Океан, покрывающий большую часть нашей планеты, хранит в себе множество секретов. К сожалению, наша техника пока недостаточно хороша, чтобы вести в нем уверенные и эффективные исследования. Даже потратив на поиски год, мы так и не смогли обнаружить огромный Boeing-777, упавший в Сиамский залив. Но оказывается, ископаемые рыбы могли бы помочь нам решить эту проблему.
Понимание того, как развивался механизм звуковой и сенсорной навигации у обитателей древних морей, имеет большой потенциал для улучшения и доработки дистанционно управляемых подводных аппаратов, которые использовались в поисках пропавшего авиалайнера. Эту новую область исследований, превращающих наши знания об эволюции вымерших видов в современные инновации, я бы назвал палеобиомимикрией. Создание технических структур, имитирующих биологические системы, известные по окаменелостям, сегодня, к сожалению, находится в зачаточном состоянии. Но я полагаю, что палеобиомимикрия может сделать очень многое для впечатляющего прогресса в самых разных областях – от гражданского строительства до высокотехнологичной одежды.
Сила естественного отбора
Живые существа в своих взаимоотношениях с внешним миром полагаются на определенный набор чувств. Многие современные технические системы, такие, как летательные аппараты, подводные роботы, а в последнее время еще и беспилотные автомобили, тоже нуждаются в собственных «органах чувств», позволивших бы им уверенно взаимодействовать с окружающей средой и определять свое место в ней. Пока что имеющиеся технические решения редко оказываются на высоте, поскольку не способны адаптироваться к быстро меняющейся обстановке.
Между тем органы чувств живых существ отличаются от искусственных сенсоров и систем обработки их данных тем, что функционируют в рамках ограничений, накладываемых естественным отбором. Поэтому изучая «технические решения», придуманные и проверенные самой природой, мы можем найти короткие пути к совершенствованию собственных устройств. А окаменелости позволяют нам воочию увидеть, как менялись те ли иные системы органов на протяжении огромных промежутков времени.
Подобно подводной лодке, самая обычная рыба обладает приборами контроля за давлением воды, используемыми для того, чтобы вовремя заметить хищника, добычу или препятствие. В субмарине этим занимаются гидрофоны, а в рыбе – органы боковой линии. Наблюдая за тем, как рыбы совершенствовали свои органы чувств, мы можем воспроизвести этот процесс в своих подводных лодках, воспользовавшись уже готовыми решениями, над которыми естественный отбор трудился миллионы лет.
Технические усовершенствования
Возможности современной палеонтологии значительно расширились благодаря широкому применению трехмерного компьютерного сканирования. Не разрушая образец, мы можем получить его объемную модель и посмотреть на ней, как взаимодействовали части того или иного органа или системы органов. Разбирая устройство органов боковой линии у девонских рыб, мы имеем хорошие шансы уточнить процесс оптимизации рыбьих сенсоров, и использовать полученные знания в создании первого работающего сонара для подводных лодок, построенного на базе концепций палеобиомимикрии.
Например, рыбий сонар обычно заключен в голове или передней части тела. Учитывая это, мы можем заметно уменьшить объем гидроакустических систем своих подводных роботов. А копируя некоторые другие решения, известные у рыб, мы повысим качество ориентации робота в окружающей среде и расширим его функциональные возможности. Ясное понимание эволюции органов чувств у рыб поможет нам построить более эффективные поисковые роботы, более чуткие системы обнаружения и слежения для военных подводных лодок, более удобное оборудование для научных исследований.
Но сонары – это лишь один из множества примеров того, чему мы можем научиться у окаменелостей. В университете Лидса сейчас ведутся исследования о том, как форма чешуи ископаемых акул помогает уменьшить лобовое сопротивление воды при плавании в толще воды. Понятно, что и эти данные явно пойдут на пользу нашему подводному флоту.
Зачем я рассказал вам обо всем этом? Недавно Дункан Вингэм, исполнительный директор Британского совета по исследованиям природы (NERC) заявил, что уже в ближайшем будущем палеонтологам предстоит серьезная борьба за гранты и финансирование вообще, потому что польза, приносимая обществу их исследованиями, неочевидна. Так что палеонтологам действительно пора найти новые подходы к своим проблемам и сделать более заметным свой вклад в развитие науки, техники и общества.
Том Челлэндс, ассистент-преподаватель Эдинбургского университета
По материалам портала The Conversation
Перевод PaleoNews
