Наверное, мало найдется людей, которые никогда бы не видели, как пьет кошка. И многие из них задумывались, как именно она это делает. С человеком в этом плане все понятно – он просто всасывает воду. Так же, кстати поступают и многие другие животные – овцы, коровы, не говоря уж о наших ближайших родственников. Собачьи поступают иначе – они для питья используют язык, который превращается в ложку.
Кошки же ведут совершенно иначе. Еще раз представьте собачью миску – вода разбрызгивается, морда, вся мокрая. Кошки же походят к водопою деликатно, лакают аккуратно, остаются при этом чистенькие и сухие. Просто идеальные воришки – стоит только отвернутся и сметанного похитителя можно опознать только по довольной морде.
Еще в 1940 году Гарольд Эдгертон из Массачусетского технологического института занимался изучением способов питья у кошек. Его инновацией было использование стробоскопической съемки. Тогда удалось установить только «неправильный» загиб языка, не вперед ложкой, а назад.
Работы Эдгертона продолжил Роман Стокер из того же института и его коллеги. Подвигло ученого на такой шаг наблюдение за собственным котом. Роман записывал на видео процесс и потом просматривал записи в очень, замедленном режиме (до 67 раз). Кстати просмотр записей оказывается полезным не только для научных исследований, но и для получения скидок, которые дает, например, интернет-магазин skveez.com . И результаты оказались ошеломляющими. Начать с того, что бытовало мнение о необходимости волосков на языках кошачьих именно для лакания. В исследованиях доказано, что это не так. Механизм совершенно отличен, от всех иных способах питья. Кошка лишь слегка касается языком жидкости и только самой поверхности. Часть воды прилипает к языку за счет адгезии. Затем следует быстрое движение языка, в результате которого вода увлекается вслед за языком, и начинает приподниматься, образуя столбик. Причем процесс образования этого столбика нелинейный – сначала идет наращивание объема водного столба, потом достигается некоторый максимум и далее столбец истощается и падает. Вот в момент наибольшей полноты столбца кошка быстро смыкает челюсти, как бы откусывая верхнюю часть столбца. Просто удивительно как мог возникнуть именно такой механизм питания. Тем более, что необходим очень тонкий баланс в определении момента «откусывания»: чуть раньше или позже и животному достанется значительно меньшее количество жидкости.
Предполагается, что причиной такого интересного поведения стала особая чувствительность вибрисов кошек, расположенных на морде, нелюбовь к намоканию. Что еще интересно, такой способ характерен для всех представителей кошачьих. Это было проверено учеными по видеозаписям больших кошек (львов, тигров, леопардов). На основе разработанной математической модели был создан робот-лакатель. А так же показано, что частота лакания обратно пропорциональна размеру кошки и языка соответственно.
Наверное, каждый владелец кота или кошки хотя бы раз наблюдал за тем, как его питомец лакает воду. У этих животных данный процесс получается непринужденным и очень аккуратным. Кошка пьет воду совсем не так, как человек. Она лакает, погружая в жидкость самый кончик языка, а затем быстро убирая его в рот.
Собака пьёт воду иначе. Она делает язык в форме ложки, после чего зачерпывает им воду и глотает. В отличие от кошек, у собак процесс поглощения воды происходит менее аккуратно: они могут разбрызгивать жидкость.
Процесс поглощения жидкости
Специально для того чтобы найти ответ на этот вопрос, ученые проводили исследования. В процессе они выяснили, что особый механизм поглощения жидкости у этих животных связан с поверхностным натяжением, которым обладает вода. Если понаблюдать за котом, то можно увидеть следующее: когда животное хочет сделать глоток, оно выгибает кончик языка в виде буквы L, после чего касается водной глади ровной частью изгиба. Затем животное очень быстро поднимает язык.
Язык кошки действует наподобие поршня. Он тянет за собой столбик воды. Это хорошо видно на замедленной съемке процесса лакания. Как только часть жидкости попадает кошке в рот, она глотает ее. Это необходимо сделать быстро, чтобы не дать воде осесть. Пьющая кошка погружает язык в воду 4 раза за секунду.
В более медленном ритме у животного лакать питьевую воду просто не получится. За каждый раз зверьку попадает в рот примерно 0,1 мл воды.
Почему природа придумала такой сложный механизм поглощения жидкости у котов? Все дело в том, что эти животные не очень любят воду. Наверное, почти каждый владелец знает, как трудно искупать кошку. Именно из-за неприязни к жидкости пушистые хвостатые пьют таким образом, чтобы не намочить шубку и усы. Наслаждаясь водой, животное остается полностью сухим.
Съемка раскрыла секрет лакания
Для объяснения природы лакания специалист Гарольд Эджертон из Массачусетского технологического института в 1940 году проводил эксперимент, в ходе которого использовал стробоскопическую съёмку. Тогда же было доказано, что животное при лакании сначала касается поверхности воды верхней частью язычка.
Поразительная способность кошки «играть с земным притяжением» не ограничивается ее умением балансировать, прыгать и приземляться, а распространяется еще и на механизм лакания.
Собака при питье попросту сворачивает язык «ковшиком» и зачерпывает им воду, расплескивая ее вокруг и на себя. Другое дело - кошка. С 40-х годов, благодаря серии стробоскопических снимков инженера из Массачусетса Дока Эджертона, было известно, что лакая, кошка опускает язык вертикально вниз к жидкости и заворачивает самый его кончик крючком - буквой J - так, что воды фактически первой касается внешняя поверхность языка.
Сегодня междисциплинарная группа исследователей продемонстрировала, что изгиб наружной поверхности - единственная часть кошачьего языка, которая вообще соприкасается с жидкостью. В отличие от собаки, кошка не погружает язык в воду, а, слегка коснувшись изогнутым кончиком поверхности, тут же втягивает его обратно вверх, при этом между движущимся языком и поверхностью молока образуется молочный «столбик». Этот столбик образован тончайшим балансом между гравитацией, под воздействием которой жидкость стремится упасть обратно, и силой инерции, заставляющей движущуюся жидкость продолжать движение кверху. Баланс между этими силами кошка поддерживает инстинктивно - лакая с поразительно точной частотой: если ритм лаканий изменится хоть на долю секунды, непрерывная «нитка» жидкости оборвется.
Домашняя кошка лакает со скоростью около четырех движений языка в секунду, при каждом движении перемещается около 0,1 мл жидкости; крупные кошачьи, например тигры, - медленнее, потому что имеет значение также площадь языка животного.
Роман Стокер из Массачусетского технологического института, Педро Рейс и Сунван Юнь из университета Вирджинии и Джефри Аристоф из Принстона снимали лакающими домашнюю кошку Стокера и тигров, ягуаров и львов из зоопарков Новой Англии. Кроме того, возможно впервые в истории научных публикаций в журнале Science, в исследовании в были использованы также ютьюбовские видеоролики с лакающими хищниками.
С помощью видеозаписей исследователям удалось установить скорость и частоту движения лакающих языков. На основе размера языка и его скорости была построена математическая модель для расчета отношения между силами гравитации и инерции. Для кошек всех видов и размеров этот показатель одинаков.
Аристоф, математик, изучающий поведение жидких поверхностей, считает, что исследование очень выиграло благодаря многопрофильности группы: в нее вошли инженеры, физики и математики. “В начале проекта мы не были уверены, что механизм кошачьего лакания как-то связан с механикой жидкого тела”, - уточняет Юн, инженер, изучающий поведение мягких объектов, вроде рыб, и окружающей их водной среды. Сама идея исследования возникла три с половиной года назад, когда Стокер, изучавший механизмы движения жидкости в связи с перемещениями океанских микробов, посмотрел, как пьет его кошка, и задумался. Именно она, восьмилетняя Кутта-Кутта, и стала звездой видео и фотосъемок исследования.
Учеными руководило, по словам Стокера, исключительно любопытство и восхищение красотой инженерных решений природы; исследование не потребовало ни финансовых вложений, ни больших человеческих ресурсов, разве что огромного терпения, чтобы выжидать с наведенной на кошачью плошку камерой, когда кошка соблаговолит попить.
Наверняка все видели, как кошка лакает молоко, а многие при этом и задумывались - ну почему природа избрала такой неожиданный способ для питья у этих животных?
Всё дело в том, что губы хищников, в частности кошек, обладают гораздо меньшей подвижностью, чем у травоядных или человека. Проще говоря, губы кошек не способны вытягиваться «трубочкой», однако пить как-то надо, вот и был найден выход - затягивать жидкость в рот с помощью языка.
Механизм лакания
Вопрос о том, как именно пьют кошки, волновал ученых давно, и в 40-х годах прошлого века профессор Г. Эдгертон из Массачусетского технического института использовал стробоскопическую съёмку для того, чтобы раскрыть механизм кошачьего лакания.
Работы по изучению того, как пьёт кошка, были продолжены в наше время с помощью высокоскоростной съёмки. На этом замедленном видео хорошо видно, как кошка лакает молоко и какие именно движения совершает кошачий язык.
Однако выводы Эдгертона о том, что кошки при лакании используют язык как своеобразную перевёрнутую ложку, оказались не совсем верными. Ряд учёных из различных научных заведений, включая тот же Массачусетский технический институт, доказали, что все дело в адгезии (прилипании жидкости к языку) и высокой скорости движений.
Коты пьют молоко: подборка видео
Вместе с тем, сказанное выше вовсе не означает, что коты готовы ограничиться только данными им природой способностями. Если, конечно, им немного помогут.
Посмотрите видео, на котором кот пьёт молоко прямо из-под коровы.
Ну, и наконец, ещё одно видео котов, пьющих молоко. Причём даже сражающихся за него. Правда, очень вежливо и спокойно.
Кот открывает банку с молоком и требует бутылочку
Некоторые питомцы проявляют просто недюжинные умственные способности, чтобы добыть вожделенное лакомство. Посмотрите, как кот открывает банку с молоком.
А этот, не такой уж и маленький кот сосёт молоко из бутылочки, буквально вырвав её из рук хозяина.
Макает в блюдце лапу
Допустим, кот лакает молоко из маленького блюдца - что здесь такого? А то, что делает он это ну очень необычно - лениво развалившись, макая лапу.
Процесс питья у кошек оказался куда сложнее, чем представлялось. Чтобы узнать, как жидкость попадает кошкам в пасть и почему удивительные создания развили именно такой механизм, биологи и инженеры провели эксперимент.
Чтобы выяснить, как кошки лакают, профессор Массачусетского технологического института (MIT) Гарольд Эдгертон (Harold Edgerton) использовал стробоскопическую съёмку ещё в 1940 году. Тогда стало известно, что кончик своего языка животные загибают не вперёд, что кажется логичным, а назад, так что первой в жидкость попадает верхняя часть языка. На этом вроде бы секрет лакания был раскрыт. Понадобилось ещё полвека, чтобы понять - это не так.
Роман Стокер (Roman Stocker) и его коллеги из MIT, политехнического института Вирджинии (Virginia Tech) и Принстона (Princeton University) показали: деликатные животные вовсе не пользуются языком как ложкой. Более того, выясняется, что язык кошек практически не проникает ниже поверхности воды или молока, а только лишь слегка касается её. Эта тактика радикально отличается от лакания у собак, которые черпают жидкость, делая из языка подобие ложки.
На это занятное исследование Стокера подтолкнуло наблюдение за собственным котом. Вместе со своим коллегой Педро Рейсом (Pedro Reis) Роман часами просиживал перед миской Катта-Катта (имя кота), ожидая, когда тот соизволит попить. Наготове стояла высокоскоростная камера. Снятые ею кадры и послужили опорой для дальнейшей работы. На представленном видео Катта-Катта лакает с замедлением в 12 раз.
Таким образом удалось узнать главный секрет лакания. Когда кончик языка дотрагивается до жидкости, некоторая её часть в силу адгезии прилипает к поверхности языка. А поднимается он очень быстро - за доли секунды. В результате часть воды или молока увлекается вверх. Между языком и поверхностью жидкости в миске формируется столбик, непрерывно меняющий свою длину и толщину.
В этом столбике борются две силы - инерции движущейся жидкости и тяжести. Этот хрупкий баланс постоянно меняется. Но кошка инстинктивно знает, в какой момент он наиболее точен: животное быстро закрывает рот, когда колонна жидкости имеет наибольший размер, при этом верхнюю часть вкусного столбика мурка словно откусывает. Опираясь на данные съёмок, авторы работы составили математическую модель лакания. А чтобы обобщить её на всех кошек, учёные нашли на YouTube записи, на которых были запечатлены лакающие тигры, львы, леопарды, ягуары, гепарды и рыси. Внимательно рассмотрев кадры, биологи пришли к выводу, что большие кошки лакают точно так же, как домашние Felis catus. Разница только в частоте движений: домашняя кошка лакает около четырёх раз в секунду, а большие представители семейства кошачьих - несколько реже. И это согласуется с моделью: больше язык, больше объём воды, меньше скорость, при которой в столбе жидкости достигается баланс между инерцией и земным притяжением.
Удивительная сноровка кошачьих, разумеется, выработалась в ходе эволюции. Если кошка поторопится закрыть рот, ей достанется меньше жидкости, а если чуть-чуть промедлит – молоко и вовсе упадёт обратно в миску и челюсти сомкнутся вокруг пустого места.
Для того чтобы уточнить тонкие детали процесса, учёные даже построили робототехнический заменитель языка кошки, с большой скоростью дотрагивающийся до воды и поднимающийся обратно. В видеоролике движение этого аппарата показано с замедлением в 100 раз.
Остаётся понять, почему коты пришли к такому необычному способу поглощения жидкости. У Романа и его коллег имеется предположение: всё дело в некоторой нелюбви кошек к воде и их природному стремлению к чистоте. Кошачий способ лакания намного аккуратнее собачьего. Он позволяет в большей степени сохранить сухими чувствительные области вокруг носа и великолепные усы (вибриссы), помогающие хищнику ориентироваться в темноте.
Катта-Катта заодно помог исследователям обнаружить, что крошечные волоски на языке, которые, как когда-то предполагалось, помогают кошкам захватывать жидкость, не участвуют в процессе.