Чему можно научиться у животных и растений. Презентация на тему "Чему можно научиться подглядывая за животными?". Птицы глазами инженеров

Почти все, что изобрел человек, уже существовало в природе. Стрекоза была раньше вертолета, рыбы — перед подводными лодками, паутина — прежде всех материалов, а стебли и деревья — до небоскребов. Сегодня мы расскажем, как и чему человек учился у природы.

Плыть, как рыба

Исследователь Малкольм МакИвер и его робот

Морские животные вдохновили людей на массу изобретений. Их обтекаемая форма послужила прототипом для создания кораблей, подводных лодок, атомных бомб.

Акулья кожа, покрытая мелкими чешуйками, стала основой для разработки энергосберегающего покрытия для авиалайнеров, теплоходов и лопастей ветряных электростанций. По подсчетам немецких ученых-разработчиков, если покрыть самолеты и морские суда этим материалом — особой краской, снижающей сопротивление потоку, можно сэкономить до 4,5 млн т топлива в полетах и около 2000 т в год в морских рейсах.

Сейчас ученые из Гарвардского университета пытаются воссоздать кожу акулы мако с помощью 3D-печати, их конечная цель — изготовить высокотехнологичный костюм для дайвинга, который уменьшит сопротивление воды.

Еще одно современное ноу-хау: робот-разведчик, напоминающий рыбу черная ножетелка, что обитает в донных водах Амазонки. Робот, разработанный американскими инженерами, позаимствовал у ножетелки уникальную способность ориентироваться в полной темноте. Исследователь Малкольм МакИвер занимался изучением сенсорной и двигательной систем этих рыб в течение многих лет. Он выяснил, что для ориентации ножетелка посылает слабый электрический импульс, создаваемый особым органом, а для передвижения совершает волнообразные движения длинным нижним плавником. Оба этих свойства были «подарены» новым роботам-водолазам, которые смогут проводить разведку в труднодоступных и малоосвещенных местах, таких как затонувшие корабли.

Тропическая рыба желтый пятнистый кузовок с ее необычными очертаниями вдохновила компанию Mercedes-Benz на создание бионической машины Bionic Car, которая повторяет форму рыбы и благодаря ей передвигается с большой эффективностью.

Летать, как птица

Птицы, бабочки, стрекозы и другие насекомые издавна вдохновляли людей на создание разнообразных летательных аппаратов. Один из пионеров авиации — Леонардо да Винчи зарисовывал полеты птиц разных пород и летучих мышей и пытался воссоздать их способ передвижения. В 1487 году он разработал орнитопер — летательную машину, основанную на птичьем полете. Еще одна идея да Винчи — втяжные лестницы, прототипом для которых служат ноги стрижа. И хотя придуманные да Винчи машины так и не полетели, идеи, позаимствованные у природы, со временем были воплощены другими изобретателями летательных аппаратов.

Например, стрекоза стала прообразом вертолета. Как и насекомое, машина взлетает с места без предварительного разбега, «зависает» в воздухе, садится без пробега. Ее удивительные летательные способности вдохновляли, в частности, изобретателя Игоря Сикорского. Один из его вертолетов был почти точной копией стрекозы: в распоряжении ученого были 2000 воссозданных на компьютере маневров стрекозы в воздухе.

В настоящее время французские инженеры пытаются максимально приблизить конструкцию крыла самолета к крыльям крупных хищных птиц. «Это позволит повысить подъемную силу самолета при малых скоростях, понизить сопротивляемость воздуха, затраты энергии на полет, и, возможно, даже уровень шума, воздействуя на уровень турбулентности потоков», — поясняет разработчик Марианна Браза, представившая крыло-новинку в этом году. Одним из ноу-хау стали тонкие пластинки, которые вибрируют и снижают турбулентность, — у птиц эту задачу выполняют мелкие перья, расположенные на задней кромке крыльев.

Видеть, как кошка

На фото справа: Перси Шо и его коллега

Видеть в темноте человек учился у кошек и сов. Принципы их зрения были использованы при разработке приборов ночного видения.

Кошачьи глаза легли в основу еще одного изобретения — светоотражателя. Его придумал англичанин Перси Шо, когда на темной трассе увидел отражение фар своей машины в глазах кошки. Изобретение «кошачий глаз» было запатентовано в 1934 году и вскоре появилось на дорогах Великобритании, увеличив их безопасность.

Ловить ультразвук, как летучая мышь

Летучие мыши помогли ученым открыть эхолокацию — способ определения положения объекта в пространстве по времени задержки возвращений отраженной волны. Первооткрывателем стал итальянский натуралист и физик Ладзаро Спалланцани: в конце XVIII века он наблюдал за перемещениями летучих мышей в темной комнате и заметил, что эти животные прекрасно ориентируются. В ходе опыта он ослепил нескольких особей и обнаружил, что они летают так же хорошо, как и зрячие. После опыта его коллеги, который залепил воском уши летучих мышей и констатировал, что они натыкаются на все предметы, стало очевидно, что эти животные ориентируются по слуху. Эти знания пригодились лишь в XX веке, когда стало известно об ультразвуке. Ученые создали ряд приборов, в том числе сонар для подводных объектов и морского дна. К эхолокации способны не только летучие мыши, но и киты и дельфины, в меньшей степени некоторые птицы (гуахаро, саланганы), землеройки и мадагаскарский еж тенрек.

Недавно британские инженеры из Саутгемптонского университета представили новый тип радара, который позволит извлекать лыжников из-под лавин и шахтеров из подземных завалов. Автор проекта Тимоти Литон придумал это устройство, удивившись сверхспособностям дельфинов: они ориентируются даже в мутной воде благодаря издаваемым импульсам и безошибочно отыскивают пищу.

Менять окрас, как хамелеон

Многие животные умеют менять окрас и сливаться с окружающей средой. Эту их способность позаимствовали создатели камуфляжа. Разработки в этой области продолжаются. Например, в январе 2014 года американские ученые из Гарвардского университета сообщили, что изучают способности к перемене окраса у каракатицы — они надеются, что это исследование поможет улучшить защитную одежду для солдат.

Позже коллектив ученых из университетов Хьюстона и Иллинойса представил материал, который анализирует окружающую обстановку и автоматически меняет собственную окраску, подстраиваясь под цвет фона. Источником для разработки послужили головоногие моллюски: осьминоги, кальмары и каракатицы.

Прилипать, как геккон

«Липкие» лапы геккона легли в основу ноу-хау от ученых из Стэнфордского университета. Они придумали специальные перчатки с присосками, надев которые любой человек может вскарабкаться на вертикальную стену. Силиконовые присоски, как и лапы геккона, покрыты тысячами волосков, и благодаря межмолекулярному притяжению (Ван-дер-Ваальсовы силы) материал словно приклеивается к поверхности. Испытания прошли в этом году и были похожи на съемки фильма о Человеке-пауке.

Приставать, как репейник

Репейник с его маленькими крючками-зацепками стал прототипом текстильной застежки — липучки. Ее придумал швейцарский натуралист и инженер Жорж де Мистраль, когда чистил от репейника свою собаку после прогулки в горах в 1948 году и задумался, отчего так трудно отлеплять эти плоды растения от шерсти.

Приклеиваться, как моллюски

Плести сети, как паук

Паучья нить отличается необыкновенной прочностью: она в пять раз превышает прочность стали. Согласно расчетам ученых она смогла бы остановить даже авиалайнер, если бы имела толщину карандаша. Неудивительно, что люди издавна пытались воссоздать паучью нить. И в конечном итоге у них получилось произвести столь же прочные материалы, например, полиакрилонитрил. Но ученые пошли еще дальше: в Университете штата Юта паучьи гены были добавлены в ДНК козы, в результате паутину можно отфильтровывать из молока. В 2011 году голландские ученые пытались пойти еще дальше: они соединили искусственную кожу с паутиной, полученной из молока генетически измененных коз, и создали пуленепробиваемую ткань: в ходе испытаний она отразила пули калибра 5,56. В их планах было вживление паутины в человеческую кожу, однако до сих пор о появлении Человека-паука ничего не известно.

Добывать свет, как светлячки

Недавно корейские инженеры изучили наноструктуру брюшка светлячков и создали на ее основе сверхъяркие и более эффективные светодиоды: для этого они изменили микроструктуру поверхности светодиода, повысив его прозрачность. О том, как еще используются свойства светлячков и других светящихся животных, .

"Если вы можете начать свой день без кофеина, если вы всегда можете быть жизнерадостным и не обращать внимание на боли и недомогания, если вы можете удержаться от жалоб и не утомлять людей своими проблемами, если вы можете есть одну и ту же пищу каждый день и быть благодарными за это, если вы можете понять любимого человека, когда у него не хватает на вас времени, если вы можете пропустить мимо ушей обвинения со стороны любимого человека, когда все идет не так не по вашей вине, если вы можете спокойно воспринимать критику, если вы можете относиться к своему бедному другу так же, как и к богатому, если вы можете обойтись без лжи и обмана, если вы можете бороться со стрессом без лекарств, если вы можете расслабиться без выпивки, если вы можете заснуть без таблеток, если вы можете искренне сказать, что у вас нет предубеждений против цвета кожи, религиозных убеждений, сексуальной ориентации или политики, - значит вы достигли уровня развития своей собаки." Уинстон Черчилль

Казалось бы, в отношениях человека с домашними животными все очевидно. Мы главные, мы берем на себя ответственность, заботимся, дрессируем, воспитываем, наказываем за проступки. Но я предлагаю вам взглянуть на эти отношения под новым углом и подумать о том, чему мы можем научиться у наших домашних питомцев.

Состязаться в красноречии с Черчиллем мне сложно, но все же я смогла составить список из 10 самых важных, на мой взгляд, вещей, которым мы можем научиться у наших домашних животных.

1. Безусловная любовь

К сожалению, в современном мире безусловная любовь, лишенная всякой ответной выгоды, явление не такое уж частое. Животное же любит вас, несмотря на размер вашей зарплаты, умение хорошо выглядеть или вкусно готовить борщ. Оно просто вас любит. Самые знаменитые примеры - Белый Бим Черное Ухо и Хатико.

2. Ответственность

«Мы навсегда в ответе за тех, кого приручили» Антуан де Сан-Экзюпери. Речь, конечно, не столько о том, чтобы перенимать чувство ответственности у животных (хотя, скажем, звериные мамы не бросают своих детенышей, в отличие от некоторых человеческих), а скорее о чувстве ответственности, которое благодаря им развивается. Мы учимся дисциплинированности, лучше планируем время и контролируем свою собственную жизнь. Яркий пример здесь книга, которую я недавно прочитала, и советую ее всем - «Уличный кот по имени Боб». Про уличного музыканта и наркомана, который однажды встречаем бездомного больного кота, выхаживает его, и о том как забота о коте помогает ему вернуть свою собственную жизнь в нормальное русло.

3. Оптимизм

Вы чувствуете, что ваша жизнь это череда одинаковых дней и в ней нет никаких поводов для радости? Учитесь жизнелюбию у ваших домашних питомцев! Они прыгают от счастья, просто потому, что вы пришли домой с работы, ведь увидеть любимого - чем не повод для радости? Вас не радуют все чудеса и разнообразие вариантов досуга, что предлагает современное общество? Ваши животные безмерно счастливы играть с одним и тем же мячиком или старой замусоленной игрушкой. В жизни множество простых и при этом забавных вещей, и чтобы вспомнить, как радоваться мелочам, достаточно понаблюдать за своими питомцами!

4. Умение пережить потерю

Конечно, потеря близкого человека это не то же самое, что смерть животного, даже самого любимого. И тем не менее, этот опыт может помочь в осмыслении цикличности жизни, и дает пример того, как можно справиться с потерей того, кто много для нас значил. Детям это так же преподносит хороший урок, в каком-то смысле подготавливая их к тому, что смерть это неизбежная часть жизни.

5. Терпение

Животное в доме требует большого терпения. В каком-то смысле это может быть подготовкой к будущему ребенку. Вам придется смириться с тем, что шерсть будет появляться на ваших идеально чистых полах с космической скоростью, вернувшееся с прогулки животное может галопом поскакать от двери прямо на диван вместе вместе со всей грязью на лапах, будет требовать завтрак в 5 утра или спать на вашей кровати, всячески пытаясь занять побольше пространства и выпихнуть оттуда вас. И во всех этих ситуациях, а так же сотне других, которые просто неизбежны, вам придется смириться, спокойно реагировать и планомерно воспитывать.

6. Преданность и верность

«Если вы подберете голодную собаку и устроите ей роскошную жизнь, она никогда не укусит вас. В этом главная разница между собакой и человеком». Марк Твен. Помимо безусловной любви, которая уже упоминалось, животные еще и невероятно преданны, и этому нам тоже стоит у них поучиться.

7. Общительность и коммуникабельность

Наличие животного автоматически расширяет ваш социальный круг общения и добавляет тем и поводов для разговора. Ведь если ваша собака бежит во дворе знакомиться с собакой кажущегося неприступным красавчика-соседа, то у вас точно есть повод сделать то же самое. Но и с менее очевидными вариантами у вас полно возможностей - выставки, клубы владельцев, интернет форумы и сообщества, где вам будут несказанно рады уже просто потому, что вы тоже любитель крыс / кошек / кольчатых червей, а значит, по определению, не можете быть плохим человеком =)

8. Умение прощать обиды

Давайте признаемся, далеко не всегда мы идеальные хозяева. Бывает, что нам лень вставать рано утром в выходной и идти на прогулку, иногда нам приходится задерживаться вечерами, и питомцам приходится скучать дома одним, да еще и голодным, иногда нам приходится делать животным неприятно и даже больно, например, проводя какие-то гигиенические процедуры. Но как долго ваши любимцы потом на вас обижаются? Как правило, даже если животное демонстрирует обиду, длится это очень не долго. Ведь одно их главных качеств животных - умение прощать и забывать оиды.

9. Довольствоваться малым

У животных, как правило, довольно однообразный рацион, они не придают значение стоимости миски для еды или поводка, им не важно, старый диван или новый, если на нем комфортно лежать и т.п.. Умение быть счастливыми независимо от материальных вещей и не грести под себя больше, чем действительно нужно для жизни - еще одно важное качество, которое мы можем в некоторой степени перенять у наших четвероногих друзей.

10. Внимательность к состоянию человека и умение ему соответствовать

Многие владельцы домашних животных замечают, что их питомцы чувствуют их настроение и ведут себя в соответствии с ним. Если человек расстроен, или у него что-то болит, животное чувствует это и старается, в меру своих возможностей, поддержать любимого хозяина. Это чувство эмпатии и такта будет не лишним перенять многим людям.

Знаете ли вы, что цветы любят, когда их ласкают, разговаривают с ними? Это не глупости, и не детские сказки... Растениям, как и всем живым существам, не чужд мир чувств. На это обращали внимание пионеры в исследовании растений Линней, Дарвин, Фехнер - но они были высмеяны.

Сегодняшний обычный человек мало обращает внимание на растения. Это уже как само собой разумеющееся, натуральный продукт. Человеческая жажда наживы делает все, чтобы разрушить живое зеленое одеяние нашей матушки-природы, разрушая тем самым наши средства к существованию.

Без растений мы не могли бы дышать. Каждый отдельный листик ежедневно занят процессом фотосинтеза, чтобы вырабатывать для нас кислород. Что же это за начала, действующие в растениях? Откуда берется математическая точность их конструкции и способности, чтобы все происходило в нужное время? Есть у растений восприятие, возможно даже память?

В 1966 году американскому экспериментатору Кливу Бакстеру (Cleve Backster) спонтанно пришла в голову идея подключить электроды полиграфа (детектора лжи) к листьям обыкновенного комнатного растения, известного под названием . Ему хотелось проверить будет ли какая-нибудь реакция у растения на полив. Когда драцена впитывала корнями воду, кривая детектора лжи отклонилась вниз, что стало полной неожиданностью, так как электропроводность тканей увлажненного растения повысилась, следовательно, и кривая детектора должна была подняться вверх. Это означало, что драцена подобно человеку испытывает эмоции! Бакстер был поражен. Он хотел быть абсолютно уверенным. Имея большой опыт работы с детектором лжи, Бакстер знал, что угроза - это верный способ вызвать сильную реакцию у исследуемого объекта. Это убеждение он решил проверить на растении, окунув его лист в горячий чай. Реакции не было. Тогда исследователь подумал: «Прижгу я листья, присоединенные к электроду». Как только эта мысль пришла ему в голову, раньше, чем он потянул руку за спичками, перо детектора лжи вычертило кривую, наподобие той, какую вычерчивает прибор при допросе сильно взволнованного человека.

Бакстер вышел из комнаты. Когда он вернулся со спичками, полиграф зарегистрировал более сильный пик. Все указывало на то, что растение узнавало его намерения и опасалось их. Когда исследователь начал притворяться, будто собирается поджечь листья, растение практически не реагировало. Это означало, что растение способно отличить подлинные намерения от имитации, то есть, растения могут думать!

В последующие годы Бакстер проводил эксперименты, используя другие растения и приборы. Результаты оставались прежними и указывали на то, что растения - это не просто целенаправленное скопление клеток, это живые существа, имеющие «душу» и эмоции.

Могут ли растения думать?

Группа советских исследователей доказала, что растения способны надолго запоминать свои впечатления. Так они провели эксперимент с . Один человек все время подвергал растение истязаниям: прокалывал иголкой листья, обливал кислотой или поджигал. Однако другой относился к герани с любовью: заботился, поливал, взрыхлял почву, лечил ее раны. По окончанию этой шоковой терапии растение подсоединили к датчикам. И что же произошло? Когда к растению приближался обидчик, прибор показал, что испытываемый объект находится в сильной панике. Как только обидчик уходил, кривая прибора указывала на то, что объект успокоился.

Опыты доктора Марселя Фогела

Установлено, что далеко не каждый способен вступить в переговоры с растениями. Существенную роль играет так называемая «психическая энергия», заложенная во всей природе. В отношении этого успешные эксперименты провел химик Марсель Фогель, который хотел установить точный момент времени, когда, к примеру, филодендрон завяжет тесные отношения с экспериментатором.

Он подсоединил растение к датчикам полиграфа. В нормальном состоянии самописец чертил прямую линию, но когда Фогель подносил руку к растению, думая при этом о растении, как о лучшем друге, самописец начинал чертить кривые линии. Ученый чувствовал при этом отчетливый поток энергии, струящийся от растения. Повторив эксперимент через пять минут, растение никак не отреагировало. Такая реакция филодендрона очень напоминала реакцию двух любящих людей, у которых сначала происходит накал страстей, потом заметный спад, пока не накопится новая энергия. Фогель объяснял это следующим образом:

«Люди могут общаться с растениями - и это факт. Растения - это живые существа, которые подобно людям могут быть слепыми, глухими и немыми. Но нет никаких сомнений в том, что они очень чувствительны и улавливают любые эмоции человека. Они излучают позитивную энергию, которую может чувствовать человек».

Доктору Фогелю удалось записать разговоры, которые велись вблизи от растений, а именно «диаграммы бессловесных мыслей». Если в один прекрасный день станет возможным расшифровать эти диаграммы, то можно будет прочитать в текстовом формате рассуждения растений. Довольно заманчиво для определенных лиц - получать мысли своих близких, находящихся под прямым контролем.

Шум заставляет растения "плакать"

Тот, кто любит свои комнатные растения, в соответствии с исследованиями группы ученых из университета Дрекселя в Филадельфии, ни в коем случае не должен кричать на своих зеленых питомцев или подвергать их какому-либо другому шуму, потому что они могут «сильно плакать». Эксперимент проводили над .

Одно растение находилось в помещении с высоким уровнем шума 100 фон (что соответствует шуму мимо проезжающего поезда). В течение полутора недели растение погибло. Во время другого эксперимента было установлено снижение скорости роста растения на 47%. При более детальном исследовании ученые выяснили, что растение страдает от потери воды: его листья «плакали»!

Музыка стимулирует рост растений

Тот факт, что растения лучше растут и плодоносят, если их периодически «орошают» музыкой, доказал индийский ученый Т.Ц.Н. Сингх. Он провел тщательные наблюдения за влиянием на растения звуковых волн. Через 8 недель после ежедневного получасового «прослушивания» комнатными растениями музыки, у них наблюдалось на 22% больше листьев и на 52% больше цветков по сравнению с растениями, которые росли в тишине.

Исследования установили, что максимальный эффект достигается при 30-минутном воспроизведении музыки, более длительное «прослушивание» комнатными растениями музыки никакого эффекта не дает. Большую роль играет вид музыки, которую предлагают растениям. Если классическая музыка благотворно влияет и ускоряет процессы роста и развития растений, то под звуки джаза и вестерн эти процессы замедляются, а от рок-н-ролла растения и вовсе могут погибнуть. Это позволяет сделать интересные заключения о влиянии различных видов музыки и на человеческий организм.

Способны ли растения учиться?

Одним из самых успешных исследователей, который любил разговаривать со своими растениями, как с добрыми друзьями, был американский селекционер Лютер Бербанк. Ему удалось «уговорить» кактуса убрать иголки. Он признался знаменитому йогу Парамаханса Йогананда, что он часто разговаривал со своими кактусами, чтобы создать вокруг них атмосферу любви. «Не бойтесь, вам не нужны иголки, я вас защищу». Через несколько лет Бербанк добился, чтобы кактус убрал иголки.

Негритянский юноша из США, который стал знаменитым ученым и исследователем Джордж Вашингтон Карвер (1864-1943) с детства обладал удивительной способностью выхаживать больные растения. Он утверждал, что в состоянии разговаривать с растениями и получать от них важную информацию.

Карверу стоило много времени и усилий, чтобы убедить фермеров, занимающихся выращиванием хлопка, в том, что практика выращивания одной культуры неизбежно приведет к их банкротству. Он разъяснял, что, к примеру, из 100 кг арахиса, который в то время использовался только в качестве корма для свиней, можно получить 35 кг масла, в то время, как из 100 л молока выходит всего 10 кг масла.

Когда разразилась Первая мировая война, возник дефицит красителей. Карвер обратился за помощью к своим растениям, спрашивая, кто из них может помочь решить проблему красителей. Из листьев, корней, стеблей и плодов 82 зеленых «добровольцев» он создал 536 видов красителей для окраски шерсти, хлопка, льна, шелка! Только лишь из лозы мускатного (Vitis rotundifolia) он смог получить 49 разных красителей.

Карвер запатентовал только несколько своих идей и отказался от финансового вознаграждения. Он мог бы стать миллиардером и влиятельным человеком, но не принимал предложения даже от Генриха Форда. Незадолго до смерти Карвер объяснил одному своему посетителю, коснувшись цветка на своем столе: «Когда я прикасаюсь к этому цветку, я прикасаюсь к вечности, потому что цветы появились задолго до того, как появились люди. Через них я получаю доступ к бесконечности».

Перевод: Леся В.
специально для интернет-портала
садового центра «Ваш сад»

Люди издавна привыкли гордиться своими успехами. Ведь они научились строить города, создавать космические корабли, «думающие» машины» и многое-многое другое. Как же этим не восхищаться?

Но, оказывается, все наши достижения - это только приблизительное копирование того непостижимо сложного, что уже существует в живом мире. Это только повторение того, что делает живое тысячелетиями, причем гораздо совершеннее, чем мы. И мы пытаемся разобраться в гениальных «изобретениях», которые изначально заложены в природе.

…Человек научился у бобров сооружать плотину, хотя сейчас ее возводят их других материалов. Научился и тому, как строить глинобитную хату - дом из глины и хвороста. Заметь, и названия у этих построек почти одинаковые: у человека - «хата», у бобра - «хатка».

Вообще люди еще в древности многому научились у зверей и птиц и сейчас еще учатся. У птиц - как построить самолет; у летучих мышей - как определить по звуку, где находится предмет; у дельфина - как построит подводную лодку, а у водяных пауков учились строительству куполообразных зданий с ажурными, как паутина, каркасами.

Вот почему так важно знать, как живут и что умеют делать другие живые существа, а для этого нужно научиться внимательно наблюдать за ними.

Можно привести множество примеров тому, как и что человек заимствует у мира живого. И, несмотря на то, что люди вступили в век электроники и атомной энергии, им приходится признавать ограниченность своих возможностей. Многие ученые слишком гордятся достижениями современной науки и техники. Однако сопоставление своих достигнутых результатов с теми чудесами, которые демонстрирую живые организмы, призывает людей быть скромнее (Н. Подольская).

МИР ЖИВОГО И НАУКА БИОНИКА

Для того чтобы найти ответы на многие загадки, которые постоянно и неутомимо преподносит мир живого, и отыскать в них модели будущих устройств и приборов, было сформировано самостоятельное научно-техническое направление, названное бионикой (от греческого слова «бион» - ячейка жизни).

Бионика является одним из научных направлений в биологии, а также кибернетике, изучающей общие закономерности процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе. Она занимается изучением структуры, систем управления и процессов жизнедеятельности самых разных организмов, чтобы использовать выявленные закономерности в практических целях.

Эти знания применяются при решении инженерных задач и в разработке технических систем, сходных по своим характеристикам с живыми организмами и их частями. Бионика как область науки смежна с биологией, физикой, химией, причастна к электронике, навигации, связи и многим другим отраслям науки и техники тонких технологий.

Чем дальше бионика продвигается в своих знаниях о строении и системах управления живого организма, тем больше ученые убеждаются в огромном превосходстве биологических систем над разработками человека на всех уровнях, в том числе молекулярном.

Животный мир, удивляя и восхищая биоников совершенством своих устройств и уникальных систем, не спешит раскрывать им свои тайны. Однако, хотя знакомство с целесообразным устройством организма и жизнедеятельностью животных приносит все больше и больше загадок, человеку иногда удается успешно применять полученные знания на практике. И этому немало примеров.

ПТИЦЫ ГЛАЗАМИ ИНЖЕНЕРОВ

Изучение полета пернатых позволило людям понять, каким же образом даже тяжелым птицам удается легко взлетать и парить в воздухе. В результате этого появилась авиация. Но при всем старании инженеров и техников и развитии науки достигнуть летных результатов пернатых так и не удалось. Почему?

Дело в том, что у этих созданий все предназначено для полета. Это, например, обтекаемые формы тела, позволяющие развивать такие высокие скорости. Птицы имеют особые свойства перьев и уникальное строение крыльев. У них - определенные объемы легких и воздушных мешков. Пернатые обеспечены и великолепной легкой «конструкцией» скелета.

То есть любая часть организма птиц специально создана для самых разных способов их передвижения в воздухе.

СУДОСТРОИТЕЛИ УЧАТСЯ У КИТООБРАЗНЫХ

Ученые неспроста стали изучать обтекаемую форму тела кита. Благодаря ей животные по легкости перемещения киты превосходят современные суда.

И тогда судостроители построили океанский лайнер, придав ему форму этого крупного животного. Благодаря этому инженерам удалось заметно уменьшить мощность его двигателей, хотя этот корабль обладал той же грузоподъемностью и скоростью, что и обычный.

Изучение структуры кожи китообразных оказалось полезным для создания обшивки кораблей и других плавающих сооружений. К этому пришли не сразу. Вначале была изготовлена модель дельфина, точно воспроизводящая это животное по весу и форме. Когда же модели была сообщена двигательная сила, равная силе дельфина, увидели, что модель движется в воде значительно медленнее. Почему?

Оказалось, что кожный покров дельфина имеет особую структуру. Она способствует уменьшению вихревых потоков при его перемещении. Именно эти потоки и тормозили продвижение модели.

Когда было создано искусственное покрытие, обладающее некоторыми свойствами кожи дельфина - результат оказался прекрасным! Модель торпеды, обшитая подобной искусственной кожей, двигалась в полтора раза быстрее, чем с обычной обшивкой.

А еще ученые пытаются создать такие же портативные и устойчивые к помехам приборы - эхолокаторы, какими обладают дельфины.

ДАЖЕ КРЫСИНЫЕ ЗУБЫ УСТРОЕНЫ МУДРО

Изобретение нового типа резцов для металла произвело настоящую революцию в металлообрабатывающей промышленности. Лезвие этих инструментов не режет, как лезвие ножа. Напротив, оно закрепляется неподвижно, а металл вращается на токарном станке. Новый резец служит в шесть раз дольше, чем резец старого образца. Старые титановые резцы тупились практически через секунду после применения, новые же выдерживают почти тридцать минут.

Эти чудесные новые резцы были разработаны двумя инженерами, которые позаимствовали идею у крысы. Как известно, зубы у крыс никогда не тупятся. Инженеры выяснили, почему так происходит. Оказывается, крысиные зубы с одной стороны твердые, а с другой мягкие, поэтому при стачивании у них всегда остается острый край. Применение этого принципа в металлообработке снизило затраты и увеличило производительность, поскольку срок годности новых резцов значительно удлинился.

Даже крысиные зубы устроены до того мудро, что, изучив их строение, люди смогли существенно улучшить технологию обработки металлов (По П. Бартцу).

УДИВИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ НАСЕКОМЫХ

Все больше и больше внимания бионики уделяют насекомым. Ведь какой бы области не коснулся эксперимент, всегда удается найти живой аналог среди насекомых, или представителей, которые идеально соответствуют необходимым требованиям. Будь то разработка новых инженерных устройств стрекозы, бабочки, жуки, шмели), или генетические исследования (мушка дрозофила), или изучение социального поведения животных, их способности к научению и элементарной рассудочной деятельности (муравьи, термиты, пчелы, тараканы) и т.д.

Изучая удивительные возможности насекомых люди иногда создают полезные для себя вещи по аналогии с природными. Это различные устройства и автоматизированные линии, системы управления производством и контроля качества продукции, сенсорные приборы и поисковые системы, искусственные языки и способы их расшифровки.

Например, интерес биоников издавна привлекают средства коммуникации водных насекомых, механизм действия их звукового и слухового «аппаратов». Изучение строения и функционирования этих живых «приборов» позволило разработать оригинальный способ связи между судами в водной среде. Связь стала осуществляться без выхода сигналов в атмосферу во избежание перехвата информации.

ПРЕВОСХОДСТВО ЖИВЫХ СИСТЕМ

Однако, далеко не все, чем наделены насекомые, доступно для человеческого понимания, а тем более воспроизведения.

Например, удивительное устройство демонстрирует целая группа перепончатокрылых насекомых - наездников. Они наделены «инструментом», подобным нашему сверлу, но несоизмеримо более совершенным и микроминиатюрным. Это «инженерное чудо» насекомых тоньше человеческого волоса, и в тоже время легко просверливает в коре и даже в довольно прочной древесине отверстия глубиной 5-6 см. Причем такое совершенное «сверло» никогда не тупится. К тому же, оно снабжено очень удобными приспособлениями, автоматически удаляющими образуемые опилки.

Будет хорошо, если человеку когда-нибудь удастся расшифровать сложнейшие наследственные знания, полученные этими созданиями, о строении этих органов и механизмах их действия. Это, несомненно, поможет при разработке деталей и устройств миниатюрных приборов, которые смогут хотя бы немного приблизиться по своим показателям к нерукотворному живому чуду.

Не менее удивляет и восхищает своей сложностью и целесообразностью устройство организма изящного насекомого - осы-аммофилы. Из века в век она роет норки для гнезд с помощью мощного «отбойного молотка». Что же он собой представляет и как работает?

Это - небольшой воздушный мешочек для создания пневматического эффекта. Он расположен в ее груди между мышцами, обеспечивающими работу крыльев. И еще это устройство «укомплектовано» челюстью особой «конструкции». Приступая к работе, оса начинает активно махать крыльями. Их колебания, попеременно сжимая мешочек, быстро посылают порции воздуха по каналам-«шлангам» к основанию челюстей, которые начинают вибрировать. И тогда стоит осе прикоснуться ними к камешку, плотно спаянному глиной, как он отлетает в сторону.

И устройство организма осы, наделенного автоматической системой сжатия воздуха, и удивительная технология проведения земляных работ находятся в полном соответствии друг с другом. Они, несомненно, не могли быть разработаны самим насекомым, а являются даром этим скромным труженикам от Великого Создателя.

РАСКРОЮТ ЛИ НАСЕКОМЫЕ СЕКРЕТЫ СВОЕГО ПОЛЕТА?

Множество вопросов ставит перед человеком и изучение удивительно маневренного полета насекомых. Так, стрекозы некоторых видов в совершенстве владеют фигурами высшего пилотажа. Они выполняют «бочку» и «мертвую петлю», известную нам как «петля Нестерова». Причем делают это с такой же легкостью, с какой это делала первая крылатая красавица, взлетевшая по Божией воле над Землей.

А мухи, стрекозы, бабочки, осы, пчелы ряда видов легко меняют направление полета и способны двигаться в любую сторону, в том числе назад. Бабочки же бражники ловким маневром огибают препятствия и, «нарушая» все законы энергетики полета, могут подолгу зависать над цветами, как делают это птицы колибри.

Или, например, те же стрекозы, которые с легкостью поднимает в воздух груз, в пятнадцать раз превышающий их собственный вес. Как удалось выяснить, это происходит благодаря особому устройству крыльев. Они создают над своей верхней плоскостью особые завихрения, в которых и кроется секрет невиданной подъемной силы стрекоз. Ученые и инженеры до сих пор не сумели использовать этот секрет в авиастроении.

Обратим внимание на жуков. Ученые считают, что по всем законам аэродинамики, например, майский жук летать не должен. Он обеспечен особым, не известным науке способом создания высокой подъемной силы.

Непонятно также, как держится в воздухе со своими маленькими крылышками увалень-шмель. Проводились самые разные исследования полета этого насекомого, в том числе в аэродинамической трубе, где измеряли баланс энергии и затраты кислорода. Остается только сожалеть, что не удалось одеть на шмеля кислородную маску. Ведь он обеспечен двадцатью четырьмя дыхальцами.

При изучении строения и энергетических возможностей шмеля обнаружилось много удивительных фактов, но не меньше и вопросов - тайна его полета остается неразгаданной.

ТАЙНЫ «ЗА СЕМЬЮ ПЕЧАТЯМИ»

Сотни лет наука бьется над загадкой уникальных способностей маленьких, беспозвоночных и, на наш взгляд, совсем невзрачных насекомых - термитов. В чем же здесь суть?

Как известно, термиты разрушают мертвую древесину, а заодно и деревянные постройки человека. Но что самое интересное, термиты могут съесть практически весь дом, но не довести до разрушения его несущие конструкции. Как же это возможно?

Дело в том, что они каким-то непостижимым для ученых образом умеют оценивать дом как единое целое и устанавливать наиболее опасные для разрушения зоны, которые нельзя трогать. То есть, термитам дана уникальнейшая способность как бы сканировать пространство и получать информационную схему зон распределения напряжений в доме.

В соответствии с этой схемой термиты не только не повреждают опасные места, но и, наоборот, укрепляют их. Для этого они используют прочный материал собственного приготовления, из которого строят термитники, - древесные опилки и экскременты, смоченные слюной.

Какие живые «приборы» используют для этого насекомые, остается пока нераскрытой тайной.

Подобными не менее удивительными способностями наделены и муравьи. Их сооружения обычно многоэтажные и довольно сложной конструкции. Поэтому искусные строители четко подбирают строительный материал для своих построек с учетом их формы и отсутствия напряжений.

Не менее удивительна способность термитов, не наделенных зрением, ориентироваться в пространстве и возводить свои сложные сооружения. Экспериментальным путем было доказано, что термиты ощущают магнитное поле Земли и электростатическое поле. Они даже могут чувствовать живой организм на расстоянии. Как бы тихо ни приближался человек или животное к термитнику, часовые все равно поднимут тревогу. Видимо, каждое живое существо окружено комплексом различных полей, которые и воспринимаются термитами. Это предположение помогает объяснить, как осуществляется «видение» термитов в темноте и даже через стены своего жилища.

Мало того, когда термиты делают свои гнезда из самодельного картона, то внутри них возводят колонны и арки. При этом насекомые опять используют непонятное науке «подземное видение». Только в этом случае оно направлено не на живые объекты, а на строительные конструкции. А иначе трудно объяснить идеально точную стыковку концов свода арки, произведенную насекомыми в полной темноте. Хотя некоторые ученые предполагают, что для координации совместных действий термиты, находящиеся на концах арки, способны дистанционно обмениваться друг с другом информацией.

Однако, все это пока только предположения «всесильного» человека. А маленькие и, казалось бы, совсем беспомощные существа испокон веков пользуются этими совершеннейшими приборами для решения своих жизненно важных задач.

«ПРИБОРЫ» НАСЕКОМЫХ НА СЛУЖБЕ У ЛЮДЕЙ

Наблюдая за поведением различных живых существ, можно узнавать об изменениях погоды и даже о предстоящих природных катаклизмах. Это характерно для всего живого - будь то растение, микроорганизм, беспозвоночное или позвоночное животное. Например, бывают такие редко наблюдаемые природные явления, как засуха, наводнение, резкое похолодание. И тогда, чтобы выжить, живым существам необходимо заранее мобилизовать дополнительные защитные средства. И в том и в другом случае они используют свои внутриорганизменные «метеорологические станции».

Свыше 600 видов животных и 400 видов растений, пока известных ученым, могут выполнять своеобразную роль барометров, индикаторов влажности и температуры, предсказателей гроз или прекрасной безоблачной погоды. Живые «синоптики» есть везде, где бы вы ни находились - у водоема, на лугу, в лесу.

Способны предчувствовать погодные изменения и многие насекомые. Например, перед дождем еще при ясном небе, перестают стрекотать зеленые кузнечики, муравьи начинают плотно закрывать входы в муравейник, а пчелы прекращают полеты за нектаром, сидят в улье и гудят. Стремясь спрятаться от надвигающейся непогоды, мухи и осы залетают в окна домов.

А наблюдения за муравьями определенного вида, обитающими в предгорьях Тибета, выявили их прекрасные способности делать более долгосрочные прогнозы. Перед началом периода сильных дождей муравьи переселяются на другое место с сухим твердым грунтом, а перед наступлением засухи муравьи заполняют темные влажные впадины.

Выявлено, что за год муравьи правильно определили 22 изменения погоды, а ошиблись только дважды, что составило 9 % случаев. Это выглядит совсем неплохо по сравнению со средней ошибкой метеостанций в 20 %.

Целесообразные действия насекомых, которые зачастую зависят от долгосрочных прогнозов, могут оказывать людям большую услугу. Так, опытного пасечника достаточно надежным прогнозом обеспечивают пчелы. На зиму они заделывают леток в улье воском. По отверстию для проветривания улья можно судить о предстоящей зиме. Если пчелы оставят большое отверстие - зима будет теплой, а если маленькое - жди суровых морозов. Также известно, что если пчелы начинают рано вылетать из ульев, можно ожидать ранней теплой весны.

А муравьи, если зима не ожидается суровой, остаются жить вблизи поверхности почвы, а перед холодной зимой располагаются глубже в земле и строят более высокий муравейник.

НАСЕКОМЫЕ - В СЕЙСМИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ

Давно известно, что перед землетрясением многие животные, в том числе и насекомые, ведут себя беспокойно и покидают свои жилища. А люди без точных приборов не чувствуют приближения беды. Они продолжают спокойно отдыхать или работать в то время, когда паника охватывает многих животных. Например, муравьи начинают срочно эвакуировать из подземелья своих куколок, а кузнечики некоторых видов выпрыгивают из норок.

Чтобы вовремя предсказать землетрясение, ученые идут различными путями. Одни - создают особо точные приборы, которые способны улавливать малейшие изменения предвестников этого страшного природного явления. Другие - пытаются моделировать приборы живых систем, чтобы создать что-либо подобное, но, как оказалось, пока тщетно.

Дело в том, что миниатюрные живые существа наделены не только уникальнейшими биодатчиками, но и мозгом. Эта сложнейшая генетически обусловленная аналитическая система перерабатывает весь комплекс полученной информации и передает сигналы управляющим системам организма. Те, в свою очередь, организуют необходимую в данной ситуации поведенческую реакцию.

Наиболее вероятно, что, например, кузнечики некоторых видов чувствуют с помощью своих сейсмических устройств даже минимальные колебания земной коры перед землетрясением. А может они оценивают и изменения других физических параметров окружающей среды. Эта разносторонняя информация тщательно анализируется, а затем органам движения выдается сигнал об опасности, связанной с приближением землетрясения.

Получив сигнал, кузнечики быстро покидают свои норки. Кроме того, что особо интересно, эти насекомые, даже юные и неопытные, стараются расположиться подальше от обрывистых откосов, где находились их норки. То есть наследственная программа учитывает и такой нюанс, связанный со спасением живых существ, как возможность обрушения обрыва.

Ученые пришли к выводу, что им не под силу воспроизвести уникальнейшее живое сейсмическое устройство. Поэтому они шли иным путем: подключать насекомых к физическим приборам, разработанным человеком, и регистрировать изменения их поведения.

Перед норками кузнечиков были поставлены приборы актографы, отмечающие двигательную активность этих насекомых. При обычных условиях движение кузнечиков спокойное, и число покидающих норку и возвращающихся домой особей одинаково. Но перед землетрясением почти все насекомые выпрыгивают из норки, на что актограф реагирует резким увеличением количества импульсов.

Поскольку в комбинированном приборе можно использовать лабораторных насекомых, то получается постоянное саморазмножение высокочувствительных «датчиков».

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЛИВНЕЙ И НАВОДНЕНИЙ

Существуют факты, когда наблюдение за поведением термитов и муравьев в критических ситуациях помогло людям в прогнозировании сильных ливней и наводнений. Описан случай, когда пред наводнением индейское племя, проживающее в джунглях Бразилии, в спешном порядке покинуло свое поселение. О приближающейся беде индейцам «рассказали» муравьи. Но каким образом?

Оказывается, еще задолго до наводнения эти общественные насекомые обычно приходят в сильное волнение. Вместе с куколками и запасами продовольствия они срочно покидают обжитое место и направляются туда, куда вода не дойдет. Местное население вряд ли понимало причины такой удивительной чувствительности муравьев. Но, доверясь их знаниям, люди уходили от беды вслед за маленькими синоптиками.

Прогнозировать наводнение прекрасно умеют и термиты. Перед его началом они всей колонией покидают свои дома и устремляются к ближайшим деревьям. Предвидя размах бедствия, насекомые поднимаются именно на ту высоту, которая будет выше ожидаемого наводнения. Там они пережидают, пока пойдут на убыль мутные потоки воды, которые мчат с такой скоростью, что деревья порой валятся под их напором.

«МУДРЫЕ» НАСЕКОМЫЕ

У людей наблюдение за погодой ведет множество метеостанций, которые расположены и на суше, в том числе в горах, и на специально оборудованных научных судах, и на космических станциях. Метеорологи оснащены современными приборами, аппаратами и компьютерной техникой. Фактически они делают не прогноз погоды, а расчет, вычисление погодных изменений.

В то же время насекомые, как следует из приведенных примеров, действительного прогнозируют погоду. Для этого они используют врожденные способности и встроенные в их организм специальные живые «приборы».

Муравьи-синоптики определяют не только время приближения наводнения, но и оценивают его размах. Ведь для нового прибежища они занимали только безопасные места. Ученые пока так и не сумели объяснить этот феномен. Еще большую загадку преподнесли термиты. Дело в том, что они никогда не располагались на тех деревьях, которые при наводнении оказывались снесенными бурными потоками.

Иногда подобное поведение наблюдалось и у скворцов: весной они не занимали некоторые скворечники. Впоследствии те были сорваны ураганным ветром. Птица - относительно крупное животное, и возможно, по качанию скворечника или по другим признакам она способна оценить ненадежность его крепления.

Но каким образом и с помощью каких устройств способны делать подобные прогнозы насекомые? Ученые пока не только не в силах создать подобное устройство, но даже не могут ответить на эти вопросы! Может быть человеку, с его непоколебимой верой в чудеса науки, которой, как он считает, «подвластно все», стоит внимательно отнестись к этим фактам.

Только Всемогущий Творец мог сделать так, что совсем маленькие животные в своем деле могут быть учителями человека!

МОЖНО ЛИ ПОСТИГНУТЬ СОВЕРШЕНСТВО ЖИВОГО?

Люди иногда воспринимают удивительные проявления многоликой и многогранной живой природы как что-то должное, обыденное, привычное. Они часто не обращают внимания на многочисленные свидетельства совершенства сотворенного мира, его красоты и сложности.

Конечно, наиболее часто с тайнами природы сталкиваются ученые. Они пытаются найти ответы на многие вопросы, которые постоянно и неутомимо преподносит мир живого. Иногда это удается. И тогда появляется возможность рассмотреть в гениально «сконструированных» живых созданиях модели будущих машин, устройств и приборов, автоматизированных линий и систем управления.

Но чаще современная наука, со своим широким арсеналом знаний и исследовательской техники так и не может разгадать многочисленные секреты таких существ, как например, бабочки, жуки, термиты и многие другие насекомые. Они наделены Творцом удивительными способностями и устройствами с использованием сложных законов аэродинамики, механики, автоматики, приборостроения, информатики и многих других.

Большинство людей думает, что пройдет еще немного времени, и будут созданы более совершенные приборы, существенно расширятся научные горизонты. И вот тогда основные тайны живых созданий будут раскрыты.

А может быть, стоит согласиться с теми учеными, которые уже давно осознали одну из главных истин жизни: чем глубже погружаешься во внутренний мир живого, тем больше проявляется его непостижимая целесообразность и гармония? И знания об этом нам даны для восхищения чудесами природы!

Мы предлагаем поговорить о тех полезных качествах, которыми обладают животные, и которым у них было неплохо поучиться каждому из нас.

1. Научиться у дятла - фокусировке

Возможно, кто-то из вас думает: ну, что за глупая птица тарабанит весь день? А вот и зря. Когда дятел стучит по дереву, он делает это весьма успешно и самое главное осознанно.

Для того чтобы продолбить дупло, дятел выбирает одну точку на дереве, которую и начинает долбить. Птица фокусированно бьет в одно и то же место, пока не доберется до червячков и никогда не отказывается от своей цели прежде, чем получит желаемый результат.

2. Научиться у рыбы – умению плыть против течения

Мало кто знает, но рыба всегда плывет против течения. Ее цель простая – пропустить мимо себя как можно больше воды, еды и кислорода.

Некоторым людям также не помешало бы взять на вооружение эту привычку, и начать движение вперед, выйдя из привычной зоны комфорта. Как показывает опыт многих успешных бизнесменов, иногда идеи, которые не принимает общество, в последствии оказываются одними из самых успешных и стоящих. Главное, не бояться вовремя оспорить свою точку зрения и не бросить начатое дело в начале пути.

3. Научиться у собаки – уметь радоваться жизни просто так

На самом деле, конечно, собаки обладают куда большим количеством полезных качеств, которым было бы неплохо научиться и человеку. Но умение радоваться каждому дню и веселиться просто так, пожалуй, одно из главных, которое хотелось бы у них перенять.

Жизнь становится намного проще и счастливее, когда мы перестаем от нее ждать заоблачных высот и отпускаем все, что нас гложет. По-настоящему счастливым может быть лишь тот человек, который умеет и не боится устраивать себе маленькие передышки независимо от количества накопившихся дел. Жизнь прекрасна. Разве это не повод хотя бы на пару часов в день забыть о своих заботах и попробовать просто немного побыть собой?

4. Научиться у кошки – всегда знать себе цену

Тот, у кого есть кошка, наверняка знает, что кот – это главное животное в доме. Это не он у вас живет, это вы пришли в его дом. Кошки знают, как заявить о себе и не позволить дать себя в обиду или вести себя с ними так, как им не нравится.

Пожалуй, сложно найти второе такое же столь самодостаточное и независимое животное, как кот. Кошки никогда не делают того, что им не нравится, не обращают внимания на чужое мнение и уж, конечно, не позволяют себя оскорблять.

5. Научиться у всех - жить настоящим

Не бывает плохих дней, бывает плохое настроение, на которое мы провоцируем себя сами. Как бы там ни было, никто не хотел бы прожить меньше, поэтому научитесь у животных умению ценить каждый прожитый день.

Равно как в каждой своей прогулке во дворе, который знаком до мелочей, собака находит что-нибудь интересное, учитесь видеть смысл в каждом прожитом дне. А если в вашей жизни вдруг что-то пойдет не так, просто вспомните о животных, и возможно тогда вы тут же увидите - и в ежедневной рутине можно найти что-то интересное, нужно только приложить к этому немного усилий.