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Volo di pesce
Il pesce arciere è noto per la sua capacità furtiva di sputare getti d'acqua contro insetti ignari, facendoli cadere dalle foglie sporgenti nell'acqua sottostante. Una volta che un insetto viene abbattuto, tuttavia, diventa un gioco leale per qualsiasi predatore di passaggio. Ma succede che il pesce può anche lanciarsi fuori dall'acqua da quasi fermo per catturare l'insetto che rotola a mezz'aria, assicurandosi che nessun altro concorrente rubi la sua preda.
Gli ingegneri del MIT hanno dettagliato l'idrodinamica dei salti simili a razzi del pesce arciere nel Giornale di biologia sperimentale . I coautori sono Anna Shih, SM '10, Leah Mendelson, SM '13, PhD '17 e Alexandra Techet, SM '98, PhD '01, professore associato di ingegneria meccanica.
Dopo aver addestrato cinque piccoli pesci arciere a saltare in modo affidabile per il cibo, i ricercatori li hanno collocati in una vasca d'acqua seminata con particelle di poliammide, minuscole perline invisibili ad occhio nudo. Un laser posto sotto la vasca illuminava le perline con luce infrarossa; una telecamera ad alta velocità ha catturato il movimento delle perline e quindi la direzione e la velocità di eventuali vortici prodotti nell'acqua.
Il team ha quindi sospeso pezzi di gamberetti liofilizzati sopra la vasca ad altezze comprese tra un quarto e più di due volte la lunghezza del corpo di un pesce. La telecamera ha registrato 98 sequenze di salti, con una media di circa 16-24 salti per pesce.
Fotogramma per fotogramma, il team ha analizzato i movimenti di ciascun pesce durante il salto, nonché la direzione e la velocità delle particelle spostate dai movimenti del pesce, e ha identificato tre fasi generali di salto: librarsi, produzione di spinta e planata.
Sbattendo alternativamente le pinne pettorali e la pinna caudale, un pesce può librarsi in posizione appena sotto la superficie dell'acqua mentre cerca la preda. Quindi solleva le pinne pettorali e pelviche mentre batte la coda finché non produce una spinta sufficiente per lanciarsi fuori dall'acqua. Una volta che il pesce ha sfondato l'acqua e nell'aria, scivola verso l'esca senza produrre ulteriore spinta.
Sorprendentemente, i pesci sono stati in grado di lanciarsi a un'altezza pari a 2,5 volte la loro lunghezza corporea. In media, le velocità massime durante ogni corsa variavano da 0,6 a 1,7 metri al secondo quadrato.
Il record [olimpico] per i 100 metri stile libero è di poco inferiore ai 50 secondi, quindi due metri al secondo, dice Mendelson. Quindi questi pesci sono veloci quasi quanto un nuotatore olimpico, ma in realtà salgono piuttosto che in orizzontale.