Ученые нашли разгадку уникальной липкости языка лягушек

Москва. 1 февраля. INTERFAX.RU - Американские ученые объяснили уникальные свойства липкости языка лягушек. Оказалось, что дело в сочетании очень мягкого и эластичного языка со слюной, обладающей свойствами неньютоновской жидкости, пишет сайт N+1 со ссылкой на журнал Journal of the Royal Society Interface.

Многие виды лягушек ловят добычу, прицельно "выстреливая" в нее длинным липким языком. Язык выбрасывается с огромной точностью и скоростью. Лягушка может поймать насекомое всего за 0,07 секунды. При этом она может захватывать добычу, по массе превышающей массу ее тела в полтора раза.

Язык лягушек часто сравнивают с клейкой лентой. Традиционно считается, что его способность захватывать добычу определяется именно его клейкостью. Однако сама по себе клейкость у лягушачьего языка не очень высока. Например, у геккона токи она еще выше. Авторы новой статьи решили выяснить, какие еще свойства обеспечивают языку лягушки такую высокую эффективность.

Для этого ученые снимали высокоскоростное видео леопардовых лягушек (Rana pipiens), поедающих сверчков. Исследователи моделировали захват добычи языком с помощью механических моделей и измеряли физические свойства языков и слюны восьми видов лягушек, а также, для сравнения, языка и слюны человека.

Мягкость многое объясняет

Как выяснилось, язык лягушек очень мягкий - в 10 раз мягче, чем язык человека. Мягкость измеряли как модуль Юнга — сопротивление материала растяжению и сжатию при упругой деформации. Благодаря мягкости язык лягушек имеет амортизирующие свойства. То есть при столкновении с добычей язык не отталкивает ее, а, поглощая силу удара, как бы обволакивает со всех сторон.

Слюна - неньютоновская жидкость

Благодаря этому слюна, которой покрыт язык, проникает во все складки экзоскелета насекомого. При этом слюна, как выяснили авторы, представляет собой неньютоновскую жидкость. Это жидкость, которая в своем течении не подчиняется закону вязкого трения Ньютона, меняя свою вязкость в зависимости от градиента скорости внешнего воздействия (пример такой жидкости — игрушка "лизун", или слайм). В случае слюны лягушки вязкость жидкости уменьшается при увеличении скорости (такая жидкость называется псевдопластичной). Благодаря этому слюна легко обтекает все тело насекомого при столкновении с ним, а затем, пока язык движется обратно ко рту, крепко держит ее приклеенной.

Те же свойства слюны помогают лягушкам и снимать добычу с языка, чтобы проглотить ее. Во время глотания лягушки помогают себе глазами, опуская их внутрь глазниц и проталкивая пищу в пищевод. Такое воздействие на язык снова уменьшает вязкость покрывающей его слюны, и добыча легко соскальзывает с языка.