Mesterséges bajusz deríti fel a fókák vadásztechnikáját

A közönséges borjúfóka (Phoca vitulina) viszonylag gyakorinak számít az Északi-tenger vidékén

Nem szőrszál, hanem kifinomult nyomkövető szerv a fókabajusz, amely a vadászó fóka legfőbb segítsége a zsákmány üldözése során. De hogyan működik?

Képesek vagyunk űrszondákat küldeni sokmillió kilométerre lévő égitestek kifürkészésére,

ám még nem tudunk eleget a tőlünk alig karnyújtásnyira élő állatokról.

Vegyük például a borjúfókát (Phoca vitulina), amely a világ legnagyobb számban élő fókafaja, a Földközi-tenger kivételével majdnem minden tengerparton találkozhatunk vele Európában is - ám csak találgatni lehetett eddig, miképpen vadászik.

Közönséges borjúfóka (Phoca vitulina) Forrás: Andreas Trepte/Andreas Trepte (Www.Photo-Natur.De)

A német Rostock Egyetem tengerbiológusainak korábbi kutatásából például az derült ki, hogy a fókák bekötött szemmel és füllel is képesek követni a zsákmányállat nyomvonalát a vízben, akár harminc másodperc késleltetéssel.

A tudósok régóta sejtik, hogy az antennaként működő fókabajusz teszi ezt lehetővé.

Ennek felderítésére vállalkozott a világ talán legnevesebb műegyeteme, az amerikai Massachusetts Institute of Technology (MIT) mechanikai mérnök doktorandusza, Heather Beem, amikor megalkotta a fókabajusz mását, és utánozni próbálta a működését.

Közönséges borjúfókák Helgoland (Németország) fövenyén Forrás: Wikimedia

A biológiai ihletésű szenzornak ugyanis hétköznapi haszna is lehet: vízalatti járműre szerelve például segíthet halrajokat követni vagy azonosítani az élővizeket szennyező kibocsátókat, közte a szivárgó fúrótornyokat, tette hozzá Beem témavezető professzora, Michael Triantafyllou.

A bajuszszálak alakja különleges

Szabad szemmel is látható, hogy az eltérő hosszúságú bajuszszálak hullámos formájúak,

ám mikroszkóp alá helyezve kitűnik, hogy ennél bonyolultabb a felépítésük:

metszetük ellipszis alakú, írta Beem a Journal of Fluid Mechanics szakfolyóiratban.

Tények a fókabajuszról

* A borjúfóka pofáján mindkét oldalon 40-50 szál bajusz található.
* Minden bajuszszál tövében körülbelül 1500 idegvégződés van, tízszer annyi, mint a macskáknak vagy patkányoknak.
* A bajuszszálak a víz bármely rezdülését egyidejűleg észlelik, így azonnal informálják a fókát a környezete pillanatnyi változásairól.

Tökéletes szinuszoid, azaz háromdimenziós szinusz-görbe, és feltételezhető, hogy ennek köszönhető különleges érzékelő képessége. A kutató a fókabajusz mechanikájának vizsgálatához felnagyított méretben 3D-nyomtatással műanyagból készített egy bajuszszálat, összevetésül pedig egy méretarányos, szabályosan hengeres rudat.

Borjúfóka kicsinyével Forrás: Wikimedia Commons

Először a hengeres rudat engedte a 30 méter hosszú tesztmedence vizébe, és piros festékkel színezte meg a vontatott rúd nyomában megjelenő örvényeket.

Látható, hogy a lazán rögzített, haladás közben a víz ellenállásának hatására erőteljesen imbolyogni kezdő hengeres rúd mögött milyen zavarossá válik a piros festék, mennyi örvény keletkezik.

Némán siklik a víz alatt

A mesterséges fókabajusz alig leng ki oldalra, nem kavarog mögötte a piros festék. A szinuszoid formának köszönhetően mérsékelt a rúd vibrációja, kisebb és szabályosabb örvényeket kelt.

A kutatók szerint ez teszi lehetővé, hogy a bajuszszálak kioltsák az úszó fóka orra körül keletkező áramlási zavarokat, amelyek hanghatásokat okoznának a vízben -- vagyis a fóka képes a zsákmány által kibocsátott jelekre figyelni, nem zavar be közben a saját közegellenásuk zaja."Ez olyan, mintha az ablakon keresztül kidugnánk a fejünket a száguldó autóból, és mégsem süvöltene a fülünk mellett a menetszél", mondta Triantafyllou.

A fókabajusz észleli a zsákmány mozgását

Amikor Beem egymás mögé szerelte fel a hengeres rudat és a 3D-fókabajuszt,

kiderült, milyen különleges viselkedést mutat a mesterséges fókabajusz:

siklás közben hasonlóan kezd rezegni, mint az előtte haladó rúd, vagyis "szlalomozva" követi annak nyomvonalát.

Ahogy gyorsította vagy lassította a hengeres rúd vontatási sebességét, úgy változott annak vibrációja, a mesterséges fókabajusz kilengése pedig mindig gyorsan átállt az új frekvenciára. "Tehát azért képes a bekötött szemű és fülű fóka követni a zsákmányt, mert a víz alatti siklás közben majdnem mozdulatlan bajuszszálak hirtelen rezegni kezdenek, ha hal úszott el előtte, és örvényeket hagyott maga után" - részletezte Beem.

Víz alatt vadászó borjúfóka Forrás: Wikimedia Commons

A Rostocki Egyetem korábbi kutatása szerint a fóka 100 méter távolságból is észleli a zsákmányt, továbbá képes alak és méret szerint különbséget tenni a halak között pusztán a bajusz által közvetített jelek alapján.