Физики объяснили, зачем кошкам шершавый язык

Источник материала:

Шершавый язык кошки усеян жесткими, обращенными назад бугорками. Они помогают этим хищным животным лучше отделять мясо от костей и, конечно, умываться, выбирая из шерсти частицы грязи. Алексис Ноэль (Alexis Noel) и Дэвид Ху (David Hu) из Технологического института Джорджии изучили строение этих бугорков (авторы называют их cavo papillae) на микроскопическом уровне. Результаты работы представлены в статье, опубликованной в журнале PNAS, пишет Naked Science.

В исследовании использовали посмертные образцы тканей языка, полученные у кошачьих шести видов: домашней кошки, рыси, пумы, снежного барса, льва и тигра. Рассматривая бугорки cavo papillae под микроскопом, ученые обнаружили, что их кончики несут полукруглые углубления, образуя полые незамкнутые структуры в форме латинской буквы U. Поверхностное натяжение легко удерживает в этой полости каплю слюнной жидкости и, как предположили ученые, помогает кошкам эффективнее очищать шерсть, «промывая» ее на нужную глубину.

Кошки это обожают: они проводят за чисткой до четверти активного времени и расходуют на это до трети вырабатываемой слюны. Скорее всего, такое «прополаскивание» шерсти при вылизывании может выполнять и еще одну, совершенно отдельную задачу — охлаждение. Съемка в инфракрасном диапазоне показала, что испарение слюны, оставленной при тщательном умывании кошки, позволяет снижать температуру ее поверхности на величину вплоть до 17 °C. Для них это исключительно важно, ведь, в отличие от нас, большая часть кожи кошачьих не содержит потовых желез, требуя находить другие подходы к регуляции температуры тела, особенно в жару.

Кроме того, изучив вылизывающие движения домашних кошек при замедленном воспроизведении, Ноэль и Ху заметили, что язык при этом пермещается, выворачиваясь изнутри наружу (как если бы мы лизали шарик мороженого): такой способ позволяет жестким бугоркам ориентироваться перпендикулярно к основе и достигать максимальной глубины, очищая шерсть.

Авторы решили, что такой подход будет эффективен и в технике. Микроструктуры с U-образными кончиками подойдут, по их словам, «для сортировки, чистки и доставки жидкостей на поверхности из шерсти или гибких нитей». Демонстрируя такой подход, они смоделировали и получили на 3D-принтере модель «вдохновленной языком щетки для груминга» TIGR (Tongue-Inspired GRooming brush) из гибкого силикона. Несложные испытания показали, что такие расчески создавали меньше сопротивления при прохождении через волосы, чем обычные, и позволяли их очищать. Возможно, вскоре любители кошек будут вычесывать своих питомцев щетками, сделанными на манер их языков.