Как пьет кошка замедленная съемка языка. Как лакает кошка

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. Он показал, что элегантный механизм лакания у кошек использует тонкий баланс двух физических сил.

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.

Теперь 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.

Роман и его домашний кот по имени Cutta Cutta. Катта-Катта на языке аборигенов Австралии означает «звёзды-звёзды», – сообщает исследователь (фото MIT, Pedro Reis, Micaela Pilotto, Roman Stocker).

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. В следующем ролике заснято лакание Катта-Катта с замедлением в 67 раз.

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 (фото Matt Debouge).

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.

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.

Результат труда, начатого три года назад, ныне оформлен в виде статьи в Science. Основываясь на выведенных уравнениях, авторы научились предсказывать частоту лакания в зависимости от массы тела. Измерения фактической частоты по съёмкам показали, что модель верна. Значит, принцип питья оказался неизменен для кошек всех размеров.

Катта-Катта заодно помог исследователям обнаружить, что крошечные волоски на языке, которые, как когда-то предполагалось, помогают кошкам захватывать жидкость, не участвуют в процессе (фото MIT, Pedro Reis, Micaela Pilotto, Roman Stocker).

Стокер подчёркивает, что модель лакания появилась в результате наблюдения за повседневными вещами. «Наука позволяет нам взглянуть на природные процессы другими глазами и понять, как всё это работает, даже если это всего лишь выяснение того, как мой кот поглощает свой завтрак, — рассказывает Роман в

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.

И кошки, и собаки не могут пить как человек: мышцы их щек не позволяют им втягивать жидкость внутрь так, как это делаем мы с вами. Поэтому воду они лакают - но как они это делают?

Счастливые хозяева, в доме которых живут и кошки и собаки, наверняка обращали внимания, что кошки при лакании разбрызгивают гораздо меньше жидкости. Это происходит не потому, что кошки более чистоплотные, а потому, что кошки и собаки пьют по-разному. Более того, лакание кошек - это сложный физический процесс !

Но начнем с собак: их механизм лакания очень просто для восприятия. Наклоняясь над миской, собака высовывает язык и загибает кончик назад, превращая его в маленькую ложку-черпак. Это ложку собака опускает в воду и заносит обратно в рот (разбрызгивая воду вокруг, причем чем крупнее собака - тем сильнее).

А теперь перейдем к кошкам. При лакании кошка тоже выгибает язычок назад, но при этом не пытается зачерпнуть им воду. С большой скоростью она ударяет сгибом языка по воде и сразу убирает его , и под действием сил натяжения на поверхности воды образуется небольшой водяной столбик, который кошка заглатывает, захлопнув рот.

Роман Стокер (Roman Stocker), большой любитель кошек и любопытный ученый, и его команда инженеров из Массачуссетского технологического института (MIT) провели исследование, в ходе которого показали, что кошка не просто пьет воду таким интересным способом, но и делает это максимально эффективно: её движения точно рассчитаны так, чтобы поглощать максимальное количество воды с минимальными усилиями. Для того чтобы это показать, ученые даже построили специального робота, работу которого сравнивали с собственными домашними кошками.

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.

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.