Физики объяснили, зачем кошкам шершавый язык
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.