前足を下にして落ちる猫、天井の上を完璧に歩くことができるヤモリ、数マイル離れた場所から通信するゾウ、静電気を制御するクモ…これらは、さまざまな動物に物理学がどのように作用するかを示す驚くべき例のほんの一部です。適応的な利点や、あらゆる種類の環境での生存に貢献します。しかし、科学についてまったく理解していないこれらの動物は、どのようにしてこれらのトリックを有利に利用できるのでしょうか?
独特の特性を持つ無数の種、グループ、個人があり、それらの多くはまだ専門家によって発見され研究されていますが、物理学はすべての生体に普遍的に適用されますが、特定の状況では、解剖学的利点を持つ存在を有利にすることができます。自然の力がどのように作用するかについての認識がありません。したがって、動物は、反復、結果、本能に基づいて、どのように移動し、コミュニケーションし、狩りをし、その他の行動を実行すべきかについて十分に理解し始めます。
物理学の影響の一例として、マニトバ州 (カナダ) のアカヘビは、敵を欺き、低温地域で熱を奪うために化学物質 (フェロモン) で体を覆い、リスは尻尾に赤外線を集中させて捕食者を欺くことができます。彼らは「跳ねる熱の尾」しか見えないため、周波数を検出することができます。犬の場合、背骨を回転させてエネルギーの集中を高め、蓄積した液体を蒸発させるとき、体の突然の衝撃の後、毛から水分がすぐに消えます。
建設的な統一理論
1996 年に物理学者 Adrian Bejan によって考案された構成理論は、フロー モーター システムが不完全性を最小限に抑え、可能な限り最小限の有用なエネルギーを排除するために進化することを明らかにしています。このアイデアは動くものすべてに適用可能であり、動きを説明するための強力な分析的アプローチと、さまざまな生態学的ニッチ状況において身体的行動が動物の生存にどのように貢献できるかを示唆しています。
ペンシルバニア州立大学（米国）の生物学教授ジェームズ・マーデン氏は、「重力、密度、質量だけに基づく単純な物理学から、飛行、水泳、走行に関する多くの特徴を桁違いに説明できる」と述べた。 「その動物が8本の足を持っているか、4本の足を持っているか、2本足を持っているか、あるいは足がなくても泳ぐ方法を知っているかどうかは関係ありません」とマーデン氏は言う。
この理論は、動物のに関する主要な研究として機能し、動物の体重と速度、さらには動物の体を前進させるステップ、拍動、うねりの頻度と強さの間の普遍的な関係を明らかにすることに成功しました。したがって、身体に普遍的に適用される原則は、種の選択によって条件付けられる要因に加えて、設計と生体力学の特性によって影響を受けます。
これらの特殊性は、動物界に存在する多くの特殊性の一部にすぎませんが、この分野での研究を促進する興味深い詳細であり、生態系の適応性に関する新しい知識を生み出す可能性のある興味深い事実の大きなカタログを提示します。