Raft Master » Научная библиотека » Нектон. Биология южных морей » Филогенез приспособлений, создание движущей силы


  • 4-01-2013, 05:30
  • | Views: 820


Филогенез приспособлений, создание движущей силы

Филогенез приспособлений,  создание движущей силы

В ходе филогенеза у нектеров в подавляющем большинстве случаев формируется движитель ундуляционного, чаще всего — осевого ундуля-дионного типа. Этот тип движителя является правилом для нектона, тогда как все другие типы представляют собою лишь исключения. Из табл. 11 видно, что из 12 представленных в нектоне классов животных ундуляциоппый движитель в качестве основного встречается у представителей 11 классов и лишь у ксеронектонных Aves заменен весельным. Из 11 классов, у представителей которых ундуляционный движитель встречается в качестве основного, у 9 он представлен исключительно осевым типом и только у Cephalopoda — исключительно периферийным, а у Osteichthyes — как осевым, так и периферийным типами. Преимущества осевого ундуляционного движителя определяются прежде всего тремя обстоятельствами.

Во-первых, тем, что осевой ундуляционный движитель как никакой другой обеспечивает максимальную лабильность в распределении локомоторной функции вдоль продольной оси тела и тем самым создает широчайшие возможности в смысле приспособления к самым различным режимам движения.
Во-вторых, тем, что осевой ундуляционный движитель, будучи построен на основе наиболее мощной мускулатуры животного — продольных туловищных мышц,— имеет очень большую относительную мощность, что при прочих равных условиях позволяет максимально увеличить абсолютную скорость движения.

В-третьих, тем, что осевой ундуляционный движитель в скомбро-идном варианте позволяет максимально уменьшить нерациональные траты энергии, связанные с движением в вязкой жидкости (воде), путем вторичного использования кинетической энергии пограничного слоя.
Весельный движитель в качестве основного встречается у представителей 4 классов. У представителей трех из них (за исключением Aves) основным движителем в разных случаях может быть как весельный, так и ундуляционный. У нектонных Osteichthyes весельный движитель в подавляющем большинстве случаев скомплексирован с осевым ундуля-ционным, используемым на режиме «форсажа».
Наконец, гидрореактивный движитель встречается лишь у представителей одного из 12 классов нектона.
Развитие в филогенезе тех или иных групп нектеров весельного или гидрореактивного движителей обычно соответствовало наличию какого-либо фактора, мешающего превращению тела нектера в осевой ундуляционный движитель. Таким фактором в подавляющем большинстве случаев была утрата способности к червеобразным изгибаниям тела, которая в той или иной мере сохраняется почти у всех животных и исчезает обычно лишь в случае весьма глубоких изменений морфологии, связанных с какой-либо далеко зашедшей односторонней адаптацией. Именно такого рода адаптации характерны для Mollusca, Aves и некоторых Reptilia (Testudinata и т. п.). Преобладание осевого ундуляционного движителя составляет, несомненно, самую характерную черту в филогенетическом развитии способов локомоции нектеров.

Другой характерной чертой филогенетического развития нектонных движителей, является тенденция к освобождению процесса поступательного движения животного от влияния импульсного характера возникновения движущей силы. Это достигается либо за счет умножения числа одновременно и асинхронно работающих элементарных движителей, как например, в угревидном варианте осевого ундуляционного движителя, либо за счет увеличения рабочей частоты движителя, что характерно, например, для скомброидного варианта осевого ундуляционного движителя и гидрореактивного движителя. В обоих случаях инерционность гидромеханических процессов, характеризующих движение, перекрывает влияние импульсного характера создания движущей силы, т. е. движение животного при стабильном режиме работы движителя оказывается равномерным.

Характерная для нектеров неравномерность движения создается не за счет импульсного характера возникновения движущей силы, а за счет постоянных, большей частью апериодических изменений в режиме работы движителя. Лишь в случае сравнительно примитивных низкочастотных движителей, каковы, например, весельные движители Testudinata и Otariidae, мы можем видеть действительное проявление влияния импульсного характера возникновения движущей силы на режим поступательного движения: в таких случаях неравномерность движения может определяться как импульсным характером работы движителя, так и изменениями в режиме его работы. Но такое положение не характерно для нектеров.

Наконец, третьей важнейшей особенностью филогенетического развития нектонных движителей является прогрессирующая тенденция к утилизации кинетической энергии пограничного слоя, что достигается путем перенесения движителя на задний конец тела нектера, т. е. в зону, где пограничный слой наиболее толст и несет в себе максимум кинетической энергии. В наибольшей степени для утилизации кинетической энергии пограничного слоя приспособлен скомброидный вариант осевого ундуляционного движителя, рабочий элемент которого находится в самой задней точке тела, на оси спутной струи. В меньшей мере этому способствует гидрореактивный движитель Cephalopoda, сопло которого расположено не на самом заднем (считая по направлению движения) конце тела и не соосно со спутной струей. Периферийный ундуляционный и весельный движители практически вообще не могут быть использованы для утилизации кинетической энергии пограничного слоя, поскольку их рабочие элементы целиком расположены вне пограничного слоя корпуса, за цре-делами спутной струи.

Таким образом, тенденция к утилизации кинетической энергии пограничного слоя также создает предпосылки к преимущественному развитию у нектеров скомброидного варианта осевого ундуляционного движителя. Этим и определяется тот факт, что типичный скомброидный движитель сосуществует с типичным угревидным в весьма широком диапазоне чисел Рейнольдса: от 2,0 102 до 2,0 107.




  • Вернуться



  • Еще по теме


    Развитие осевого ундуляционного движителя


    Строение ундуляционного движителя


    Периферийный ундуляционный движитель


    Плавание. Весельный движитель


    Принцип весельного движителя

     

    Последние новости



    Пользовательский поиск

    Партнеры