Tajemství pohybu delfínů

Co umožňuje delfínům vyvinout vysokou rychlost bez nadměrné spotřeby energie? Odpověď na tuto otázku vzrušuje vědce už půl století.

Přinesly ji experimenty, při kterých byly na těle delfína rozmístěny senzory a k jeho hřbetní ploutvi magnetofon, který zaznamenával všechna měření přístrojů, aniž by mu překážel v pohybu. Má-li se delfín v moři cítit svobodně, nelze ho pro potřeby experimentu omotat sítí kabelů. Metodika navržená sovětským vědcem E. Romaněnkem umožnila poprvé provést s delfíny hydrodynamické pokusy ve zcela přirozených podmínkách. Badatelé se mnohokrát pokoušeli delfíny dostihnout na rychlých člunech, ale marně.

Delfíni vždy pluli několik metrů před člunem, takže jim byla přisuzována rychlost pohybu 80 až 90 kilometrů za hodinu. Aby takové tempo vydrželi, museli by být sedm až osmkrát silnější. Teprve nedávno se přišlo na to, že delfíni při takových honičkách vlastně chytračí. Člun totiž vodu nejen prořezává, ale část ji hrne současně před sebou, a právě v této vodě delfíni plavou. Efekt je stejný, jako když člověk běží po pohybujícím se eskalátoru. Ve skutečnosti se delfíni nepohybují větší rychlostí než 50 km/h.

Pracují s vodou?

Ale ani na to delfínům nemusí stačit síly. Při určité rychlosti se proudění vody obtékající plovoucí těleso, změní z laminárního v turbulentní a vznikající víry odčerpávají velký podíl vynakládané energie. Bylo tedy logické předpokládat, že delfíni dovedou charakter proudění kapaliny při povrchu svého těla ovládat a tlumit vznik vírů. Je tomu skutečně tak? Odpověď na tuto otázku nezajímala jen biology, ale i inženýry.

Poskytla by totiž možnost konstruovat rychlá a ekonomická plavidla, spotřebovávající třetinu až čtvrtinu energie potřebné pro plavidla soudobá. Řešení se hledalo v Sovětském svazu i v dalších zemích a bylo vysloveno mnoho hypotéz. Někteří badatelé se domnívali, že tělo delfínů je pokryté slizem podobně jako tělo ryb, což jim umožňuje rychlý pohyb. Žádný sliz ale na kůži delfínů zjištěn nebyl.

Další hypotézy

Jiní spatřovali jádro problémů v mazání, poněvadž bylo známo, že delfíni vylučují zvláštní kluzkou substanci, která stéká z očí na tělo a snižuje odpor tření. Takové slzy byly skutečně nalezeny, ale v tak nepatrném množství, že by sotva stačily namazat hlavu. Skupina amerických specialistů vyslovila předpoklad, že po kůži delfínů probíhají vlnovité pohyby, které zabraňují vzniku turbulencí, ale dokázat to nikdo nemohl.

Z jediného získaného snímku se nedalo zjistit, zda po těle delfínů skutečně běží vlna nebo zda se delfín prostě prohnul a na jeho kůži se tím vytvořil záhyb. Přesvědčivé důkazy neposkytly ani prověrky různých hypotéz na modelech. Všichni vědci se totiž snažili rozřešit problém experimenty, při nichž byly na laně vlečeny nepohyblivé makety živočichů, ale s živými delfíny nikdo neexperimentoval. Proto nebylo možné dobrat se jádra problému, který spočívá v tom, jak se delfín pohybuje a prohýbá své tělo.

Otázka rozlousknuta?

Z hydrodynamiky je známo, že se zvyšující se rychlostí proudění kapaliny postupně klesá tlak vyvíjený na povrch tělesa a dochází k likvidaci vírů. Již v roce 1936 britský zoolog D. Grey se zamýšlel nad tím, zda k podobnému efektu nedochází také na povrchu těla delfína. Jeho představa byla, jak se ukázalo, správná, ale nemohl ji dokázat. To se podařilo až E. Romaněnkovi, který řadou experimentů ověřil, že při vzniku rychlosti obtékání delfína vodou skutečně klesá tlak podél jeho těla a turbulentní proudění podél přímé části jeho hřbetu se znovu mění v laminární.

Dochází k tomu proto, že tělo plujícího delfína se osobitým způsobem vlnovitě zvětšuje. Tajemství rychlosti a ekonomičnosti pohybu delfínů tedy spočívá ve způsobu, jakým plavou. Je možné, že tento mechanismus není jediný a vše vysvětlující, ale každopádně ukazuje, že s představou nadpřirozených plaveckých schopností delfínů je nutno se rozloučit. Těžko říci, zda se konstruktéři pokusí projektovat plavidlo z „kývavou“ zádí, ale zřejmě již nebudou utrácet síly a čas v pokusech okopírovat něco, co vlastně neexistuje.

autor: -skm-
foto: Pixabay