Загадка арктического выживания белых медведей, этих грозных хищников северных широт, на протяжении многих лет волновала ученых. Как им удается сохранять тепло и оставаться активными в условиях экстремального холода и постоянного контакта со льдом и водой? Ответ, как оказалось, кроется в удивительных свойствах их меха, а точнее, в особом типе жировой смазки – кожном сале, или себуме.
Недавнее исследование, опубликованное 29 января в журнале Science Advances, пролило свет на механизм, благодаря которому мех белых медведей обладает уникальными антиобледенительными свойствами. Ученые из Тринити-колледжа в Дублине, Университета Бергена в Норвегии и других научных учреждений проанализировали образцы шерсти, полученные от шести диких белых медведей. Возглавляли исследовательскую группу химик Ричард Хоббс, докторант Джулиан Кэролан и физик-экспериментатор Бодил Холст.
Проведенные эксперименты показали, что себум, покрывающий каждый волосок, является ключом к разгадке тайны. Ученые измерили силу сцепления льда с мехом, исследовали его гидрофобность (способность отталкивать воду) и определили время задержки замерзания. Оказалось, что после удаления жировой смазки мех белого медведя начинает вести себя подобно человеческому волосу, на котором лед образуется и удерживается гораздо легче.
Анализ состава себума показал, что он состоит из холестерина, диацилглицеридов и жирных кислот. Однако важной особенностью является отсутствие сквалена, жирного метаболита, присутствующего в человеческом волосе и коже других водных млекопитающих. Именно отсутствие сквалена, по мнению ученых, играет решающую роль в обеспечении антиобледенительных свойств меха белого медведя.
Удивительно, но природа предлагает разные решения для борьбы со льдом. К примеру, перья пингвинов генту не имеют подобной жировой смазки. Они используют особую микроскопическую структуру своих перьев для отталкивания воды и предотвращения обледенения. Белые медведи, однако, полагаются на химический механизм.
Помимо сохранения тепла, жирная смазка на мехе помогает белым медведям в охоте. Благодаря ей они могут бесшумно передвигаться в воде, не создавая лишнего шума из-за трения льда об их мех. Это также помогает им быстрее скользить по льду во время преследования добычи, такой как тюлени.
Местные жители, инуиты, веками использовали подобные охотничьи приёмы, подражая стратегиям белых медведей. Они также применяют мех белого медведя, чтобы обеспечить хорошее сцепление со льдом при охоте. Оказывается, вековые традиции и мудрость природы могут стать источником вдохновения для современных технологий.
Понимание механизмов, которые лежат в основе антиобледенительных свойств меха белых медведей, открывает перспективы для разработки новых, экологически чистых материалов. В настоящее время для предотвращения образования льда используются вредные для окружающей среды химические вещества, такие как ПФАС. Но, возможно, в скором времени мы сможем заменить их на покрытия, основанные на природном ноу-хау – себуме белого медведя.
Используя в работе инфракрасную камеру FLIR E75 24o, предоставленную компанией FLIR Systems OÜ из Эстонии, и фотографию, сделанную Джоном Аарсом из Норвежского полярного института, ученые смогли более детально изучить механизмы терморегуляции и противообледенительных свойств меха. На изображении, сделанном на архипелаге Шпицберген (Svalbard Archipelago) в Норвегии, отчетливо видно, как мех белого медведя сохраняет тепло и не обмерзает даже в суровых арктических условиях. Работа проводилась в сотрудничестве с организацией Polar Bears International, занимающейся изучением белых медведей и проблемами их сохранения.
Таким образом, изучение белых медведей – это научный поиск и возможность заглянуть в удивительный мир природы и перенять ее лучшие решения. В мире, где экологические проблемы требуют незамедлительного вмешательства, биомиметика может стать ключом к созданию устойчивых и безопасных технологий. Изучая механизмы природы, такие как свойства меха белых медведей, мы открываем новые возможности для инноваций и защиты окружающей среды.
Изображение носит иллюстративный характер
Недавнее исследование, опубликованное 29 января в журнале Science Advances, пролило свет на механизм, благодаря которому мех белых медведей обладает уникальными антиобледенительными свойствами. Ученые из Тринити-колледжа в Дублине, Университета Бергена в Норвегии и других научных учреждений проанализировали образцы шерсти, полученные от шести диких белых медведей. Возглавляли исследовательскую группу химик Ричард Хоббс, докторант Джулиан Кэролан и физик-экспериментатор Бодил Холст.
Проведенные эксперименты показали, что себум, покрывающий каждый волосок, является ключом к разгадке тайны. Ученые измерили силу сцепления льда с мехом, исследовали его гидрофобность (способность отталкивать воду) и определили время задержки замерзания. Оказалось, что после удаления жировой смазки мех белого медведя начинает вести себя подобно человеческому волосу, на котором лед образуется и удерживается гораздо легче.
Анализ состава себума показал, что он состоит из холестерина, диацилглицеридов и жирных кислот. Однако важной особенностью является отсутствие сквалена, жирного метаболита, присутствующего в человеческом волосе и коже других водных млекопитающих. Именно отсутствие сквалена, по мнению ученых, играет решающую роль в обеспечении антиобледенительных свойств меха белого медведя.
Удивительно, но природа предлагает разные решения для борьбы со льдом. К примеру, перья пингвинов генту не имеют подобной жировой смазки. Они используют особую микроскопическую структуру своих перьев для отталкивания воды и предотвращения обледенения. Белые медведи, однако, полагаются на химический механизм.
Помимо сохранения тепла, жирная смазка на мехе помогает белым медведям в охоте. Благодаря ей они могут бесшумно передвигаться в воде, не создавая лишнего шума из-за трения льда об их мех. Это также помогает им быстрее скользить по льду во время преследования добычи, такой как тюлени.
Местные жители, инуиты, веками использовали подобные охотничьи приёмы, подражая стратегиям белых медведей. Они также применяют мех белого медведя, чтобы обеспечить хорошее сцепление со льдом при охоте. Оказывается, вековые традиции и мудрость природы могут стать источником вдохновения для современных технологий.
Понимание механизмов, которые лежат в основе антиобледенительных свойств меха белых медведей, открывает перспективы для разработки новых, экологически чистых материалов. В настоящее время для предотвращения образования льда используются вредные для окружающей среды химические вещества, такие как ПФАС. Но, возможно, в скором времени мы сможем заменить их на покрытия, основанные на природном ноу-хау – себуме белого медведя.
Используя в работе инфракрасную камеру FLIR E75 24o, предоставленную компанией FLIR Systems OÜ из Эстонии, и фотографию, сделанную Джоном Аарсом из Норвежского полярного института, ученые смогли более детально изучить механизмы терморегуляции и противообледенительных свойств меха. На изображении, сделанном на архипелаге Шпицберген (Svalbard Archipelago) в Норвегии, отчетливо видно, как мех белого медведя сохраняет тепло и не обмерзает даже в суровых арктических условиях. Работа проводилась в сотрудничестве с организацией Polar Bears International, занимающейся изучением белых медведей и проблемами их сохранения.
Таким образом, изучение белых медведей – это научный поиск и возможность заглянуть в удивительный мир природы и перенять ее лучшие решения. В мире, где экологические проблемы требуют незамедлительного вмешательства, биомиметика может стать ключом к созданию устойчивых и безопасных технологий. Изучая механизмы природы, такие как свойства меха белых медведей, мы открываем новые возможности для инноваций и защиты окружающей среды.
