Как осьминог плавает с помощью струи воды

Осьминог может двигаться в воде, выбрасывая из тела направленную струю. Для этого он сначала набирает воду в мантийную полость, затем сокращает мышцы и выталкивает её через воронку. Струя уходит в одну сторону, а животное получает толчок в противоположную. Такой способ называют реактивным движением. Здесь слово «реактивный» означает принцип перемещения, а не наличие огня, топлива или воздушного двигателя.

Откуда берётся толчок

Мантия — мышечная оболочка тела. Вода поступает в пространство под ней — мантийную полость. При расширении полости в неё набирается вода. Сокращение мышц уменьшает доступный объём и повышает давление; вода выходит через относительно узкую воронку. После выброса нужно снова наполнить полость, поэтому движение связано с чередованием наполнения и выбросов.

Осьминог не переносит вперёд неподвижный запас воды. Он принимает окружающую воду, ускоряет её и отдаёт обратно. Именно изменение её движения создаёт ответную силу. Если мысленно убрать выбрасываемую струю, останется изменение формы тела, но исчезнет описываемый способ передачи толчка.

Работа 1968 года сравнивала давление в мантийной полости и двигательные возможности нескольких головоногих, включая обыкновенного осьминога. Это были инструментальные измерения с вмешательством в животных, а не просто оценка красивых кадров. Полученные для определённых видов и условий значения нельзя превращать в универсальную скорость любого осьминога.

Почему он может двигаться разными концами вперёд

Направление выброса зависит от положения воронки. Если вода направлена к стороне головы и рук, животное может двигаться противоположным концом — мантией вперёд. Если струя направлена к задней части мантии, возможно продвижение головой и основанием рук вперёд. Поэтому короткое правило «осьминог всегда плавает задом» неверно.

В исследовании 2006 года такие варианты движения различали при анализе одного мелководного вида. Направление струи и порядок прохождения частей тела помогали описать способ перемещения.

Какую роль играет положение рук

Во многих изученных эпизодах быстрых выбросов тело было вытянуто, а руки собраны вместе. Но встречались и другие положения. Такая форма отличается от широко распластанного осьминога на дне: животное меняет не только место, но и очертания тела.

Авторы работы 2006 года связывали различия формы и скорости с возможными механическими и защитными задачами. Уменьшение сопротивления воды — одно из обсуждавшихся объяснений, а не доказанная причина каждого отдельного движения. По одному снимку нельзя установить, какая часть позы обеспечивает скорость, а какая связана с поведением в данный момент.

Струя воды не заменяет все остальные движения

Осьминог также передвигается по поверхности с помощью рук. При ползании опора и создаваемые руками толчки имеют другое значение, чем при перемещении без опоры на дно. Наличие реактивного способа не означает, что животное обязано пользоваться им непрерывно.

В исследовании координации ползания 2015 года направление движения могло отличаться от ориентации тела. Руки создавали толчок удлинением, а их работа не складывалась в очевидный повторяющийся ритм привычной походки. Этот результат относится к ползанию: он не объясняет работу воронки и не превращает её в дополнительную руку.

Что можно понять по видеозаписи

Полезно смотреть последовательность кадров: касается ли животное дна, какая часть тела проходит выбранный неподвижный ориентир первой, как меняется положение рук. Эти наблюдения помогут точнее описать увиденное. При этом сама прозрачная струя может быть незаметна, а часть тела — закрыта ракурсом.

Не следует объявлять измеренными давление, расход воды или работу отдельных мышц, если запись показывает лишь перемещение. Скорость также нельзя надёжно получить без масштаба и времени. Для обычного знакомства с животным достаточно различить движение с опорой и перемещение в воде и понять принцип: направленный выброс воды даёт осьминогу толчок в обратную сторону.