Слюна лягушек оказалась механическим аналогом «лизуна»

Hew Hamilton / Flickr

Американские ученые объяснили, что делает язык лягушек таким липким: оказалось, что дело в сочетании очень мягкого и эластичного языка со слюной, обладающей свойствами неньютоновской жидкости. Статья опубликована в журнале Journal of the Royal Society Interface.

Многие виды лягушек ловят добычу, «выстреливая» в нее длинным липким языком. Язык, в покое свернутый во рту, выбрасывается с огромной точностью и скоростью: лягушка может поймать насекомое всего за 0,07 секунды (чтобы моргнуть, человек тратит примерно в пять раз больше времени). При этом лягушка может захватывать добычу, по массе превышающей массу ее тела в полтора раза.

Уникальные свойства лягушачьего языка давно интересуют ученых: первое посвященное им исследование было сделано еще в 1849 году. Язык лягушек часто сравнивают с клейкой лентой, и традиционно считается, что его способность захватывать добычу определяется именно его клейкостью. Однако сама по себе клейкость у лягушачьего языка не очень высока: у геккона токи, например, она еще выше. Авторы новой статьи решили выяснить, какие еще свойства обеспечивают языку лягушки такую высокую эффективность.

Для этого ученые снимали высокоскоростное видео леопардовых лягушек (Rana pipiens), поедающих сверчков, моделировали захват добычи языком с помощью механических моделей и измеряли физические свойства языков и слюны восьми видов лягушек (а также, для сравнения, языка и слюны человека).

Оказалось, что язык лягушек очень мягкий: в 10 раз мягче, чем язык человека (мягкость измеряли как модуль Юнга — сопротивление материала растяжению и сжатию при упругой деформации). Благодаря этому он имеет амортизирующие свойства: при столкновении с добычей язык не отталкивает ее, а, поглощая силу удара, «обтекает» со всех сторон. Благодаря этому слюна, которой покрыт язык, проникает во все складки экзоскелета насекомого. При этом слюна, как выяснили авторы, представляет собой неньютоновскую жидкость. Это жидкость, которая в своем течении не подчиняется закону вязкого трения Ньютона, меняя свою вязкость в зависимости от градиента скорости внешнего воздействия (пример такой жидкости — игрушка «лизун», или слайм). В случае слюны лягушки вязкость жидкости уменьшается при увеличении скорости (такая жидкость называется псевдопластичной). Благодаря этому слюна легко обтекает все тело насекомого при столкновении с ним, а затем, пока язык движется обратно ко рту, крепко держит ее приклеенной.

Те же свойства слюны помогают лягушкам и снимать добычу с языка, чтобы проглотить ее. Во время глотания лягушки помогают себе глазами, опуская их внутрь глазниц и проталкивая пищу в пищевод. Такое воздействие на язык снова уменьшает вязкость покрывающей его слюны, и добыча легко соскальзывает с языка.


Софья Долотовская

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.