Înotul este o modalitate de deplasare a organismelor biologice ( nevertebrate , artropode , pești , mamifere , unele specii de păsări ) în mediul acvatic.
Toate meduzele înotă liber, deși multe dintre ele se mișcă cel mai adesea pasiv în apă, împreună cu curentul (la suprafață, tot sub influența vântului), aproape fără a-și cheltui propria energie.
Pentru a schimba în mod intenționat poziția în plan vertical, meduzele folosesc o metodă de mișcare cu jet : apa este ejectată din cavitatea domului din cauza contracției fibrelor sale musculare, ca urmare a căreia meduza se ridică și cade în coloana de apă. în smucituri.
În cursul evoluției , peștii au dezvoltat un sistem musculo-scheletic specific care le permite să se miște și să își ajusteze poziția în mediu.
Forța motrice atunci când peștii înotați este produsă de aripioare - pectoral și ventral perechi, precum și dorsal, anal și caudal. Mușchii atașați de aripioare pot derula sau plia aripioarele, își pot schimba orientarea sau pot genera mișcări ondulate. La majoritatea peștilor, principalul generator de mișcare este înotătoarea caudală.
Înotul peștilor se realizează datorită contracției mușchilor, care sunt uniți de tendoane cu coloana vertebrală . Contracția musculară, transmisă coloanei vertebrale, o induce la o mișcare ca undă - pe toată lungimea corpului sau numai în regiunea caudală. Mușchii peștilor sunt reprezentați de două tipuri de mușchi. Mușchii „lenti” (roșii) sunt folosiți în timpul înotului monoton lung, datorită saturației constante de oxigen , nu se pot obosi mult timp. În schimb, mușchii albi „rapidi” sunt capabili de contracție rapidă și bruscă. Sunt folosite în explozii rapide și bruște și pot genera mai multă putere decât mușchii roșii, dar obosesc rapid.
Majoritatea cefalopodelor ( caracatițe , sepie , calmari ) sunt capabile să folosească un jet de apă pentru propulsie, pe care îl eliberează din cavitatea mantalei printr-o pâlnie. Apa oxigenată pătrunde în cavitatea mantalei prin branhii și este excretată din organism prin contracțiile musculare ale cavității mantalei la sfârșitul ciclului respirator.
Cu toate acestea, această metodă de locomoție necesită mult mai multă energie decât cea folosită de pești (principala lor sursă de propulsie este mișcările în formă de valuri ale înotătoarei caudale) [1] . Eficiența comparativă a modului de mișcare cu jet scade și mai mult odată cu creșterea masei animalului. În cursul luptei dintre cefalopode și pești pentru surse de hrană în care cei mai rapidi au supraviețuit, modul de mișcare cu jet a început treptat să joace un rol secundar (o sursă de accelerare sau oprire instantanee atunci când ataca prada sau, dimpotrivă, dacă este necesar, pentru a se ascund de un prădător mai mare), în timp ce aripioarele și tentaculele sunt folosite pentru a menține o viteză constantă de mișcare [1] .
Utilizarea accelerației cu jet face din cefalopode cele mai rapide nevertebrate acvatice [2] , și sunt capabile să depășească majoritatea peștilor [3] .
Multe mamifere care își petrec cea mai mare parte a vieții în apă sunt excelente înotători și se scufundă în căutarea hranei în coloana de apă și în fund. Multe dintre ele se caracterizează prin prezența membranelor de înot între degetele de la picioare, blană groasă, locație înaltă pe capul ochilor, urechilor și nărilor. Cârma atunci când înot și scufundă în apă este de obicei o coadă lungă.
Un stil de viață semi-acvatic este condus de astfel de insectivore , cum ar fi, de exemplu, scorpii de apă ( scoricii ), desmanii , printre rozătoare - capibara sud-americane , nutria , șobolanii nord-americani , șobolanii de apă . Dintre rozătoare, castorii sunt considerați cei mai buni înotători . Ei sunt capabili să-și țină respirația timp de 4-5 minute, în timp ce înoată sub apă timp de 750 de metri [4] . Un castor obișnuit poate înota până la 20 de kilometri pe noapte [5] .
Dintre mamiferele prădătoare care duc un stil de viață semi-acvatic, vidra este cea mai comună . Vidrele trăiesc în râuri, lacuri și mări și se găsesc în aproape toate părțile lumii, cu excepția Australiei și a nordului îndepărtat. În general, vidrele părăsesc apa rar și pentru scurt timp. Sunt grozavi înotători și scafandri și pot rămâne scufundați destul de mult timp. Vidrele sunt bine adaptate la stilul de viață acvatic - urechile lor mici sunt aproape ascunse în blană, orificiile urechilor sunt închise cu o supapă, degetele sunt conectate prin membrane de chiar ghearele, craniul vidrei este foarte turtit și extins în spate. , întregul corp este acoperit cu blană groasă și scurtă. După cum scrie A. Bram, structura vidrei „îi oferă capacitatea de a înota și de a se scufunda cu o îndemânare uimitoare. Ea are un corp lat, alungit, cu picioare scurte, aproape transformate în aripi, o coadă puternică care îi servește drept cârmă și blană netedă... În apa limpede și transparentă a lacurilor de munte, puteți vedea cum vidra urmărește peștii. , fie ridicându-se, fie mergând mai adânc. Ea face toate acestea cu ușurință, fără nicio tensiune, de parcă se juca. Locul în care înoată vidră nu este greu de găsit: atunci când înoată sub apă, la suprafață apare o masă de bule de aer. Dacă vidra nu trebuia să înoate la suprafață pentru a respira, atunci niciun pește nu ar putea scăpa de urmărire. Iarna, vidra vânează sub gheață, cățărându-se în gropi și polinii” [6] .
Înotătorii foarte rezistenți sunt urși polari care trăiesc pe gheața plutitoare a Oceanului Arctic. Rareori merg pe uscat și aproape niciodată nu părăsesc apa. În apă, urșii polari sunt capabili să înoate ore întregi, înotând la 5 km/h. Ele pot fi adesea găsite în larg, departe de coastă și gheață. Aceste animale se scufundă bine și știu să pescuiască. Observând o focă întinsă pe un ban de gheață în depărtare, ursul se cufundă în tăcere în apă și înoată spre prada sa împotriva vântului. Focile se află de obicei lângă găurile sau crăpăturile din gheață, unde merg în caz de pericol. Ursul profită de asta - se scufundă sub gheață și găsește de jos intrarea în adăpostul focilor [6] .
Pinnipedele ( morse , foci urechi și foci adevărate ) sunt bine adaptate la viața în apă - cele mai apropiate rude ale mamiferelor prădătoare. Picioarele lor - aripioare scurte și late - arată ca aripioarele peștilor. Degetele de la picioare sunt conectate între ele printr-o membrană de înot. La unele pinipede, degetele sunt complet nemișcate, iar limitele lor nu se pot distinge la examinarea externă. Unii pinipede, când sunt pe uscat, trec cu aripile din spate, în timp ce majoritatea speciilor pur și simplu le târăsc. Ajunși în apă, pinipedele se mișcă cu o dexteritate extremă, ca peștii - pe lateral, pe burtă și pe spate, ba chiar și înapoi, se scufundă superb și fac tot felul de viraje. Iată, de exemplu, cum naturalistul Finch, care i-a observat pe coasta stâncoasă a Oceanului Pacific, lângă San Francisco , descrie comportamentul leilor de mare : „Adesea alunecă în mare chiar din vârful stâncii și, ca delfinii. , începe să se joace printre valuri. Sar din apă, se răsturnează pe spate, se scufundă, se urmăresc și se atacă unul pe altul, declanșând un tam-tam...” A. Bram scrie că focile înoată cu viteza unui pește răpitor, întorcându-se rapid înapoi și în lateral, în timp ce pot sta nemișcați în apă o jumătate de oră la un loc. Aripile din față ale focilor funcționează ca un pește cu aripioarele sale. Își mută clapele din spate împreună, apoi le aruncă în lateral, înaintând [6] . Naboarele posterioare sunt asistate de curbele laterale ale sferturilor posterioare musculare. Pe perioade scurte, garniturile pot atinge, dacă este necesar, viteze de până la 24 km/h. Focile sunt scafandri excelente; campioana in profunzime si durata scufundarilor este foca Weddell , care atinge o adancime de 600 m, ramanand sub apa mai mult de o ora. Bram mai spune: „Focile de care am îngrijit în captivitate nu stăteau de obicei sub apă mai mult de cinci sau șase minute, și apoi doar dacă dormeau. Focile dorm sub apă, dar nu în locuri adânci. După ce au dat mai multe lovituri cu aripile, ei se ridică la suprafața apei fără să deschidă ochii, iau aer în plămâni și se scufundă din nou în fund. După cinci sau șase minute se ridică din nou, expiră aerul stricat și inspiră aer proaspăt. Așa că dorm mult timp în apă, urcând și coborând, aparent automat. De asemenea, pot dormi culcați la suprafața apei” [6] .
Dacă pinipedele își petrec cel puțin aproximativ o treime din viață pe uscat, atunci cetaceele nu se pot deplasa deloc pe uscat, nu pot părăsi apa. Cetaceele din infraordin aparțin celor mai mari animale conservate pe pământ. În aparență, arată ca peștii uriași și, asemenea peștilor, înoată ușor și repede în apă [6] . Cea mai mică rezistență la apă atunci când înotul cu cetacee este asigurată de un corp aerodinamic în formă de torpilă sau lacrimă. Acest lucru este facilitat și de dispariția liniei părului și a auriculelor. Pielea cetaceelor se caracterizează printr-o mare elasticitate, elasticitate și neumezire, ceea ce reduce frecarea în timpul înotului rapid. Capul este de obicei masiv; se termină răspicat, ascuțit sau extins într-un „cioc” (tribună). Capul, aproape fără interceptare cervicală vizibilă, trece în trunchi, care se îngustează treptat în pedunculul caudal. Membrele anterioare au evoluat în aripioare pectorale plate și rigide (clapi), care servesc în principal drept „cârme de adâncime”, și oferă, de asemenea, viraj și frânare. Părțile carpiene ale aripilor nu sunt disecate extern și uneori sunt fuzionate intern. Membrele posterioare libere atrofiate. Partea caudală a corpului este aplatizată lateral; este foarte flexibil si musculos, serveste ca principal organ locomotor. La capătul său există lame de coadă pereche, orizontale. Înotatoarea caudală a balenei, situată plată, și nenervată, ca la pește, este capabilă să efectueze mișcări de rotație precum elicea unei nave [6] . În plus, majoritatea speciilor au o înotătoare dorsală nepereche pe spate, care servește ca un fel de stabilizator atunci când înot. Înotatoarele caudale și dorsale sunt formațiuni cutanate și lipsite de schelet ; în interiorul lor se află țesut cartilaj. Înotatoarele pectorale, dorsale și mai ales caudale au elasticitate variabilă , care este asigurată de vase de sânge speciale. Elasticitatea aripioarelor depinde de viteza de înot.
Delfinii se deosebesc de celelalte rude prin mobilitatea lor specială și tendința de a se juca în elementul apă . Turme de delfini se apropie de navele maritime, se rotesc în jurul lor, se scufundă continuu și revin la suprafață. Iată cum îl descrie naturalistul Pehuel-Leshe: „Animalele amuzante înoată într-o linie lungă și relativ îngustă, tăind cu ușurință valurile. Se grăbesc, parcă s-ar întrece și, în același timp, mai au timp să facă sărituri rapide. Corpurile lor strălucitoare descriu din când în când un arc în aer, cad în apă și zboară din nou deasupra ei. Cele mai dibace capriole din aer, fluturând coada într-un mod foarte amuzant. Alții stau întinși pe o parte sau pe spate. În cele din urmă, alții sar complet vertical, ridicându-se din apă de câteva ori la rând și par să danseze, sprijinindu-se pe coada lor puternică .
Spre deosebire de delfinii, care se adună în numeroase stoluri, balenele ucigașe țin în grupuri mici, de la patru până la zece bucăți. Încă o dată, să ne întoarcem la descrierea lui Pehuel-Leshe: „Când vezi cum acești tâlhari înoată pe marea agitată și, mișcându-se cu grație prin apă, fie se ridică sus pe crestele valurilor, fie cad jos între ele, iti amintesti involuntar de frumosul zbor al randunelelor. Această comparație este și mai confirmată de aceeași aranjare a culorilor pentru ambele: spatele este negru, fundul este alb. Balenele ucigașe sunt cele mai frumoase dintre cetacee. Ele rămân sub apă foarte mult timp și apoi rămân la suprafața apei aproximativ cinci minute, eliberând fântâni scurte și greu vizibile de trei până la zece ori” [6] .
Caşaloţii în viteza de mişcare nu sunt cu mult inferioare celorlalte cetacee - chiar şi înotul calm trec de la 5 la 10 km pe oră. Când înoată calm, cașalot se mișcă în tăcere sub apă, dar când se grăbește, își lucrează coada atât de tare încât capul fie se ridică sus deasupra apei, fie se scufundă adânc. Adesea, cașlotul devine vertical în apă, ținându-și capul sau înotătoarea coadă sus. Uneori sare cu mare forță din apă de două-trei ori la rând, după care intră în adâncuri îndelung [6] .
Al treilea taxon major al mamiferelor acvatice, împreună cu cetaceele și pinipedele , sunt sirenele . La fel ca cetaceele, nu se pot deplasa deloc pe uscat. Membrele lor anterioare s-au transformat în aripioare, iar membrele posterioare au dispărut complet în timpul evoluției . Sirenele nu au înotătoare dorsală, ca unele specii de balene. Coada s-a schimbat într-o aripioară spate plată.
Omul nu are capacitatea înnăscută de a înota ; oamenii folosesc o gamă mai largă de mișcare pentru a se deplasa prin apă decât alte animale non-acvatice. În schimb, multe maimuțe pot înota în mod natural, iar unele, cum ar fi maimuța proboscis, maimuța crabeară și maimuța rhesus înoată în mod regulat.
Unele rase de câini înoată. Umbra, câinele record mondial ( labradorul negru ) a înotat 4 mile (6,4 km) în 73 de minute. Deși majoritatea pisicilor urăsc apa, pisicile adulte sunt bune înotătoare. Pisica de pescuit este un tip de pisică sălbatică care s-a adaptat unui stil de viață acvatic sau semi-acvatic. Tigrii și unii jaguari sunt singurii capabili să intre cu ușurință în apă, deși alte feline mari, inclusiv lei , au fost observate înotând . Unele tipuri de pisici domestice, cum ar fi van turcesc, înoată și ele.
Caii , elanii și wapitii sunt înotători foarte puternici și pot călători pe distanțe lungi pe apă. Elefanții sunt, de asemenea, capabili să înoate, chiar și în ape adânci. Martorii confirmă că cămilele , inclusiv cămilele cu o singură cocoașă și cu două cocoașe, pot înota în ciuda faptului că există puțină apă adâncă în habitatele lor naturale.
Toți crocodilii moderni duc un stil de viață semi-acvatic . Corpul lor este adaptat să trăiască în mediul acvatic: capul este plat, cu botul lung; corpul este turtit; coada este puternică, comprimată lateral; picioarele sunt destul de scurte. Degetele de pe membre sunt conectate printr-o membrană. Ochii sunt așezați în vârful capului, astfel încât animalul să poată privi în afara apei, expunând doar nările și ochii; nările și deschiderile pentru urechi sub apă sunt închise de supape mobile. În apă, crocodilii se mișcă cu ajutorul cozii.
Majoritatea țestoaselor moderne duc un stil de viață semi-acvatic; ele locuiesc în râuri, lacuri, mlaștini și golfuri desalinizate. Țestoasele marine , cu excepția sezonului de reproducere, trăiesc în ocean. La speciile de apă dulce, membrele sunt mai mobile, degetele lor sunt conectate prin membrane de înot. Țestoasele marine au picioarele modificate în aripi [7] .
Multe soiuri de șerpi sunt acvatici și își trăiesc întreaga viață în apă, dar toți șerpii de uscat sunt, de asemenea, excelenți înotători. Anacondele adulte mari sunt acvatice și întâmpină dificultăți pe uscat.
Toți reprezentanții celor cinci ordine de păsări duc un stil de viață acvatic ( anseriforme , păsări , grebi , pelicani , pinguini , precum și unele macarale și charadriiforme , precum pescărușii și șternii ). Un mod similar de viață i-a condus pe mulți dintre ei la formarea unor trăsături similare. În primul rând, aceasta este prezența unei membrane de piele între degete, un penaj foarte dens și o glandă coccigiană dezvoltată , al cărei secret este folosit pentru a îngriji pene și a le face hidrofuge.
Înotul păsărilor sub apă se poate efectua folosind aripi (la pinguini, auks, petrelii scufundători ( Pelecanoididae )) sau picioare (la cormorani , grebi , păslăni și unele rațe mâncând pește ). De regulă, păsările care folosesc aripi se mișcă mai repede. Folosirea aripilor sau a labelor atunci când se deplasează sub apă duce la o deteriorare a altor funcții: de exemplu, păslănii și grebii se deplasează cu dificultate pe sol, pinguinii nu pot zbura, iar lecacii, deși zboară, o fac cu puțină manevrabilitate și stângăcie.
Înotul este cunoscut omului din timpuri imemoriale. Prima mențiune scrisă datează din anul 2000 î.Hr. e. Cele mai vechi surse care menționează înotul sunt Epopeea lui Ghilgameș , Iliada , Odiseea , Biblia (Ezechiel 47:5, Fapte 27:42, Isaia 25:11), Beowulf și altele.
Desenele despre descoperiri arheologice indică faptul că oamenii din Egiptul antic , Asiria , Fenicia și multe alte țări știau să înoate cu câteva milenii î.Hr., iar metodele de înot cunoscute de ei semănau cu târâul frontal și braza modernă . La acea vreme, înotul era aplicat exclusiv în natură - pentru pescuit, vânătoare de păsări de apă, pescuit subacvatic, în afaceri militare. În Grecia antică, înotul a început să fie folosit ca mijloc important de educație fizică .
În 1538 , profesorul german Nicholas Winman ( germanul Nikolaus Wynmann ) a scris prima carte despre înot - Înotatorul sau Dialogul despre arta înotului (Der Schwimmer oder ein Zwiegespräch über die Schwimmkunst), în care a analizat pentru prima dată tehnica brasei .
Omul, spre deosebire de multe animale, nu are capacitatea de a înota. . Omul, însă, a învățat-o singur - poate prin observarea animalelor care au o capacitate înnăscută de a înota. O persoană poate rămâne la suprafață, de exemplu, imitând înotul unui câine; acest mod de a înota se numește „caine”. Cu toate acestea, este imposibil să te deplasezi cu viteză mare în acest fel.
Cel mai vechi stil de înot sportiv este brasa sau „înotul cu broaște”. Un stil foarte asemănător este descris în „Peștera înotătorilor” egipteană [8] , a cărei artă rupestre datează din 9 mii î.Hr. e. [9]
Mult mai târziu, au apărut și alte stiluri de înot competitiv: