорейские фильтры имеют множество международных сертификатов качества. Фильтры соответствуют российским ГОСТам.
Кошки научили людей правильно лакать
Тщательно изучив механизм лакания у кошек, механики поняли, в чем секрет кошачьей элегантности. Более того, они смогли воспроизвести процесс при помощи модельных экспериментов. И теперь надеются применить полученные знания, чтобы создавать биомеханических роботов.
Ученые продолжают изучать механику, казалось бы, простых и всем известных движений домашних животных. После отряхивающейся собаки они взялись за кошку, лакающую молоко. Оказалось, что это поведение вовсе не такое простое, как кажется. Оно основано на использовании физических законов, точнее, на соблюдении точного баланса двух физических сил. Роман Стокер (Roman Stocker) и Педро Рейс (Pedro Reis) из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) построили физическую модель, описывающую лакание кошки, и вычислили все его параметры.
Как пить против силы тяжести
Наземные позвоночные животные должны были научиться пить воду. Поскольку кувшины, чашки и прочие удобные приспособления для питья придуманы только человеком, животные чаще всего вынуждены пить из водоемов, то есть, с горизонтальной поверхности воды, поднимая ее вверх против силы тяжести. Для этого существует два способа. Свиньи, овцы, лошади всасывают воду. Хищники так не могут, они или лижут жидкость (из совсем мелких лужиц на поверхности), или лакают из глубоких емкостей. Наверное, далеко не все знают, что кошки и собаки лакают по-разному. Собаки лакают шумно – они зачерпывают воду загнутым языком и несут ее в рот. Кошки действуют совсем по-другому. У них это получается очень аккуратно (так что ни шерсть, ни чувствительные вибриссы не намокают) и очень элегантно.
Механику кошачьего лакания невозможно разглядеть невооруженным глазом, так как домашняя кошка совершает очень частые движения языком – четыре раза в секунду. Ученые проанализировали видеозапись лакания, а для наглядности построили физическую модель, имитирующую движения кошачьего языка.
Кошка – это совсем не собака
Ученые вели наблюдения за 10 домашними кошками, в числе которых была и кошка Стокера – восьмилетняя Катта Катта. И выяснили, что в отличие от собаки, кошка не погружает язык в жидкость, а касается ее поверхности только кончиком. При этом язык изгибается крючком, но ничего не зачерпывает. Благодаря адгезии к влажному языку и силе инерции в момент, когда язык отрывается от поверхности и поднимается, за ним тянется столбик жидкости. Под действием силы тяжести этот столбик разрывается, но в этот момент кошка успевает закрыть рот, чтобы поймать висящую на языке каплю.
В эксперименте ученые имитировали кончик языка стеклянным диском. Когда диск отрывается от поверхности, за ним тянется столбик жидкости. На модели диаметром, соответствующем размеру кончика языка домашней кошки, удалось рассчитать необходимые скорость движения и частоту лакания. «Кошка лакает так быстро и с такой частотой, чтобы соблюдать точный баланс между силой инерции и силой тяжести», — объясняет Педро Рейс. В противном случае ее язык будет работать вхолостую. Ученые шутят, что кошки умнее некоторых из нас в вопросах гидродинамики.
Крупные кошки лакают реже мелких
Тигры, львы, пантеры и ягуары лакают таким же способом. Но их язык работает медленнее, чем у домашней кошки. Ученые теоретически вычислили, что частота лакания должна зависеть от массы животного, чтобы удерживать баланс двух сил. Они проверили это в эксперименте со стеклянным диском большего диаметра, а также изучив видеозаписи лакания крупных кошачьих хищников. Предположение подтвердилось: чем больше масса, тем реже животные работают языком.
Изучением кошачьего лакания ученые занимались не для забавы. Возможные перспективы для применения полученных результатов они указывают в статье, опубликованной в Science. Язык приспособлен для подобных точных движений потому, что он «без костей», но так же действует и хобот слона, и щупальце осьминога. И изучив, как двигаются мягкие живые структуры, люди вполне могут создать мягких биомеханических роботов для самых разнообразных целей.
