Hogyan jár egy iguán a vízen - a tudomány spektruma
Mint egy iguána sétál a vízen
A sisak bazilikák arról híresek, hogy egyedülállóan képesek futni a vízen. A leguánák családjából származó olajbarna gyíkok, a két világos oldalsó csíkkal és a sötét keresztirányú foltokkal legfeljebb 80 centiméter hosszúak és 200 grammosak. A test hosszúságának körülbelül kétharmadát kitevő óriási farok mellett különlegességek a nevét adó fejvédős sisak és a hímek magas hátsó címere.
Az állatok Közép-Amerika trópusi esőerdőiben élnek, és apró állatokkal és gyümölcsökkel táplálkoznak. Általában túlnyúló ágakon ülnek a víztest szélén. Ha megijednek, beleesnek a vízbe, és félegyenesen lecsapnak a hátsó lábukra a tó vagy a folyó felszínén; a fiatal állatok úgy tűnik, hogy teljesen elcsúsznak a levegőben, míg a felnőtt példányok kissé elsüllyednek. A baziliszkák úszásban és búvárkodásban is kiválóak; de amikor a víz felszínén sprintelnek, sokkal nagyobb sebességet érnek el, akár tizenkét kilométer per órát, így könnyen megúszhatják a támadó vízi állatokat.
A csodás közeli levitáció fizikai hátterének részletesebb vizsgálata érdekében videofelvételeket készítettünk hét vízen át járó baziliszkáról, és mechanikus modelleket készítettünk. Ez lehetővé tette számunkra, hogy percenként részletesen kövessük a mozgás sorrendjét, és meghatározzuk, hogy melyik alkatrészek mennyit járulnak hozzá az emeléshez.
Először is, a baziliszkusz két hátsó lábának egyikét, amelynek öt hosszú, karmos ujja van, a víz felszínére csapja. 90 gramm körüli, közepes méretű állatnál a víz felületi feszültsége, amely akkor hatékony, ha érintkezik a lapos talppal, a test levegőben tartásához szükséges erő 23 százalékát adja. A következő másodperc töredékében a gyík csapkodó mozdulattal tolja lefelé terjedő lábát, így hirtelen kiszorítja a vizet, és levegővel teli mélyedést hoz létre. A baziliszk úgyszólván taszítja magát az eldobott víztömeg ellen, és egyúttal felhasználja a víz felszínének és a talpa alatt levő, levegővel töltött üreg aljának hidrosztatikus nyomáskülönbségét. A víz felületi feszültségével együtt számításunk szerint mindkét hatás a terhelhetőség 111 százalékát képes előállítani, amelyre egy teljesen kifejlett gyíknak szüksége van, hogy ne süllyedjen el. A mindössze két gramm tömegű fiatal állatoknak a szükséges felhajtóerő 225% -át el kell érniük, ami megmagyarázza, miért elegánsabban és könnyebben száguldoztak a víztesteken.
De hogyan biztosítja a gyík, hogy a láb lenyomásakor kapott emelés ne vesszen el újra, amikor felemelik? A trükk az, hogy még mielőtt bezárulna, húzza ki a lábát a levegőben töltött üregből; ily módon az állat elkerüli a folyadék sokkal nagyobb súrlódási ellenállását. A közelebbi vizsgálat során kiderült, hogy a lábujjait hátrafelé nyújtotta, közben kinyújtotta őket, és lehetővé tette, hogy a lába kicsússzon a vízből, miközben még mindig levegő vette körül.
Hasznos lehet a keskeny bőrvarrat a lábujjak szélén. Mint egy ejtőernyő, akkor is felfújja, ha vízbe merül, így növelve a keresztmetszetet és ezáltal az taszító hatást. Kihúzva azonban összeomlik, ami keskenyebbé teszi a lábat, így jól illeszkedik a korábban létrehozott, levegővel töltött üregbe.
A baziliszkák kivételével csak néhány szövedékes lábú vízimadár járhat át a víz felszínén; a fizikai mechanizmus azonban más, és még nem vizsgálták pontosan. Mindenesetre az emberek nem tanulhatnak meg semmit a baziliszkáktól - csak azt, hogy ne próbáljanak meg sétálni a vízen. Egy 80 kilogrammos testtömegű felnőtt férfinak 110 km/h (30 m/s) sebességet kell elérnie, és 15-szer annyi izomenergiát kell termelnie, mint amennyit anyagcsere-gépe képes produkálni.