吸水速度はシャワーヘッド24個分に相当します！象の鼻でできないことってあるでしょうか？

アトランタ動物園では、ケリーという名のメスのアフリカゾウが、珍しい食べ物に挑戦しています。

私の目の前のプラットフォームには、今まで見たことのない奇妙な食べ物がありました。それは丸くて薄く、少し香りがするように見えました。それはトルティーヤでした。滑らかな表面に貼り付けられた厚さ 0.5 mm のビスケットは拾いにくく、少し力を加えると壊れてしまいます。これはおそらくケリーが今まで見た中で最も難しい食べ物だった。

驚いたことに、ケリーはこの難しい課題を一回目の挑戦で達成しました。クッキーを掴んで、何の損傷もなく口に詰め込みました。このプロセス全体にかかった時間はわずか 3 秒でした。

捕まえられない？何も起こらなかった |研究者提供

彼女はどうやってそれをやったのですか？答えは、象の鼻の強力な吸引力に頼ることです。

捕まえるのが難しすぎる食べ物ですか?ただ吸うだけ

ケリーは科学的研究の被験者であり、研究者たちは象の鼻の驚くべき能力についてより深い洞察を得ることを望んでいた。[1]

通常、アフリカゾウは鼻を使って草、葉、果物、樹皮などさまざまな食べ物をつかみます。研究では、つかむのが難しくなると、ゾウは吸引力を使って食べ物を吸い上げることがわかりました。空気の流れを通して掴むこの能力は、陸生哺乳類の中では非常に珍しいものです。

アフリカゾウのケリー |アトランタ動物園

研究期間中、ケリーさんはさまざまな食べ物の課題を与えられましたが、その中にはさまざまな数と大きさの一連の食べ物キューブも含まれていました。その結果、ゾウはより大きく、より少ない食物ブロックに直面したとき、鼻の前部を制御して手のように食物をつかむことがわかった。食べ物が小さくて数が多くてつかみにくい場合、象は深呼吸をして鼻の中に食べ物を集めます。しかし、食べ物がふすまのような非常に小さな粒子である場合、象はそれを吸うことをあきらめて、つかんで食べるようになります。この選択は、食事の効率を向上させるだけでなく、ゾウが微粒子の異物を吸い込むのを避けるのにも役立ちます。

食べ物の小片が多すぎますか?吸引力であらゆるものをキャッチ |研究者提供

クラッカーのように薄くて壊れやすく、馴染みのない食べ物であっても、ゾウはそれを吸い込むことでうまく食べることができます。高速度撮影された映像では、ゾウの鼻がまず空気を吸い込んでパンケーキを持ち上げ、その後しっかりと掴んでいる様子が映し出されている。

早く吸って、もっといっぱいに

象の鼻の吸引力はどれくらい強いのでしょうか？研究者らは被験者の鼻腔水分吸収量の測定値を使用してこれを計算した。

調査の結果、ゾウは1秒間に最大3.7リットルの速度で水を吸収できることがわかった。これは、シャワーヘッド24個を同時にオンにしたり、トイレ20個を同時に流したりするのと同等である。息を吸うとき、瞬間的な気流速度は毎秒50メートルに達することがあります。これは、人がくしゃみをしたときの気流速度のほぼ30倍です。

象の鼻は水を吸収します。水の流れを表現するためにチアシードを水に加えました |研究者提供

ゾウの強力な吸引力は肺活量だけでなく、鼻の構造的特徴にも基づいています。象の鼻は固定された「わら」ではありません。液体を吸収すると急速に膨張します。鼻孔の半径は最大 30% 拡大し、鼻腔の容積は最大 64% 拡大します。拡張可能な鼻孔は、より多くの水を蓄えられるだけでなく、空気の流れを加速させ、掴みにくい食べ物を吸い込むのに好ましい条件を提供します。

それだけでなく、ゾウの鼻腔の内壁も他の動物とは異なります。論文の共同筆頭著者である中山大学の呉建寧氏は、象の鼻腔の構造を分析し、呉建寧氏自身の鼻孔も含めた他の多くの哺乳類の構造と比較したとGuokrに語った。観察してみると、ほとんどの哺乳類の鼻腔の内部はざらざらしていて毛も生えているのに対し、ゾウの鼻腔は例外的に滑らかであることが分かります。こうすることで、鼻腔内の空気の流れが妨げられず、十分な負圧が形成されやすくなり、さまざまなものを吸い込むのに便利になります。

柔軟で柔らかい象の鼻は、常にエンジニアにとって研究と模倣の対象となってきました。象の鼻の吸引能力に関する研究は、新しいバイオニックソフトロボットの設計にも参考になります。

参考文献

[1] http://rsif.royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif.2021.0215

[2] https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210601194151.htm

[3] https://www.nytimes.com/2021/06/01/science/elephant-trunks-suction.html

著者: 窓を叩く雨

編集者：ルナ