В кишечнике акулы увидели изобретение Николы Теслы
Полученные 3D-изображения поразили исследователей - они показывают, что кишечник акулы функционирует точно так же, как изобретенный Николой Теслой односторонний клапан.
Статья исследователей опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B, а краткий отчет об этой работе публикует Phys.org. Ученые сразу отмечают, что о питании акул, вопреки расхожему мнению, науке известно мало.
Специалисты мало знают о том, что едят акулы, и еще меньше о том, как они переваривают пищу и какую роль играют в экосистеме океана. Новое исследование было призвано раскрыть хотя бы часть этих тайн.
Удивительно, но до сих пор существовали лишь "наброски", иллюстрирующие пищеварительную систему акул. Пожалуй, впервые для изучения этого вопроса были применены передовые технологии. Исследователи провели целую серию 3D-сканирований с высоким разрешением. Они получили детальные 3D-изображения кишечников почти трех десятков видов акул.
"Пришло время использовать современные технологии, чтобы взглянуть на эти поистине удивительные спиральные кишечники акул, - говорит ведущий автор работы Саманта Ли, доцент Калифорнийского государственного университета в Домингес-Хиллз. - Мы разработали новый метод цифрового сканирования этих тканей, и теперь можем рассматривать их в мельчайших подробностях, не разрезая эти ткани".
Для создания трехмерных снимков исследователи использовали компьютерный томограф лаборатории Friday Harbor Laboratories, работающий, впрочем, как стандартный компьютерный томограф. Сначала была сделана серия рентгеновских снимков под разными углами, а затем с помощью компьютера эти снимки были объединены. Это позволило получить качественные трехмерные изображения и обнаружить несколько новых аспектов функционирования кишечника акулы.
Ученые установили, что спиралевидные органы пищеварения акул замедляют движение пищи и направляют ее вниз по кишечнику, полагаясь на силу тяжести в дополнение к перистальтике, ритмическому сокращению гладких мышц кишечника.
Эта функция оказалась аналогом одностороннего клапана, который известный физик Никола Тесла изобрел более века назад. Данный клапан позволяет жидкости течь в одном направлении без обратного потока и помощи со стороны каких-либо движущихся элементов.
По словам Ли, большинство акул обычно проводят дни или даже недели между обильными приемами пищи. Вероятно, на этот цикл настроен и их пищеварительный тракт. Подобно работе клапана Николы Теслы, их кишечник способен удерживать пищу в организме и долгое время поглощать как можно больше питательных веществ. Замедленное движение пищи через кишечник, обеспеченное его спиральным устройством, вероятно, позволяет акулам не только как можно дольше сохранять пищу, но и потреблять как можно меньше энергии для ее переваривания.
"Подавляющее большинство видов акул и большая часть их физиологии полностью не известны, - говорит соавтор исследования Адам Саммерс. - Каждое наблюдение естественной истории, внутренняя визуализация и анатомическое исследование открывают нам то, о чем мы раньше не могли даже догадываться".