Rodzina turystów w kanadyjskim Steveston Harbor dostała ostatnio nie lada gratkę, gdy przyjaźnie wyglądający lew morski zbliżył się do nich w wodzie. Urocze zwierzę podeszło do krawędzi nabrzeża, a rodzina zaczęła je karmić. Jedna młoda dziewczyna usiadła, aby lepiej się przyjrzeć. Wtedy smakołyk stał się szokiem: lew morski wyskoczył do góry i jednym płynnym ruchem chwycił za suknię dziewczyny i wciągnął ją do wody.
Dziewczynie nic się nie stało – lew morski szybko puścił ją, a inny mężczyzna wyciągnął ją bezpiecznie z wody – ale było to dobre przypomnienie, że lwy morskie wiedzą, jak manewrować swoimi pokaźnymi ciałami w wodzie. Lwy morskie mogą być „kąśliwe”, przyznaje Megan Leftwich, inżynier mechanik z George Washington University. Ale ona uważa, że ten w Steveston Harbor był tylko zabawą. „Właściwie jej nie ugryzł. Po prostu ją wciągnął” – mówi.
Leftwich bada lwy morskie z niekonwencjonalnej perspektywy: dynamiki płynów. Jej doświadczenie nie polega na zachowaniu lwów morskich, ale na tym, jak płyny, takie jak woda, przepływają i poruszają się wokół. Jak się okazuje, wiele z tego, jak lwy morskie nawiguje jego wodnistych okolic można uzyskać poprzez śledzenie tego, co dzieje się z wodą wokół nich.
Jeśli oglądasz wideo z lwa morskiego ciągnąc dziewczynę do Steveston Harbor, można zobaczyć, że lew morski wznosi się prawie prosto z wody, bez pływania do przodu, aby podnieść prędkość. W tym samym ruchu, sięga za barierkę nabrzeża, aby złapać w usta sukienkę dziewczyny, zanim spadnie z powrotem pod powierzchnię. Nic dziwnego, że wszyscy byli tak zaskoczeni; cały incydent wydarzył się w jednej chwili.
Leftwich mówi, że lwy morskie generują ciąg, czyli napęd do przodu, przez zbliżenie płetw przednich do siebie w dużych zamaszystych ruchach zwanych „klapsami”. Ale jeśli wyobrażasz sobie, że płetwy zbliżają się do siebie z głośnym dźwiękiem klaskania, pomyśl jeszcze raz. Kiedy lew morski „klaszcze”, rozciąga płetwy na boki i zsuwa je w dół. Następnie przysuwa płetwy do ciała, tworząc kształt torpedy, która z łatwością sunie po wodzie.
Lew morski jest jedynym ssakiem wodnym, który pływa w ten sposób. Większość pływaków – od tuńczyka do kuzyna lwa morskiego, fok – generuje siłę ciągu z tylnymi końcami ich ciał, używając ogonów do napędzania się przez wodę. Ale lwy morskie używają płetw przednich. Co więcej, są w tym bardzo dobre. Jedno klaśnięcie generuje wystarczająco dużo ciągu, aby pozwolić lwu morskiemu prześlizgnąć się przez wodę, pozostawiając go wolnym, aby skręcić lub toczyć się z bardzo niewielkim dodatkowym ruchem.
Czy lew morski w Steveston Harbor klaskał płetwami, aby wysunąć się z wody? Nawet po obejrzeniu filmu trudno się tego dowiedzieć. „Jest po prostu zbyt wiele niewiadomych, aby to stwierdzić” – mówi Leftwich. „Jak głęboka jest woda, z czego zbudowane jest dno morskie” – to tylko kilka z rzeczy, które musiałaby wiedzieć, aby dowiedzieć się, jak porusza się lew morski. Ale to nie znaczy, że ten film nie ma nic do nauczenia nas o lwach morskich; to nie jest mały wyczyn, aby wyskakiwać z wody i skutecznie złapać człowieka. „To pokazuje jak potężne i precyzyjne one są,” mówi Leftwich.
Innym wyzwaniem dla badaczy jest to, że płetwy lwa morskiego są ukryte przed wzrokiem w mętnej wodzie. Kiedy próbujesz dowiedzieć się, jak lew morski się porusza, Leftwich mówi, że pierwszym krokiem jest złapanie go na podwodnej kamerze. Dlatego ona i jej zespół badaczy spędzili wiele godzin na filmowaniu lwów morskich w niewoli w Smithsonian’s National Zoo, próbując uzyskać wyraźne nagranie wideo klaszczących zwierząt, aby można było zbadać sposób, w jaki ich płetwy poruszają się z klatki na klatkę. Dwie godziny filmowania przynoszą zazwyczaj około dwóch lub trzech minut użytecznego materiału.
Po uchwyceniu klapsa, Leftwich i jej zespół zaznaczają kontur płetwy w każdej klatce, dzięki czemu mogą śledzić jej położenie w przestrzeni w czasie. Śledzenie pojedynczego klapnięcia zajmuje sześć godzin pracy, ale wysiłek się opłaca. Korzystając z danych uzyskanych podczas śledzenia, badacze stworzyli trójwymiarowe diagramy klaskania płetw lwa morskiego. Można na nich zobaczyć, że płetwa lwa morskiego skręca się podczas klaskania.
Leftwich uważa, że skręt może pomóc zebrać wodę przed lwem morskim i pchnąć ją do tyłu, tak aby lew morski mógł wystrzelić do przodu, w ten sam sposób, w jaki robi to człowiek podczas pływania stylem dowolnym lub dowolnym. Aby dokładniej przetestować swój pomysł, ona i jej zespół zbudowali robotyczną płetwę lwa morskiego. Planują użyć go do replikowania ruchów prawdziwego lwa morskiego w laboratorium z mniejszym zbiornikiem, który pozwoli im obserwować ruch wody znacznie dokładniej niż mogliby w dużym zbiorniku w zoo.
Pływające i ślizgające się, toczące się i skręcające, lwy morskie mogą być trudne do śledzenia wzrokiem, a tym bardziej do wyjaśnienia za pomocą nauki. Leftwich nie zorientował się jeszcze dokładnie, w jaki sposób lwy morskie manipulują wodą za pomocą płetw, aby poruszać się z taką zwinnością, ale jest coraz bliżej. Figuring out tej zagadki może być tajemnicą, aby pomóc ludziom budować stealthier autonomiczne łodzie podwodne lub inne pojazdy podwodne, jak magazyn WIRED poinformował w 2015.
W międzyczasie, pamiętaj, aby zachować zdrową odległość od każdego lwa morskiego, które zdarzy ci się zobaczyć, lub możesz być w dla niepożądanej niespodzianki.
Dowiedz się więcej o morzach dzięki portalowi Smithsonian Ocean Portal.
.