Warum schwimmen Entenküken geradeaus?

Wie das alte Sprichwort sagt: Ein Name spiegelt eine Person wider. Menschen, deren Namen das Buchstabenzeichen „Fisch“ enthalten, haben auch eine starke Vorliebe für Fische. Es gibt zum Beispiel einen Professor namens Frank Fish, der sagte, dass er Fish auch mag.

Dieser „Fischprofessor“ Frank Fish liebt jedoch nicht nur Fische, sondern auch Enten im Wasser. Als Professor für Biologie liegt sein Hauptforschungsschwerpunkt auf der Dynamik der Tierbewegung . Im Jahr 1994 veröffentlichte Professor Frank einen Artikel über das Entenschwimmen, in dem er den Energieverbrauch von Enten beim Schwimmen in Formation untersuchte.

Doch die Forschung zum Entenschwimmen ist noch nicht abgeschlossen. Im Jahr 2021 veröffentlichte das Forschungsteam von Dr. Zhiming Yuan eine neue Arbeit zum Thema Entenschwimmen. Die beiden Studien wurden gemeinsam mit dem diesjährigen Ig-Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

Dr. Yuan Zhiming stellt die Entenparade beim Ig-Nobelpreis vor丨Ig-Nobelpreis

Schwimmende Enten, was ist die faszinierende Magie, die Forscher davon „besessen“ macht?

One Duck One Duck Tour von Satya Prakash Karan/Youtube

Ente reitet auf den Wellen

Bei der Talentshow wird bei der Bühnenperformance jedes Teams großer Wert auf die Positionierung gelegt, und YaYas „Wasserperformance-Bühne“ ist da keine Ausnahme. Die „Eins“-Form ist die Standardformation der YaYa-Gruppe.

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Die Gründe, warum Enten gerne in einer Reihe marschieren, werden noch immer erforscht, doch allmählich werden die Vorteile dieser Formation deutlich: Sie sparen Energie. Man kann sagen: „Wir stehen nicht in der Schlange, weil es Mühe spart, sondern weil das Anstehen Mühe spart.“

Wildenten in einem Versuchsaufbau: Forscher messen den Sauerstoffverbrauch, um die Stoffwechselrate zu berechnen | Referenz [2]

In seiner Studie „trainierte“ Frank mehrere eintägige Wildenten, sodass sie in einer experimentellen Umgebung mit weiblichen Enten mitschwimmen konnten. Anschließend führten sie experimentelle Messungen an Enten im Alter von 3, 7 und 14 Tagen durch. Stoffwechselmessungen der Enten zeigten, dass der Energieverbrauch pro Entenküken sank, wenn die Anzahl der Entenküken in einer Reihe zunahm. Dieses Experiment unterstützt die Hypothese des Energieverbrauchs während der Paradebewegung aus metabolischer Sicht .

Der Grund für die Einsparung von Aufwand sind „Wellen“.

Dr. Yuan Zhiming und andere beobachteten die Enten sieben Jahre lang und entwickelten ein entsprechendes mathematisches Modell, wodurch sie die Wellengeheimnisse des Entenschwimmens entdeckten.

Diagramm der Kräfte, die auf eine Ente in stillem Wasser wirken, mit gleicher Wellenlänge, aber unterschiedlichen Phasen. (Die grüne Kurve stellt die Wasseroberfläche dar, die blaue Kurve den Druck auf die Körperoberfläche des Entenkükens und die Pfeile stellen die Richtung der Kraft dar.) | Referenzen [3]

Bei der „Einzellinienformation“, wenn sich das Entlein in der geeignetsten Position hinter der Entenmutter befindet, wird der Wellenwiderstand zu diesem Zeitpunkt „positiv“ – die Richtung des Widerstands wird dieselbe wie die des Entleins und die Phase der Welle ist wie in Abbildung d oben dargestellt. Mit anderen Worten: Der Widerstand verwandelt sich zu diesem Zeitpunkt tatsächlich in einen Schub von hinten nach vorne , der das Entlein dazu „drängt“, auf Wind und Wellen zu reiten. Auf subtilere Weise kann dies durch die Entenküken in Formation aufrechterhalten werden. Das erste und das zweite Entenküken hinter der großen Ente wurden geschoben, sodass sie sich mit weniger Kraftaufwand vorwärts bewegen konnten. Vom dritten bis zum letzten Entenküken nähert sich die auf das Individuum ausgeübte Kraft allmählich dem Wert Null, wodurch ein dynamisches Gleichgewicht erreicht wird.

Marschieren in einer Prozession | Martin Diebel/Discovery

So etwas wie ein friedliches Leben gibt es nicht. Es ist nur so, dass eine Ente die Last für Sie trägt. Dieser Mechanismus zum Wellenreiten und Wellenpassieren ermöglicht den kleinen Enten, die hinter der großen Ente schwimmen, ein ruhiges Schwimmen.

Enten sparen Energie, Boote sparen Treibstoff

Im Wasser schwimmen nicht nur Enten, sondern auch Boote. Da Enten so schlau sind, muss der Mensch natürlich auch den Schiffen etwas Weisheit verleihen.

Das Forschungsteam der Technischen Universität Wuhan analysierte verschiedene Schiffsformationskonfigurationen und stellte fest, dass der Gesamtwiderstandskoeffizient der Tandemflottenformation effektiv reduziert wurde, was bedeutet, dass sie energieeffizienter ist.

Wenn wir weiter in die Zukunft denken, ist es möglich, dass es in Zukunft einen ganzen Seezug geben wird ... Das Team von Dr. Yuan Zhiming untersucht derzeit entsprechende Konzepte in der Hoffnung, die Effizienz des Seetransports zu verbessern.

Wer freut sich nicht darauf, dass der Seezug aus „One Piece“ Wirklichkeit wird?

Smoky Tom Sea Train – One Piece Wiki

Verweise

[1] Fisch, Fisch, Fisch – Unwahrscheinliche Forschung. https://improbable.com/airchives/paperair/volume12/v12i3/Fish-v12i3.pdf

[2]Fish, Frank E. „Energieeinsparung durch Formationsschwimmen: Stoffwechselnachweis bei Entenküken.“ Mechanik und Physiologie des Tierschwimmens (1994): 193-204.

[3]Yuan, Zhi-Ming, et al. „Wellenreiten und Wellenpassieren von Entenküken beim Formationsschwimmen.“ Zeitschrift für Strömungsmechanik 928 (2021).

[4] Warum bilden Enten beim Überqueren eines Flusses eine gerade Linie? Intellektuelle. http://zhishifenzi.blog.caixin.com/archives/250888

[5] He, Yangying, et al. „Wird das Segeln in Formation den Energieverbrauch senken? Numerische Vorhersage des Widerstands für Schiffe in verschiedenen Formationskonfigurationen.“ Angewandte Energie 312 (2022): 118695.

Autor: Eule

Bearbeiten: Fenster klopft Regen

Titelbild: Robyn Beck/Discovery

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