Как ползает улитка?
Для перемещения по горизонтальной поверхности улитке вовсе не нужна слизь: она ползает, словно гусеница, сгибая и распрямляя поочерёдно участки своей ноги в направлении от хвоста к голове. А слизь используется лишь при передвижении вверх-вниз, когда нужно то приклеиваться, то отклеиваться от поверхности.
Нога улитки, вид снизу (фото Georgette Douwma). |
И впрямь — как ползает улитка? Вопрос далеко не праздный: механизм её перемещения пытаются использовать в робототехнике, в медицинском приборостроении. Дистанционно управляемый эндоскоп, ползающий на манер улитки, позволил бы детальным образом изучать полостные органы и в значительной мере облегчил бы диагностику заболеваний.
Долгое время считалось, что улитка ползает благодаря своей слизи. Ещё 30 лет назад учёные обнаружили, что улитки и слизни выделяют не совсем обычную слизь: она работает как клей, но при возрастании давления слизь разжижается и может перетекать под ногой улитки. Считалось, что моллюск спереди сильно надавливает на поверхность, слизь в этом месте разжижается и устремляется назад, толкая улитку вперёд. Нечто «водомётное», совершенно верно.
Зоологи из Университета Карла III в Мадриде (Испания) усомнились в этой теории.
Видео: As crawling snail HD
В их экспериментах улитки легко ползали по горизонтальной поверхности, смоченной водой. Это навело исследователей на мысль, что слизь для перемещения не так уж и нужна. Чтобы следить за улитками, учёные использовали технологию, разработанную для изучения перемещения отдельных клеток (амёб, иммунных клеток и т. д.). Ведь улитки, как и отдельные клетки, решают сразу две задачи — перемещения и прикрепления к поверхности.
Если посмотреть на ползущую улитку, вы заметите, как по её ноге проходят волны — от хвоста к голове. Волны эти бегут гораздо быстрее, чем движется сама улитка. Целью наблюдений было выяснить, отрывает ли улитка конечность от поверхности. Если бы нога всё время находилась в контакте с опорой, пусть даже и смазанной слизью, то моллюск, очевидно, не смог бы перемещаться за счёт собственных движений ноги, и особенные свойства слизи были бы тут как нельзя кстати. Но оказалось, что улитка всё же отрывает от поверхности тот участок ноги, через который проходит мускульная волна, и это мускульное движение может толкать животное вперед без помощи слизи. Поэтому-то улитка и могла перемещаться по поверхности, смоченной водой.
Видео: Как ползет улитка
Очень похоже движется гусеница: она сгибает тело посередине, потом выпрямляется, опираясь на заднюю часть, и толкает переднюю вперёд. У гусениц и улиток отделившийся от опоры участок тела уменьшает трение и облегчает перемещение. Исследователи использовали специальный деформируемый гель, по которому ползали улитки. Зная силу, которую нужно приложить к гелю, чтобы деформировать его в той или иной степени, можно было оценить показатели улиток.
При этом улиточья слизь всё же находит применение — при движении по вертикальным поверхностям и «вниз головой». Здесь слизь как раз выполняет функцию клея, который делается то более, то менее прочным.
