Kodėl dangus žydras? Kodėl katės miaukia? Vartiklis

Naktį dangus tamsus ir jame žiba žvaigždės, o dieną šviečia saulė ir dangus žydras. Kodėl?
Taigi, kodėl dangus žydras? Nes pilnas seksualinės energijos!

Saulės šviesos spektre yra visos spalvos – taigi ir mėlyna. Bet kodėl dangus žydros spalvos, o ne kokios kitos?

Šviesa yra elektromagnetinės bangos (kaip ir radijo), tik gerokai trumpesnės. Žmogaus akis kaip šviesą regi EM bangas 0,0004-0,00076 mm diapazone. Trumpiausios jo bangos sudaro violetinės spalvos įspūdį, o ilgiausios – raudonos. Akis saulės spinduliai pasiekia praėję storą atmosferos sluoksnį (ties žemės paviršiumi 1 cm³ turi apie 3,4*10¹⁹ oro molekulių). Šviesai braunantis per atmosferą dalis spindulių išsisklaido – ši dar daug kartų keičia kryptį ir patenka į akį iš įvairių pusių – tad atrodo, kad švyti visas dangus. Labai smulkios oro molekulės geriau sklaido trumpesnę šviesą (violetinę, mėlyną) – todėl atmosferos išsklaidytoje šviesoje vyrauja mėlyna šviesa (violetinius spindulius blogai mato mūsų akis).
Tai Relėjaus dėsnis; kosmose dangus atrodo tamsus arba juodas.

Tačiau yra ir kitas klausimas. Jei Visata begalinė ir ji pilna žvaigždžių, tai kiekviena kryptimi turėtų būti žvaigždžių, iš kurių į mus atskriejų jų spinduliai. Tačiau tada jis turėtų būti visas baltas (šviesus), o ne juodas. Pirmasis apie tai susimąstė H. Olbersas (1823) – ir padarė išvadą, kad Visata nėra begalinė, statiška ir amžina, o turi pradžią ir pabaigą. Bet 20 a. 3-me dešimtm. E. Hablas tai paneigė (Visata plečiasi!) – iš to išsivystė Didžiojo sprogimo teorija, panaikinanti „Olberso paradoksą“. Atseit, mes nematome visų žvaigždžių, nes dauguma jų tokios senos, kad jų šviesai paprasčiausiai nepavyksta iki mūsų atsklisti. Be to Visata didžiulė ir laiko mastelis milžiniškas.

Tačiau vis tik yra kitaip! Pačioje pradžioje visa Visata buvo labai karšta ir tanki – ir turėjo praeiti šimtai tūkstančių metų, kol visa erdvę užliejo šviesa, kuri buvo neįtikėtinai ryški. Taigi ją turėtume matyti visur, visame plote! Bet Visata plėtėsi ir toliau, o pirmojo spinduliavimo bangų ilgis, slinkdamas į spektro gala, vis ilgėjo, kol jos tapo mikrobangomis. Būtent tai ir yra visomis kryptimis matomas reliktinis mikrobanginis spinduliavimas (CMBR), kuris nematomas mūsų akių (o ir aplamai atrastas tik 1965 m.).

Dangaus mėlynė ne visada yra vienoda. Jos atspalvius keičia nuolat kintantis ore kybančių smulkių dalelių (dulkelių, vandens lašelių, ledo kristalėlių) kiekis. Šios atmosferos priemaišos taip pat sklaido šviesą, bet sklaidos priklausomybė nuo šviesos bangos ilgio yra silpnesnė, o kai dalelių matmenys išauga iki 0,01 mm, šviesos išsklaidymas visiškai nebepriklauso nuo spindulių spalvos ir išsklaidytoji saulės šviesa yra balta. Štai per sausrą vasarą į orą pakyla daug dulkių ir dangus praranda spalvą, tampa balzganas. Po stipraus lietaus, apvaliusio orą nuo dulkių, dangus vėl tampa ryškiai mėlynu.

Saulės šviesa dėl išsklaidymo atmosferoje akį pasiekia kiek susilpnėjusi – ir daugiausia praradusi trumpųjų spindulių. Tad ji atrodo truputį geltonesnė nei iš tikro yra. Tai aiškiai pastebima saulei artėjant prie horizonto, nes tada spinduliai turi praeiti ilgesnį kelią atmosferoje ir tad daugiau praranda. Tad ji atrodo oranžinė ir net raudona.

Katės neurzgia? Tas šnypštimo ar gaudimo, kai katė įpykusi ar sutikusi priešą, urzgimu nepavadinsi... neurzgia ir kiti katinių šeimos gyvūnai: lūšys, pumos, gepardai ir kt. Šiaip, visus katinius skirsto į murkiančius ir urzgiančius. Urzgia didžiosios „katės“, t.y. panterų genties atstovai: liūtai, tigrai, leopardai, jaguarai, o taip pat dūminių leopardų gentis. O katiniai, kurie urzgia, murkti negali. Na nebent kažką panašaus gali išleisti tik iškvėpdami. O naminės katės murkia tiek iškvėpdamos, tiek įkvėpdamos.

Kodėl taip yra? Visų žinduolių balsą suteikia balso klostės (plica vocalis, dar vadinamos balso stygomis), kurios ir atrodo kaip gleivėtos raumenų klostės. Jų raumenys tai įsitempia, tai atsipalaiduoja, - ir kartu plyšys tarp jų tai Gerklos

susiaurėja, tai praplatėja. Kai mes tik kvėpuojame, balso klostės atsipalaidavę ir nejuda. Kai kalbam, rėkiam ar dainuojam, jos įsitempia ir pradeda vibruoti spaudžiant orui iš plaučių. Vibracija sukelia garsą, kurio pobūdis priklauso nuo klosčių įsitempimo, plyšio tarp jų, oro srauto stiprumo... Anatominės balso klosčių ypatybės yra įgimtos. Taip ne tik žmonėms, bet ir šunims bei katėms.

Daugumos žinduolių garsai, tame tarpe ir kiti kačių garsai, tokie, kaip miaukimas ir šnypštimas, kyla panašiai: signalas iš smegenų priverčia balso stygas susitraukti, o oro srautas per gerklę verčia jas susidaužti kelis šimtus kartų į sekundę dažniu, taip sukeliant garsą. Tai pasyvus procesas: balso stygoms pradėjus vibruoti, jų palaikymui nereikalinga jo neuronų įtaka. Bet jau 20 a. 8-me dešimtm. mokslininkai ėmė įtarti, kad murkimas yra kažkas visai kitaip.

Vadinamoji aktyvaus raumenų susitraukimo hipotezė spėja, kad naminės katės, tam kad murktų, aktyviai sutraukia ir atpalaiduoja gerklos raumenis maždaug 30 Hz dažniu. Ši idėja, kurią parėmė gerklos raumenų elektrinio aktyvumo matavimais, prigijo ir tapo vyraujančiu kačių murkimo aiškinimu.

Be abejo, mūsų balsas priklauso ne tik nuo balso klosčių – kai kalbame, mes judiname liežuvį, lūpas, skruostus... t.y., jie irgi reikalingi kalbai. Beje, mes irgi nemokame urgzti kaip kiti žvėrys – mes paprasčiausiai tęsiame garsą „r“ ir „urzgimas“ kyla ne gerklėje, o burnoje, kai oras prastumiamas tarp liežuvio ir gomurio. Kačių miaukimas irgi priklauso nuo to, kaip plačiai jos praveria burną.

O katiniai murkia ir urzgia balso klostėmis. Vienu metu dėl jų murkimo buvo gana keista hipotezė, murkimo garsus priskyrusiai apatinei tuščiajai venai (vena cava inferior), surenkančiai kraują iš apatinės kūno dalies. Atseit, katės kažkaip priverčia ją pulsuoti... Vis tik neurologinis murkimo mechanizmas dar nėra visai aiškus, nors žinoma, kad kačių smegenyse yra neuroninis osciliatorius – specialus centras, matyt ir valdantis balso klostes joms siųsdamas pasikartojančius signalus.

Tačiau kodėl katės negali urgzti? Manoma kad to priežastis dėl poliežuvinio kaulo (hyoideum) struktūros. Jis yra iškart po gerklomis (larynx) ir yra atrama liežuvio, apatinio žandikaulio ir kai kuriems gerklų raumenims. Jis padeda ryti ir kartu valdo balsą. Raumenys nuo šio kaulo eina prie gerklų hialininė kremzlių (cartilago hyalinis), 6iek tiek judančių viena kitos atžvilgiu. Prie šių kremzlių prisitvirtinę balso klosčių raumenys.

Pas žmogų poliežuvinis kaulas vienas, tačiau pas daugelį žinduolių jis sudarytas iš kelių kauliukų, sudarančių poliežuvinį aparatą. Jame yra du kauliukai (kairysis ir dešinysis) vadinami epigioidais. Naminėms katėms tai tikri kieti kaulai, o „didelėms“ urzgiančioms „katėms“ – elastingos kremzlės, kurios judresnės ir balso klostės gali nusileisti žemiau. O kuo jos žemiau, tuo didesnį atstumą nueina garsas prieš išeidamas – ir tuo žemesnis jo tonas (būtent todėl vyrų balsai dažniausiai žemesni už moterų). Be to, didžiųjų kačių ir pačios balso klostės „mėsingesnės“, ilgesnės ir elastingesnės – pajėgios atlaikyti stipresnę mechaninę vibraciją. Bet tokios ilgos ir mėsingos klostės neleidžia murkti.

Nauji atradimai leidžia patikslinti, kodėl katės murkia. Atseit, skaidulinės balso stygų „pagalvėlės“ leidžia katėms skleisti žemo dažnio garsus, kurių, atrodo, jos sąmoningai nekontroliuoja – kaip skelbiamas 2023 m. „Current Biology“ rugsėjo numeryje. Tos „pagalvėlės“ uždeda papildomą riebaluotą sluoksnį, leidžiantį balso stygoms vibruoti žemais dažniais (maždaug 20-30 Hz).

Tai paneigia aktyvaus raumenų susitraukimo hipotezę. Mat tyrinėtojai pašalino gerklas 8-ioms katėms, kurios buvo (humaniškai?) užmigdytos dėl nepagydomos ligos ir su jų savininkų leidimu. Tada suspaudė balso stygas jose ir per jas leido šiltą drėgną orą. Taip buvo garantuojama, kad sukeltas garsas vyks be raumenų susitraukimų ir signalų iš nervų sistemos. Ir murkimas buvo išgautas visose pašalintose gerklose, - ir tai gerokai nustebino, mat tai vyko be jokios aktyvios neuroninės kontrolės.

Įsižiūrėję atidžiau, Ch. Herbst’as su kolegomis atkreipė dėmesį į neįprastus skaidulinius audinius kačių balso stygose. Jie jau buvo pastebėti anksčiau, tačiau nebuvo žinoma jų paskirtis. Mokslininkai spėjo, kad tos „pagalvėlės“ padidina balso stygų tankį ir, nepaisant jų nežymaus dydžio, priversdamos jas vibruoti lėčiau ir taip išgauti žemesnio dažnio garsus. Anatomiškai tai panašu į žmonių girgždantį (ar krūtininį) balsą („šiaudinį bosą“ - Strohbass), kartais pridedamą žodžių gale.

Taigi, murkimas (kaip ir miaukimas ar šnypštimas) yra pasyvūs, vykstantys gavus signalą iš nervų sistemos. Vis tik su tuo ne visiškai sutinka biomechanikos inžinierius David Rice, atlikęs bandymus su kačių murkimo mechanika, nes gali būti, kad gyvų kačių gerklos elgiasi visai kitaip nei išoperuotos. Vis tik katės murkia tik tada, kai jaučiasi saugios, komfortiškai ir patenkintos. Tad jos taip nesijaustų, jei joms į gerklas būtų įstatomi papildomi zondai. Tad klausimas lieka iki galo neatsakytas...

Kodėl nėra trikojų gyvūnų?

H. Velsas „Pasaulių kare“ (1897) marsiečius pavaizdavo kaip padarus ant trijų laibų kojų. O štai graikų legendoje Sfinksas išmintingam karaliui Edipui užminė mįslę: kas ryte vaikšto ant keturių, dieną ant dviejų, o vakare ant trijų kojų? Įsitaisęs ant uolos prie kelio, Sfinksas tą klausimą užduodavo kiekvienam praeinančiam, o kas neatsakydavo – tą nužudydavo. Tačiau Edipo neapgausi – jis atsakė žmogus. Tupinti surikata

Trikojų gyvūnų sutinkama įvairių tautų mituose: tai danų vaiduokliškas helhest žirgas, trikojė kiaulė chanchito iš Čilės Pomaire miestelio, kinų turtų simbolis Čan Ču trikojė rupūžė, Azijos ir šiaurės Afrikoje sutinkama trikojė varna ir t.t.

Vis tik jau mūsų laikais amerikiečių biologas (tuo metu Kalifornijos un-to studentas) Treisis Tomsonas ėmėsi aiškintis: o kodėl gi tikrovėje nėra trikojų gyvūnų? Jis tuo klausimu 2019 m. spalį paskelbė esė „Bioessays“ leidinyje. Juk žinoma, kad trikojai daiktai (stalai, stovai ir t.t.) patys stabiliausi... O ir šiaip žinoma, kad ilgai stoviniuoti ant dviejų kojų gana vargina – tenka nuolat balansuoti, kad nenugriūtum.

Vis tik įsigilinus atidžiau, galima aptikti gyvūnus, naudojančius tris atramos taškus. Kengūra tupi ant dviejų stiprių užpakalinių kojų ir uodegos, o smulkias priekines letenas glaudžia prie krūtinės. Uodegą, kaip trečią „galūnę“ panaudoja ir surikatai (mangustų giminaičiai). Bet kam taip toli eiti – paimkime mūsų girių paukštį genį – jis prisilaikymui prie medžio į jį remiasi uodega, kad būtų patogiau taukšėti snapu. O papūgos atvirkščiai – neretai stiprų snapą panaudoja atramai laipiodamos medžių šakomis. Galima sakyti, kad „trimis kojomis“ bėgioja daugelis vabzdžių (skruzdėlės, musės, bitės, ...) – iš jų šešių kojų einant vienu metu pakeltos trys. Tačiau vis tik gyvūnų su pilnavertėmis trimis kojomis neaptikta – bet kodėl?

Beveik visi gyvūnai pasižymi dvipuse simetrija. Matyt tokios kūno sandaros užkodavimas susiformavo dar seniai iki jiems atsirandant kojoms, plaukmenims, sparnams ir kitais atramai naudojamiems organams. Tačiau tai nėra visuotina – pvz., jūros gali turėti nuo penkių iki kelių dešimčių spindulių, kurių apačioje yra daugybė vadinamųjų ambulakralinių kojelių, kuriomis jūros žvaigždė šliaužia dugnu. Tačiau tai vis tiek neatsako į klausimą, o kodėl negali būti tripusės simetrijos, - o tuo pačiu trijų kojų... Kita vertus, sunku įsivaizduoti, kaip galėtų judėti trikojai gyvūnai – bet tai nepanaikina galimybės fantastams eksploatuoti šią idėją.

Gražūs ir tuo pačiu pavojingi praeiviams – neišvengiami stogų ir karnizų „gyventojai“ žiemą ir ankstyvą pavasarį. Ir jie gali nutįsti kur tik nori – ant medžių šakų ir elektros laidų ir net ant Kalėdų senelio (ar kurio nors kito su vešlia barzda ar ūsais). Bet nuostabiausia tai, kad iki šiol ne viską žinome apie tokius mums įprastus varveklius!

Aišku, jų susidarymas jau senai aiškus. Bet kodėl jie auga labiau į ilgį, o ne plotį? Ogi todėl, kad vanduo labai plonu sluoksniu nuteka žemyn jau susidariusiu „paruoštuku“ pakeliui vis labiau vėsdamas – ir geriausios sąlygos jos virtimui ledu yra ties varveklio smaigaliu. Čia dar suveikia ir „oro apdangalo“ veiksnys – vanduo, virsdamas ledu, aplinkai atiduoda šilumą, o šiltesnis oras kyla aukštyn, neleisdamas viršutinei daliai smarkiai sušalti.

Viskas lyg ir aišku, ar ne? Tačiau kodėl tada vieni varvekliai lygūs, tarsi ištįsęs sušalęs vandens lašas, o kiti turi aiškią gūbriuotą paviršių? Arba būna beveik idealaus kūgio formos varveklių, tačiau pasitaiko ir visai nesuprantamų formų, labiau primenančių apverstą kaktusą... Štai čia ir glūdi pagrindinės mįslės...

Logiška manyti, kad forma priklauso nuo varveklio susidarymo sąlygų – atseit, jei sąlygos idealios, tai ir varveklis idealus, o jei pučia vėjas, saulė tai šviečia, tai slepiasi už debesų, tai ir nutįsta kreivas šleivas varveklis... O štai ir ne! daugybė bandymų dirbtinai išauginti varveklius parodė, kad forma nepriklauso nei nuo vandens patekimo greičio, nei nuo vėjo, nei nuo temperatūros svyravimų. Ir netgi priešingai, jei varveklis tįsta visiškame štilyje, jis turi daugiau šansų susidvejinti, o taisyklingai formai kaip tik reikalingas silpnas vėjelis. O gūbriškumui reikalingas visiškai kitas parametras.

Pasirodė, kad imant distiliuotą vandenį, varveklis būna lygus ir glotnus, o kai vanduo „iš krano“, atsiranda aiškūs gūbriai – ir kuo vandenyje daugiau druskų, tuo gūbriai stambesni. Tad pagal varveklio formą galima „iš akies“ nustatyti vandens švarumą.

Tačiau su gūbriais susiję ir kiti du reiškiniai, neturintys tikslaus paaiškinimo. Pirma, tai gūbrių susidarymo periodiškumas. Nepriklausomai nuo to, kur ir kaip tįso varvekliai, atstumas tarp gūbrių praktiškai vienodas – apie 1 cm. tad jei kada po ranka nebus liniuotės, ją nesunkiai galite pakeisti varvekliu!

Antra, priklausomai nuo priemaišų koncentracijos, gūbriai gali augti tarsi iš apačios arba iš viršaus. Apie šį reiškinį praktiškai nieko nežinoma – tik tai, kad tai priklauso nuo druskų kiekio vandenyje.