211service.com
Fiskflyg
Bågskytten är känd för sin smygande förmåga att spotta vattenstrålar på intet ont anande insekter och slå dem från överhängande löv i vattnet nedanför. När en insekt väl har skjutits ner blir det dock ett rättvist spel för alla passerande rovdjur. Men det råkar vara så att fisken också kan kasta sig upp ur vattnet från nästan stillastående för att fånga den tumlande insekten i luften, vilket säkerställer att ingen annan konkurrent stjäl dess byte.
MIT-ingenjörer har detaljerat hydrodynamiken för bågskyttens raketliknande hopp i Journal of Experimental Biology . Medförfattare är Anna Shih, SM ’10, Leah Mendelson, SM ’13, PhD ’17, och Alexandra Techet, SM ’98, PhD ’01, docent i maskinteknik.
Efter att ha tränat fem små bågskyttar för att på ett tillförlitligt sätt hoppa efter mat, placerade forskarna dem i en tank med vatten fröad med polyamidpartiklar - små pärlor som var osynliga för blotta ögat. En laser placerad under tanken belyste pärlorna med infrarött ljus; en höghastighetskamera fångade pärlornas rörelse och därmed riktningen och hastigheten för eventuella virvlar som produceras i vattnet.
Teamet hängde sedan upp bitar av frystorkade räkor ovanför tanken på höjder från en fjärdedel till mer än två gånger en fisks kroppslängd. Kameran registrerade 98 hoppsekvenser, i genomsnitt cirka 16 till 24 hopp per fisk.
Bildruta för bildruta analyserade teamet varje fisks rörelser medan de hoppade, såväl som riktningen och hastigheten för partiklarna som förflyttades av fiskens rörelser, och identifierade tre allmänna hoppfaser: svävning, dragkraftsproduktion och glidning.
Genom att växelvis flaxa med sina bröstfenor och stjärtfenor kan en fisk sväva på plats precis under vattenytan när den letar efter byte. Den höjer sedan sina bröst- och bäckenfenor samtidigt som den slår med svansen tills den producerar tillräckligt med dragkraft för att kasta sig ut ur vattnet. När fisken väl har brutit sig genom vattnet och upp i luften glider den upp till betet utan att ge ytterligare dragkraft.
Anmärkningsvärt nog kunde fiskarna skjuta upp sig själva till en höjd så stor som 2,5 gånger sin kroppslängd. I genomsnitt varierade de maximala hastigheterna under varje körning från 0,6 till 1,7 meter per sekund i kvadrat.
[Olympiskt] rekordet för 100 meter frisim är lite under 50 sekunder, så två meter per sekund, säger Mendelson. Så dessa fiskar är nästan lika snabba som en olympisk simmare, men går faktiskt upp snarare än horisontellt.