Sie lecken beide Wasser, um zu trinken. Warum sind Katzen so viel anmutiger als Hunde?

Auf den ersten Blick könnte man meinen, dass es keinen Unterschied macht, ob Katzen oder Hunde Wasser trinken, denn beide lecken es mit der Zunge auf.

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Der Grund, warum Hunde und Katzen Wasser lieber lecken als daran zu saugen, liegt darin, dass Fleischfresser wie Katzen und Hunde viel weniger Gesichtsmuskeln haben als Menschen. Nach dem Abstillen können sie ihren Mund nicht mehr schließen, um einen Sog zu erzeugen, sodass sie sich auf ihre Zunge verlassen müssen, um Wasser in ihren Mund zu befördern.

Wenn Sie einfach Katzen und Hunde beim Trinken beobachten, ist kein großer Unterschied zu erkennen. Beide strecken die Zunge heraus und machen Leckbewegungen.

Wenn Sie jedoch die Forschungsmethoden der Strömungsmechanik anwenden, werden Sie feststellen, dass Katzen und Hunde unterschiedlich Wasser trinken.

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Wie trinken Katzen Wasser?

Im Jahr 1940 fand im Ambassador Hotel in Los Angeles die 12. Oscarverleihung statt. In diesem Jahr gewann „Vom Winde verweht“ von David O. Selznick 13 Preise, darunter den für den besten Film, und war zweifellos der größte Gewinner des Jahres. Was hat das mit Katzen zu tun, die Wasser lecken? Ich möchte nicht über „Vom Winde verweht“ sprechen, sondern über „Quicker 'na Wink“, der in diesem Jahr den Oscar für den besten Kurzfilm gewann.

Dieser Kurzfilm stellt eine fotografische Technik vor – die Stroboskopfotografie, bei der die kontinuierlichen Blitze eines elektronischen Blitzes verwendet werden, um die kontinuierliche Bewegung eines Objekts auf dem Bildschirm aufzuzeichnen. **Aufgrund der momentanen Bewegung werden unter der Wirkung des Stroboskoplichts Dutzende von Bildern gleichzeitig auf dem Bildschirm angezeigt, sodass Bewegungsprozesse dargestellt werden können, die mit bloßem Auge nicht erkennbar sind.

Der Kurzfilm zeigt Zeitlupenbewegungen verschiedener Objekte, etwa den Moment, in dem ein Ei auf ein Paddel fällt und zerbricht, den Moment, in dem eine Nadel eine Blase zum Platzen bringt usw. Bei 4 Minuten und 30 Sekunden ist ein schwarz-weißes Kätzchen zu sehen, das Milch leckt. Durch stroboskopische Fotografie wird der schnelle Leckmoment der Katze in Zeitlupe gezeigt.

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Allerdings ist dieses Video noch lange nicht die Antwort auf die Frage, wie Katzen Wasser lecken! Schließlich handelt es sich nur um einen Kurzfilm, der lediglich einen abstrakten Vorgang zeigt. Es liegt kein datenbasierter Ausdrucksprozess vor, daher kann er nicht als wissenschaftlich angesehen werden. Sie müssen wissen, dass es sich hier um einen populärwissenschaftlichen Artikel handelt.

Pedro M. Reis ist ein Physikprofessor, der sich sehr dafür interessierte, wie Katzen Wasser lecken. Nachdem er sich das oben vorgestellte Stroboskop-Fotografie-Video angesehen hatte, führte er 2010 eine Strömungsmechanik-Studie an Wasser leckenden Katzen durch. Zunächst suchte er sich zehn Katzen aus und hielt mit einer Hochgeschwindigkeitskamera jedes Detail ihrer Wasserleckerei fest. Anschließend wandelte er die Daten in Daten zur Analyse um.

Die folgenden Bilder zeigen den Vorgang des Wasserleckens von Katzen, aufgenommen mit Hochgeschwindigkeitskameras:

Bildquelle: Referenz [1]

Sie werden feststellen, dass die Zunge der Katze beim einmaligen Lecken nicht in die Flüssigkeit eintaucht, um die Milch in ihr Maul zu schöpfen. Biegen Sie stattdessen Ihre Zungenspitze, um eine flache Oberfläche zu bilden, und berühren Sie dann kurz die Flüssigkeitsoberfläche, um das Wasser gleichmäßig auf eine Höhe von 3 cm zu „bringen“. Bevor das Wasser aufgrund der Schwerkraft fällt, schließen Sie den Mund und halten Sie die schwebende Wassersäule fest. Wiederholen Sie diesen Vorgang 11 Mal, um den Trinkvorgang abzuschließen.

Das Bild unten zeigt die Häufigkeit, mit der eine Katze Wasser leckt (die Leckbewegung beginnt mit dem Herausstrecken der Zunge und endet mit dem Schließen des Mauls). Sie können sehen, dass die Leckfrequenz ziemlich stabil ist, etwa einmal alle 0,25 Sekunden.

Bildquelle: Referenz [1]

Die maximale Leckgeschwindigkeit beträgt ca. 78 cm/s (unten).

Bildquelle: Referenz [1]

Wie wird Wasser durch die Zunge nach oben befördert? Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Wasser eine gewisse Viskosität aufweist, wenn die Zunge mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf die Flüssigkeit trifft und diese verlässt. Durch die Impulsübertragung wird ein Teil des Wassers aufgrund der Trägheit von der Wasseroberfläche weggetragen, so wie eine Person herausgeschleudert wird, wenn ein Auto bremst. Aufgrund der Schwerkraft wird die Steiggeschwindigkeit des Wassers während des Steigvorgangs immer weiter verringert und kann nur eine bestimmte Höhe erreichen. Bei der gesamten Kräfteanalyse können viskose Kräfte und Kapillarkräfte vernachlässigt werden.

Wenn eine Katze also Wasser leckt, verwendet sie nicht ihre Zunge, um das Wasser in ihr Maul zu schöpfen, sondern nutzt die Trägheit, um das Wasser nach oben zu bringen und es dann in ihrem Maul zu behalten. Die Häufigkeit, mit der eine Katze Wasser leckt, stellt ein perfektes Gleichgewicht zwischen Trägheit und Schwerkraft her. Wäre es etwas schneller oder langsamer, könnte es nicht so viel Wasser trinken.

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Um zu überprüfen, ob ihre Annahme richtig war, nämlich dass die Häufigkeit, mit der Katzen Wasser lecken, durch Schwerkraft und Trägheit bestimmt wird, erstellten die Wissenschaftler ein Modell, um den Moment des Wasserleckens nachzubilden. Die Größe der Scheibe auf dem Modell entspricht der Fläche, mit der die Zunge der Katze die Flüssigkeitsoberfläche berührt. Das Modell würde die Wasseroberfläche senkrecht berühren und dabei die Größe und Geschwindigkeit der Kontaktfläche variieren, um zu sehen, wie sich diese beiden Faktoren auf die Menge des hochgeförderten Wassers auswirken.

Bildquelle: Referenz [1]

Dann entdeckten Wissenschaftler, dass das Volumen der aufsteigenden Wassersäule nur dann am größten ist, wenn die Katze die Wasseroberfläche mit der Geschwindigkeit und Häufigkeit berührt und verlässt, mit der sie das Wasser leckt. Daher ist die Art und Weise, wie Katzen Wasser lecken, die wissenschaftlichste, obwohl Katzen nicht wissen, was Wissenschaft ist.

Anschließend beobachteten Wissenschaftler über YouTube andere Katzen wie Tiger, Löwen und Pumas und fanden heraus, dass Katzen Wasser in einem regelmäßigen Muster und nach einer Formel lecken:

f = 4,5 M ^− 0,14 , wobei f die Frequenz und M die Masse des Tieres in Kilogramm ist. Die Formel lässt sich vereinfacht so verstehen: Je schwerer die Katze, desto seltener leckt sie Wasser.

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Wie trinken Hunde Wasser?

Hunde sind beim Wasserlecken nicht so anmutig wie Katzen. In ähnlicher Weise beobachteten Wissenschaftler mit Hochgeschwindigkeitskameras Hunde beim Lecken von Wasser. Bei Hochgeschwindigkeitsaufnahmen lässt sich beobachten, dass der grundlegende Mechanismus des Wasserleckens eines Hundes dem einer Katze ähnelt. Die Zungenspitze biegt sich nach hinten und berührt dann schnell die Wasseroberfläche, um das Wasser heraufzuholen.

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Bildquelle: Referenz [2]

Um deutlicher zu sehen, wie Wasser in das Maul des Hundes gelangt, haben die Wissenschaftler sogar mit einem Röntgengerät Bilder aufgenommen. Da ein Röntgengerät zum Einsatz kam, durfte das Wasser, das der Hund trank, kein normales Wasser sein, sondern musste eine Mischung aus Barium und Milch sein. Jetzt können wir deutlich erkennen, dass der Hund auch die Trägheit nutzt, um das Wasser mit seiner Zunge „hochzuziehen“.

Bildquelle: Referenz [2]

Der Unterschied beim Lecken von Wasser besteht jedoch darin, dass ein Hund beim Lecken die Zunge tiefer ins Wasser steckt und beim Zurückziehen der Zunge viel Wasser herausspritzt. Da die Zunge eines Hundes beim Lecken tiefer ins Wasser eindringt, entsteht außerdem die Illusion, dass der Hund das Wasser mit seiner Zunge schöpft.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Katzen und Hunde zwar über den gleichen Leckmechanismus verfügen, Hunde jedoch beim Lecken von Wasser die Tiefe ihrer Zunge im Wasser nicht kontrollieren können und es zu Wasserspritzern kommen kann, die sie selbst und den Boden nass machen. Wenn Katzen Wasser lecken, ist die Wassersäule relativ stabil und die Aktion erscheint sehr sauber. Um eine Analogie zu verwenden: Wenn Katzen Taucher sind, die das Spritzwasser kontrollieren können, dann sind Hunde ganz normale Menschen, die tauchen.

Es scheint wissenschaftlich erwiesen zu sein, dass Katzen eleganter sind als Hunde, was man an den Spritzern erkennen kann, die sie beim Trinken von Wasser machen.

Quellen:

1. Reis PM, Jung S, Aristoff JM, et al. Wie Katzen lecken: Wasseraufnahme von Felis catus[J]. Science, 2010, 330(6008): 1231-1234.

2. Crompton AW, Musinsky C. Wie Hunde lecken: Aufnahme und intraoraler Transport bei Canis familiaris[J]. Biology letters, 2011, 7(6): 882-884.

Dieser Artikel wurde von Science Popularization China erstellt, von Su Chengyu produziert und vom Computer Network Information Center der Chinesischen Akademie der Wissenschaften betreut.

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