Профессор Джейк Соча с факультета машиностроения Вирджинского политехнического института и университета штата (Virginia Tech) изучает биомеханику для ее применения в роботехнике. Объектом его очередного исследования, с результатами которого можно ознакомиться в Journal of Experimental Biology, стала сверчковая квакша — маленькая лягушка, обитающая в Вирджинии и Северной Каролине.
«В нашей лаборатории изучалось множество животных, и многие из них демонстрируют удивительные способности к навигации в своей среде обитания. Скромная сверчковая квакша живет неподалеку, и все же она удивила нас своими возможностями, еще больше подогревая любопытство к познанию живого мира», — признается Соча.
Сверчковая квакша — одна из самых маленьких лягушек в Северной Америке, она легко помещается на большом пальце руки взрослого человека. Для изучения особенностей ее движения была использована скоростная видеосъемка. Исследователи сняли, как лягушка прыгает на суше и в воде.
Они с удивлением обнаружили, что на самом деле это земноводное тонет с каждым прыжком, хотя при обычном наблюдении невооруженным глазом кажется, что оно скользит по воде. Тело лягушки каждый раз погружается полностью, и ее движения уместнее было бы сравнить плаванием дельфинов или морских свиней.
Для опытов лягушек выпустили в 75-литровый стеклянный аквариум с водой, вокруг которого поставили камеры со скоростью съемки до 500 кадров в секунду.
«Удивительно, как легко нас можно обмануть быстрыми движениями животных. Здесь нас обманывает лягушка, которая выглядит как прыгающий камень, но на самом деле прыгает и ныряет несколько раз подряд. Лягушки — отличные прыгуны, но большинство из них не проявляют этого дельфиноподобного поведения, и мы до сих пор не знаем, почему. Есть ли что-то особенное в прыжке сверчковой квакши, или это просто особенность ее маленького тела?» — говорит профессор.
Просмотрев записи в замедленном темпе, ученые разбили каждый цикл прыжка на:
взлет из подводного положения, воздушный период, или время в воздухе после прыжка, возвращение в воду, восстановление, перенастройка для следующего прыжка.
Лягушки совершают до восьми прыжков подряд, каждый из которых длится менее секунды.
Исследование движения сверчковой квакши важно с точки зрения биологии, но также применимо в робототехнике, например для разработки дрона-амфибии, измеряющего глубину.