Jakým tlakem tučňáci vystřelují své výkaly?  
Zatímco japonští vědci z Ósaky a Tokya zkoumají virovou temnou hmotu, jejich kolegové z univerzity v Kóči a Katsurahama Aquarium zjišťovali, jakou vehemenci musejí tučňáci kroužkoví vyvinout, aby svou odpadní „temnou hmotu“ zvládli vrhat daleko od hnízda.
Tučňák kroužkový (Pygoscelis adeliae). Kredit: Christopher Michel – Antarctica 2013: Journey to the Crystal Desert, Wikipedia.
Tučňák kroužkový (Pygoscelis adeliae). Kredit: Christopher Michel – Antarctica 2013: Journey to the Crystal Desert, Wikipedia.

Za objekt studia si Hiroyuki Tajima a Fumiya Fujisawa zvolili tučňáka kroužkového. Jde o rozšířený druh středně velkého tučňáka velkého necelého tři čtvrtě metru a hmotnosti až šest kilogramů. Živí se více než z 90 % krilem. Ryby a hlavonožce loví zřídka. Zajímavé na něm je, že se ponořuje až do dvousetmetrové hloubky a že podobně jako tučňák císařský, podniká v době rozmnožování, až 100 kilometrů dlouhé výpravy. Některé z jeho kolonií hnízdí na ledovcích, většina ale volí raději pevninu a vytváří  tisíci, až statisícihlavé kolonie.  Samice klade obvykle dvě vejce a při sezení se na nich střídá se samcem. I když jsou hnízda prostá, jen z oblázků, jsou celou dobu hnízdění čistá.

 

Udržení čistoty tučňáčího hnízda je pro jejich majitele větší problém, než by se mohlo zdát. Opustit hnízdo je pro ptáky ve fraku příliš velkým rizikem. Těch, kteří mají zálusk na jejich vejce, je i z řad příbuzných ptačího světa, hodně. Evoluce to vyřešila schopností vyměšovat se do dálky. Když na tučňáka přijde kadění, zvedne ocas, vyšpulí zadní část tak, aby kloaka směrovala patřičným směrem po větru a vystřelí výkaly směrem mírně vzhůru, a ty pak v rovině horizontály doputují do vzdálenosti téměř půl metru.

 

Model použitý k výpočtům. Kredit:  Credit: arXiv:2007.00926 [physics.bio-ph]
Model použitý k výpočtům. Kredit: Credit: arXiv:2007.00926 [physics.bio-ph]

Přijít jemným nuancím této defekační strategii na kloub, se vědci snaží od roku 2003.  Až nyní se jim podařilo původní závěry výzkumu patřičně zpřesnit. Museli ale do svých výpočtů zahrnout výšku trajektorie, po níž výkaly na své cestě za svobodou v duchu Newtonova zákona, putují.  A také viskózní odpor materiálu. Teprve pak se jim matematickým modelováním letu fekálií pomocí Lambertovy funkce podařilo zjistit, že dřívější výpočty byly podhodnocené. Rektální tlak tučňáka v hydrodynamické aproximaci kombinující Bernoulliho větu a Hagen-Poiseuilleovu rovnici pro korekci viskozity, je ve skutečnosti vyšší, než se uvádělo.

 

Nyní (až do dalšího zpřesnění) můžeme s vysokou mírou pravděpodobnosti  tvrdit, že na střílení exkrementů do vzdálenost 30 až 40 centimetrů, je potřeba aby břišní lis vyvinul tlak 10 až 60 kilopascalů. A nejen to. Praktickým poznatkem, pro chovatele tučňáků z modelování vyplynulo, že i v případě, že tučňák bude vzhledem k vám na vyvýšeném místě, je bezpečná zóna zóna ve vzdálenosti 1,34 metru.

 

Závěr

Snaha napodobit tučňáky se nedoporučuje, jejich břišní lis je schopen vyvinout zhruba třikrát větší tlak, než ten náš.

 

Literatura

Hiroyuki Tajima and Fumiya Fujisawa.: Projectile Trajectory of Penguin's Faeces and Rectal Pressure Revisited, arXiv:2007.00926.

 


Nekolik zajímavých videí o tučňácích z dílny BBC:


Datum: 12.07.2020
Tisk článku

Matematické, fyzikální a chemické tabulky pro střední školy - Mikulčák Jiří
 
 
cena původní: 226 Kč
cena: 201 Kč
Matematické, fyzikální a chemické tabulky pro střední školy
Mikulčák Jiří
Související články:

Princip "mokrého psa"     Autor: Josef Pazdera (26.10.2010)
Krájení pizzy     Autor: Josef Pazdera (12.01.2016)
Legální padělky nejdražších vín, to je oč běží vědeckému vinaření     Autor: Josef Pazdera (04.06.2016)



Diskuze:

Překonal jsem tučňáka

Florian Stanislav,2020-07-13 19:53:02

Čural jsem do suchého kompostu na zahrádce, naměřil jsem 73,5 cm ve vodorovném směru, tedy víc jak pro tučňáka uvedených 30-40 cm. Nepoužil jsem uvedenou Bernoulliho rovnici s ručně zúženým místem a větší rychlostí toku. Ale viskozita byla jistě menší. Tečný vliv Coriollisovy síly lze zanedbat, i když na severní polokouli stáčí vpravo a na jižní vlevo:).

Odpovědět

200 m

Vít Výmola,2020-07-13 17:32:09

Ano, jak napsal David Dobeš, z toho bude IG Nobel. :)
Ale opravdu mě zaujala ta hloubka potápění. 200 metrů, to bych od tučňáka nečekal!

Odpovědět

Za mnou raz prišiel švagor (strojár)

Vladimír Bzdušek,2020-07-13 10:32:24

že má nejaký problém s odkanalizovaním bytu. Ja: ???. On: Keď ten tvoj syn je fyzik, asi by sme mali vychádzať z Bernoulliho rovnice, nie?
Takže, čo by ste mu odpovedali vy?

Odpovědět

Efektivita nádržky

Vojtěch Běhunčík,2020-07-12 19:01:28

Ovšem nádrž ve tvaru válce / kvádru v živém organismu - to přímo bolí na pohled.
Kdyby byla ve tvaru elipsoidu nebo kulovitá ...

Odpovědět

David Dobeš1,2020-07-12 15:11:49

Jasný kandidát na cenu IG Nobel!
Jestli tohle neuspěje, tak co?
Díky za článek, pobavil!

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace