Физико-биологическая викторина

    Это серия вопросов, в которых описана биологическая ситуация, а объяснить ее требуется с точки зрения физики. Вопросы физико-биологической викторины связаны с экологической проблемой.

1. Вопросы викторины

• Пойманная рыба, пущенная в емкость вместимостью 200л специального судна, приспособленного для сохранения живой рыбы, чувствовала себя там не очень хорошо, но когда емкость добавили 40 л воды из родника, рыба ожила. О чем свидетельствует данный факт? Какое физическое явление помогло рыбе?

(Ответ. Во-первых, факт говорит о том, что рыбы чувствительны к запахам и чистоте воды. Во-вторых, благодаря диффузии первоначальная вода смешалась с водой из родника и обогатилась кислородом, что оказалось благотворно.)

• У водомерки на концах ножек расположены волоски, благодаря которым увеличивается площадь опоры, и она не проваливается в воду. Но если на ее пути окажется пятно из керосина или масла, то она опускается в воду. Почему?

(Ответ. Волоски на ножках водомерки не смачиваются водой и смачиваются керосином и маслом.)

• Глубоководные рыбы при подъеме на поверхность воды гибнут: их внутренние органы разрываются. В чем причина этого явления?

 (Ответ. При подъеме рыбы внешнее давление на нее уменьшается, а давление внутри остается большим; оно и разрывает органы.)

• Для подъема глубоководных рыб предложено применять специальные сачки. Какими основами свойствами они должны обладать?

( Ответ. Сачки должны быть герметичными, чтобы в них сохранилось первоначальное давление.)

• Казалось бы, слабые ростки и стебли растений не способны пробить толстый слой грунта и даже тонкий слой асфальта, чтобы выйти наружу. За счет чего они все же обладают такой способностью?

(Ответ. Благодаря большому внутреннему давлению жидкости в стеблях; оно сравнимо с давлением в паровых котлах теплоэлектростанций.)

• Кит, попавший на мель, обычно погибает. В чем причина его гибели в такой ситуации?

(Ответ. На мели на кита действует очень малая архимедова сила, поэтому ему нужны огромные усилия, чтобы сдвинуть с места тушу; кроме того, его вжимает в землю и раздавливает собственная сила тяжести.)

• Перед дождем ласточки-береговушки летают низко над водой, а мелкие мошки, сбившись в кучки, находятся у самой воды. Объясните этот факт.

(Ответ. Мошки сосредоточиваются у воды, так как не могут подняться из-за того, что перед дождем воздух становится влажным, а их намокшие крылышки – тяжелыми. Ласточки же питаются этими мошками, поэтому они и летают низко над водой.)

• Биофизики с помощью самой совершенной аппаратуры обнаружили в крови полярной трески вещество, аналогичное по действию автомобильному антифризу. Если добавить это вещество в дистиллированную воду, то та не замерзает при отрицательной температуре. О чем говорит факт присутствия природного антифриза у рыбы?

(Ответ. Антифриз, обнаруженный в крови рыбы, способствует тому, что она не замерзает при температуре ниже нуля градуса.)

• Иногда птицы чувствуют себя в полете неуверенно. Так, опускаясь к земле в местечке под г. Норбергом (Швеция), где залегают железные руды, они теряют ориентировку и беспомощно кружат на местностью. Выскажите свою гипотезу, объясняющую данный факт.

( Ответ. Видимо, птицы ориентируются по магнитному полю Земли. Потеря ориентировки может быть связана с тем, что в указанном месте в земле залегают железные руды и существует магнитная аномалия.)

• В 1772году член лондонского Королевского общества Д. Уошл провел опыты с «электрической» рыбой – скатом. Он разряжал ее сначала через цепочку из четырех человек, затем вместо одного экспериментатора натянул проволоки, наконец, проволоку заменил стеклом. Каковы были  результаты этого опыты?

(Ответ. При разрядке ската через людей все четверо ощущали удар током, хотя и несильный. Когда одного человека заменили проволокой, то удар по-прежнему чувствовался. При замене проволоки стеклом – изолятором – ток отсутствовал, никаких ощущений не было.)

• Рыба нильский голохвост обладает двумя особенностями:

1. создает вокруг себя слабое электрическое поле,
2. может в мутной воде охотиться на червей, распознавать других рыб, определять преграды.

Есть ли связь между этими особенностями? Если есть, то какая?

( Ответ. Есть. Если в воде неподалеку от этой рыбы окажется какой-либо предмет или живое существо, то он  (оно) изменит, пусть и незначительно, картину электрического поля. По этому изменению и обнаруживается преграда.)

• Готовясь к осеннему перелету, птицы накапливают жировой запас. Зачем?

(Ответ. Во-первых, жир – это источник «биологического топлива», нужного птице для перелета: его сгорание дает энергию, приводящую в движение крылья. Во-вторых, жировая прослойка замедляет теплообмен с окружающей средой и сохраняет тепло тела птицы.)