Почему у пингвинов не мерзнут лапы? И еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого

«Неподалеку от нашего дома прямо на тротуаре растут поганки, выломавшие довольно большие куски асфальта. Каким образом этим мягким, мясистым грибам удается пробить слой асфальта толщиной 5 сантиметров?»

Джон Франклин

Лондон, Великобритания

Поганки, прорастающие через асфальт, – вероятно, серые навозники (Corpinus), выросшие на растительном мусоре. Они пробивают асфальт потому, что их ножки функционируют как вертикальные гидравлические домкраты.

Давление, направленное вверх, обусловлено избыточным тургорным давлением отдельных клеток, составляющих стенки полой ножки гриба. Каждая клетка растет как вертикальная колонна, новый клеточный материал размещается по ее длине.

Основной структурный компонент клеток – пустотелое спиральное образование волокон хитина вокруг оси клетки. Эти волокна хитина встроены в связующие вещества, из которых состоят стенки. Хитин – чрезвычайно прочный биополимер (из него также состоят экзоскелеты насекомых), он придает клеткам стенок гриба устойчивость к поперечному сдавливанию, поэтому распределение внутреннего давления происходит по вертикали. Благодаря явлению осмоса вода попадает в стенки, в результате избыточное тургорное давление создает вертикально действующую силу, так гриб и пробивается через асфальт.

Этот феномен впервые исследовал 75 лет назад Реджинальд Буллер: меняя нагрузку, он измерил подъемную силу гриба, вытянутого внутри стеклянной трубки. По расчетам Буллера, направленное вверх давление гриба составило около 2/3 атмосферы.

Клетки снабжены чувствительным к гравитации механизмом, благодаря которому гриб растет строго вертикально. Если положить гриб набок, он быстро переориентируется и снова будет тянуться вверх.

Грэм Гудей

Университет Абердина, Великобритания

Пятисантиметровый слой асфальта – несущественное препятствие для гриба-силача. В Бэсингстоуке был найден большой лохматый белый навозник (Coprinus comatus), который поднял тротуарную плиту размером 75 x 60 см на 4 сантиметра над уровнем тротуара всего за 48 часов.

С давних времен грибы часто находили возле литейных цехов, чаще всего на конском навозе, с которым смешивали формовочную глину. Сообщалось даже, что эти грибы способны приподнимать тяжелые литые заготовки. Предположительно речь идет о дикорастущих грибах, например шампиньонах обыкновенных (Agaricus campestris). Однако для всех видов грибов действующий механизм одинаков: речь идет о гидравлическом давлении.

Как обнаружил Буллер, причудливый и хрупкий навозник Coprinus sterquilinus создает вертикальное давление силой около 250 граммов при диаметре ножки 5 миллиметров, поэтому неудивительно, что более крепкие виды ломают асфальт.

Ричард Скрейз

Грибная ферма,

Бат, Сомерсет, Великобритания

Неуязвимые муравьи

«Я с удивлением заметил, что из микроволновки муравьи выползают целыми и невредимыми, обычно успев прокатиться на моей кофейной кружке. Пока микроволновка работает, муравьи преспокойно бегают в ней. Как им удается выжить в таких условиях?»

Джудит Келли

Дарвин, Северная территория, Австралия

Ответ очень прост. В обычной микроволновке волны проходят на некотором расстоянии друг от друга, потому что и этого достаточно для приготовления пищи. А муравьи такие маленькие, что легко уворачиваются от опасных лучей и остаются невредимыми.

Ли Янь

Норидж, Норфолк, Великобритания

Муравьи пользуются тем, что внутри микроволновки образуются стоячие волны.

Поэтому в одних местах внутри микроволновки плотность энергии очень высокая, а в других – очень низкая. Для того и нужны поворотные диски, чтобы пища обрабатывалась равномерно.

Распределение стоячих волн можно выявить, если по-ставить в микроволновку неподвижный поднос с зефиром «маршмеллоу» и слегка подогреть его. Одни кусочки зефира поджарятся, другие нет. Но принцип распределения стоячих волн варьируется в зависимости от свойств и расположения веществ внутри микроволновки – например, для чашки с водой он будет другим.

Муравей воспринимает этот рисунок распределения волн как горячие или холодные зоны и выявляет очаги низкой плотности. Если муравей попадает в очаг высокой плотности энергии, соотношение площади поверхности тела к его объему позволяет охлаждаться быстрее, чем крупному предмету, а муравей тем временем ищет прохладное место.