Simning är ett sätt att förflytta biologiska organismer ( ryggradslösa djur , leddjur , fiskar , däggdjur , vissa fågelarter ) i vattenmiljön.
Alla maneter är frisimmande, även om många av dem oftast rör sig passivt i vattnet, tillsammans med strömmen (på ytan, även under påverkan av vinden), nästan utan att spendera sin egen energi.
För att medvetet ändra positionen i vertikalplanet använder maneter en jetmetod för rörelse : vatten sprutas ut från kupolens hålighet på grund av sammandragningen av dess muskelfibrer, som ett resultat av vilket maneten stiger och faller i vattenpelaren i ryck.
Under evolutionens gång har fiskar utvecklat ett specifikt muskuloskeletalt system som gör att de kan röra sig och justera sin position i miljön.
Drivkraften när fisk simmar produceras av fenor - parade pectorala och ventrala, såväl som dorsala, anala och kaudala. Muskler fästa vid fenorna kan rulla ut eller vika fenorna, ändra deras orientering eller generera böljande rörelser. Hos de flesta fiskar är stjärtfenan den huvudsakliga rörelsegeneratorn.
Simning av fisk utförs på grund av sammandragning av muskler, som förenas av senor med ryggraden . Muskelsammandragning, som överförs till ryggraden, inducerar den till vågliknande rörelse - längs hela kroppens längd, eller bara i kaudalområdet. Fiskens muskler representeras av två typer av muskler. "Långsamma" muskler (röda) används under lång monoton simning, på grund av konstant syremättnad kan de inte bli trötta under lång tid. Däremot är "snabba" vita muskler kapabla till snabb, plötslig sammandragning. De används i snabba, plötsliga utbrott och kan generera mer kraft än röda muskler, men tröttnar snabbt.
De flesta bläckfiskar ( bläckfiskar , bläckfiskar , bläckfiskar ) kan använda en jetström av vatten för framdrivning, som de släpper ut från mantelhålan genom en tratt. Syresatt vatten kommer in i mantelhålan genom gälarna och utsöndras från kroppen genom muskelsammandragningar av mantelhålan i slutet av andningscykeln.
Denna förflyttningsmetod kräver dock mycket mer energi än den som fiskar använder (deras främsta framdrivningskälla är stjärtfenans vågliknande rörelser) [1] . Den jämförande effektiviteten hos jetrörelsesättet minskar ännu mer med en ökning av djurets massa. Under kampen mellan bläckfiskar och fiskar om födokällor där de snabbaste överlevde, började jetrörelsen gradvis spela en sekundär roll (en källa till omedelbar acceleration eller stopp när man attackerade bytesdjur eller omvänt, om nödvändigt, till gömma sig från ett större rovdjur), medan fenor och tentakler används för att upprätthålla en konstant rörelsehastighet [1] .
Användningen av jetacceleration gör bläckfiskar till de snabbaste vattenlevande ryggradslösa djuren [2] , och de kan köra om de flesta fiskar [3] .
Många däggdjur som tillbringar större delen av sitt liv i vattnet är utmärkta simmare och dyker på jakt efter mat i vattenpelaren och på botten. Många av dem kännetecknas av närvaron av simhinnor mellan tårna, tjock päls, hög placering på ögonhuvudet, öronen och näsborrarna. Rodret vid simning och dykning i vattnet är vanligtvis en lång svans.
En semi-akvatisk livsstil leds av sådana insektsätare som till exempel vatten shrews (shrews ), desmans , bland gnagare - sydamerikanska capybaras , nutria , nordamerikansk bisamråtta , vattenråttor . Av gnagarna anses bävrar vara de bästa simmare . De kan hålla andan i 4-5 minuter, medan de simmar under vatten i 750 meter [4] . En vanlig bäver kan simma upp till 20 kilometer per natt [5] .
Av de rovdjur som lever en semi-akvatisk livsstil är uttern den vanligaste . Uttrar lever i floder, sjöar och hav och finns i nästan alla delar av världen utom Australien och längst i norr. Uttrar lämnar i allmänhet sällan och kortvarigt vattnet. De är fantastiska simmare och dykare och kan stanna under vatten ganska länge. Uttrar är väl anpassade till den vattenlevande livsstilen - deras små öron är nästan dolda i pälsen, öronöppningarna är stängda med en ventil, fingrarna är förbundna med membran till själva klorna, utterns skalle är kraftigt tillplattad och expanderad i ryggen , hela kroppen är täckt med tjock kort päls. Som A. Bram skriver ger utterns struktur ”henne förmågan att simma och dyka med fantastisk skicklighet. Hon har en bred, långsträckt kropp med korta ben, nästan förvandlade till simfötter, en stark svans som fungerar som roder och slät päls ... I det klara och genomskinliga vattnet i bergssjöarna kan du se hur uttern jagar fisk , antingen stiger eller går djupare. Hon gör allt detta lätt, utan spänning, som om hon spelar. Platsen där uttern simmar är inte svår att hitta: när den simmar under vatten dyker en massa luftbubblor upp på ytan. Om uttern inte behövde simma till ytan för att andas, kunde ingen fisk undkomma dess jakt. På vintern jagar uttern under isen, klättrar upp i hål och polynyor” [6] .
Mycket tåliga simmare är isbjörnar som lever på Ishavets flytande is. De går sällan till land och lämnar nästan aldrig vattnet. I vatten kan isbjörnar simma i timmar och simma i 5 km/h. De kan ofta hittas på öppet hav, bort från kusten och isen. Dessa djur dyker bra och vet hur man fiskar. När björnen märker en säl som ligger på ett isflak i fjärran, störtar björnen tyst ner i vattnet och simmar mot sitt byte mot vinden. Sälar ligger vanligtvis nära hål eller springor i isen, dit de går i händelse av fara. Björnen utnyttjar detta - han dyker under isen och hittar ingången till sälens skydd underifrån [6] .
Pinnipeds ( valrossar , öronsälar och riktiga sälar ) är väl anpassade till livet i vatten - de närmaste släktingarna till rovdjur. Deras ben - korta och breda simfötter - ser ut som fenor på fiskar. Tårna är förbundna med varandra genom ett simhinna. Hos vissa pinnipeds är fingrarna helt orörliga, och deras gränser går inte att särskilja vid extern undersökning. Vissa pinnipeds, när de är på land, kliver över med sina bakflipper, medan de flesta arter helt enkelt drar dem. Väl i vattnet rör sig pinnipeds med extrem skicklighet, som fiskar - på sidan, på magen och på ryggen, och till och med bakåt, de dyker utmärkt och gör alla typer av svängar. Här är till exempel hur naturforskaren Finch, som observerade dem på Stilla havets klippiga kust nära San Francisco , beskriver sjölejonens beteende: "De glider ofta ner i havet direkt från toppen av klippan och som delfiner , börja spela bland vågorna. De hoppar upp ur vattnet, tippar baklänges, dyker, jagar och attackerar varandra, startar ett tjafs ...” A. Bram skriver att sälar simmar i en rovfisks hastighet, snabbt vänder sig tillbaka och åt sidorna, medan de kan stå orörliga i vattnet i en halvtimme på ett ställe. Sälarnas främre simfötter fungerar som en fisk med sina fenor. De flyttar ihop sina ryggsvämmor, kastar dem sedan åt sidorna och rör sig framåt [6] . Bakflipparna får hjälp av de laterala kurvorna på den muskulösa bakdelen. På korta sträckor kan sälar vid behov nå hastigheter på upp till 24 km/h. Sälar är utmärkta dykare; mästaren i djup och varaktighet av dyk är Weddell-sälen , som når ett djup på 600 m, förblir under vattnet i mer än en timme. Bram säger också: ”Sälarna som jag tog hand om i fångenskap stannade vanligtvis inte under vatten i mer än fem eller sex minuter, och då bara om de sov. Sälar sover under vattnet, men inte på djupa platser. Efter att ha gjort flera slag med simfötter stiger de upp till vattenytan utan att öppna ögonen, tar in luft i lungorna och sjunker igen till botten. Efter fem eller sex minuter reser de sig igen, andas ut den bortskämda luften och andas in tillförseln av frisk luft. Så de sover länge i vattnet, stiger och faller, tydligen automatiskt. De kan också sova liggandes på vattenytan” [6] .
Om pinnipeds tillbringar minst cirka en tredjedel av sitt liv på land, då kan valar inte alls röra sig på land, de kan inte lämna vattnet. Infraordningens valar tillhör de största djuren som finns bevarade på jorden. Till utseendet ser de ut som jättefiskar och som fiskar simmar de lätt och snabbt i vattnet [6] . Den minsta vattenmotståndet när man simmar med valar tillhandahålls av en strömlinjeformad kropp av en torped- eller tårform. Detta underlättas också av att hårfästet och öronen försvinner. Huden på valar kännetecknas av stor elasticitet, elasticitet och icke-vätning, vilket minskar friktionen vid snabb simning. Huvudet är vanligtvis massivt; slutar trubbigt, spetsigt eller utsträckt till en "näbb" (rostrum). Huvudet, nästan utan synlig cervikal interception, passerar in i bålen, som gradvis smalnar av i den kaudala pedunkeln. Frambenen har utvecklats till plana och stela bröstfenor (flippers), som huvudsakligen fungerar som "djuproder", och även ger svängar och bromsar. De karpala delarna av simfötterna dissekeras inte externt, och ibland är de sammansmälta internt. Fria bakben atrofierade. Den kaudala delen av kroppen är lateralt tillplattad; den är mycket flexibel och muskulös, fungerar som det huvudsakliga rörelseorganet. I dess ände finns parade, horisontella stjärtblad. Stjärtfenan på valen, som ligger platt och inte räfflad, som hos fisk, kan utföra rotationsrörelser som en fartygspropeller [6] . Dessutom har de flesta arter en oparad ryggfena på ryggen, som fungerar som en slags stabilisator vid simning. Stjärt- och ryggfenorna är hudformationer och saknar skelett ; inuti dem finns broskvävnad. Bröst-, rygg- och särskilt stjärtfenorna har variabel elasticitet , som tillhandahålls av speciella blodkärl. Fenornas elasticitet beror på simhastigheten.
Delfiner skiljer sig från sina andra släktingar i sin speciella rörlighet och benägenhet att leka i vattenelementet . Hjordar av delfiner närmar sig havsfartyg, cirklar runt dem, dyker kontinuerligt och återvänder till ytan. Så här beskriver naturforskaren Pehuel-Leshe det: ”Roliga djur simmar i en lång och relativt smal linje och skär lätt genom vågorna. De har bråttom, som om de tävlar, och har samtidigt fortfarande tid att göra snabba hopp. Deras blanka kroppar beskriver då och då en båge i luften, faller i vattnet och flyger upp igen ovanför den. De mest skickliga kullerbyttor i luften, viftar med svansen på ett väldigt roligt sätt. Andra ligger på sidan eller ryggen. Slutligen hoppar andra helt vertikalt, reser sig ur vattnet flera gånger i rad, och verkar dansa, lutade sig mot sin starka svans .
Till skillnad från delfiner, som samlas i många flockar, håller späckhuggare i små grupper, från fyra till tio stycken. Låt oss än en gång vända oss till beskrivningen av Pehuel-Leshe: "När du ser hur dessa rövare simmar på det grova havet och, när de rör sig graciöst genom vattnet, antingen stiger högt upp på vågtopparna eller faller lågt mellan dem, du minns ofrivilligt den vackra svalornas flykt. Denna jämförelse bekräftas ännu mer av samma arrangemang av färger för båda: baksidan är svart, botten är vit. Späckhuggare är den vackraste av valarna. De förblir under vatten under mycket lång tid och stannar sedan på vattenytan i cirka fem minuter och släpper ut korta och knappt märkbara fontäner från tre till tio gånger” [6] .
Kaskeloter i rörelsehastigheten är inte mycket sämre än andra valar - även i lugn simning passerar de från 5 till 10 km i timmen. När den simmar lugnt rör sig kaskeloten tyst under vattnet, men när den har bråttom arbetar den så hårt med svansen att huvudet antingen reser sig högt över vattnet, eller sjunker djupt ner. Ofta blir kaskeloten vertikal i vattnet och håller huvudet eller stjärtfenan högt. Ibland hoppar han upp ur vattnet med stor kraft två eller tre gånger i rad, varefter han går ner i djupet en lång stund [6] .
Den tredje ha som huvudämne taxonen av vattenlevande däggdjur, tillsammans med valar och pinnipeds , är sirenerna . Liksom valar kan de inte röra sig på land alls. Deras framben förvandlades till fenor, och bakbenen försvann helt under evolutionen . Sirener har inte en ryggfena, som vissa arter av valar. Svansen har förändrats till en platt bakfena.
Människan har inte den medfödda förmågan att simma ; människor använder ett bredare rörelseområde för att röra sig genom vatten än andra icke-vattenlevande djur. Däremot kan många apor simma naturligt, och vissa, som snabelapan , crabeaterapan och näsapan simmar regelbundet.
Vissa hundraser simmar. Umbra, världsrekordhunden ( svart labrador ) simmade 4 miles (6,4 km) på 73 minuter. Även om de flesta katter hatar vatten, är vuxna katter bra simmare. Fiskekatten är en typ av vildkatt som har anpassat sig till en akvatisk eller semi-akvatisk livsstil. Tigrar och några jaguarer är de enda som lätt kan komma in i vattnet, även om andra stora katter, inklusive lejon , har observerats simma . Vissa typer av huskatter, som den turkiska skåpbilen, simmar också.
Hästar , älgar och wapiti är mycket starka simmare och kan resa långa sträckor på vattnet. Elefanter kan också simma, även på djupa vatten. Vittnen bekräftar att kameler , inklusive enkel- och dubbelpuckel, kan simma trots att det finns lite djupt vatten i deras naturliga livsmiljöer.
Alla moderna krokodiler lever en semi-akvatisk livsstil . Deras kropp är anpassad för att leva i vattenmiljön: huvudet är platt, med en lång nos; kroppen är tillplattad; svansen är kraftfull, lateralt komprimerad; benen är ganska korta. Fingrarna på lemmarna är förbundna med ett membran. Ögonen är belägna på toppen av huvudet, så att djuret kan titta ut ur vattnet och blotta näsborrarna och ögonen; näsborrar och öronöppningar under vatten stängs av rörliga ventiler. I vatten rör sig krokodiler med hjälp av svansen.
De flesta moderna sköldpaddor leder en semi-akvatisk livsstil; de bor i floder, sjöar, träsk och avsaltade vikar. Havssköldpaddor , exklusive häckningssäsongen, lever i havet. Hos sötvattensarter är lemmarna mer rörliga, deras fingrar är förbundna med simmembran. Havssköldpaddor har ben modifierade till simfötter [7] .
Många sorter av ormar är vattenlevande och lever hela sitt liv i vattnet, men alla landormar är också utmärkta simmare. Stora vuxna anakondor är vattenlevande och har svårt att vara på land.
Alla representanter för de fem fågelordningarna leder en akvatisk livsstil ( ansöker , lommar , doppingar , pelikaner , pingviner , samt några tranor och charadriiforms , såsom måsar och tärnor ). Ett liknande sätt att leva ledde många av dem till bildandet av liknande egenskaper. Först och främst är detta närvaron av ett hudmembran mellan fingrarna, en mycket tät fjäderdräkt och en utvecklad coccygeal körtel , vars hemlighet används för att ta hand om fjädrar och göra dem vattenavvisande.
Simning av fåglar under vatten kan utföras med hjälp av vingar (hos pingviner, alkor, dykande stormfåglar ( Pelecanoididae )) eller ben (hos skarvar , doppingar , lommar och vissa fiskätande ankor ). Som regel rör sig fåglar som använder vingar snabbare. Användningen av vingar eller tassar när man rör sig under vatten leder till en försämring av andra funktioner: till exempel rör sig lommar och doppingar på marken med svårighet, pingviner kan inte flyga och alkor, även om de flyger, gör det med liten manövrerbarhet och klumpighet.
Simning har varit känt för människan sedan urminnes tider. Det första skriftliga omnämnandet går tillbaka till 2000 f.Kr. e. De tidigaste källorna som nämner simning är Gilgamesh -eposet , Iliaden , Odysséen , Bibeln (Hesekiel 47:5, Apg 27:42, Jesaja 25:11), Beowulf och andra.
Ritningar på arkeologiska fynd tyder på att människor i det forntida Egypten , Assyrien , Fenicien och många andra länder visste hur man simmar flera årtusenden f.Kr., och de simmetoder som de kände till liknade modern frontcrawl och bröstsim . På den tiden användes simning rent ute i naturen - för fiske, jakt på sjöfåglar, undervattensfiske, i militära angelägenheter. I antikens Grekland började simning användas som ett viktigt medel för fysisk träning .
År 1538 skrev den tyske professorn Nicholas Winman ( tyska Nikolaus Wynmann ) den första boken om simning - Simmaren, eller Dialog om simkonsten (Der Schwimmer oder ein Zwiegespräch über die Schwimmkunst), där han först analyserade bröstsimstekniken .
Människan, till skillnad från många djur, ges inte av naturen förmågan att simma. . Men människan lärde sig det på egen hand - kanske genom att observera djur som har en medfödd förmåga att simma. En person kan stanna på ytan, till exempel genom att imitera en hunds simning; detta sätt att simma kallas "hundliknande". Det är dock omöjligt att förflytta sig i hög hastighet på detta sätt.
Den äldsta stilen av sportsim är bröstsim , eller "grodsim". En mycket liknande stil är avbildad i den egyptiska "Simmargrottan" [8] , vars klippkonst går tillbaka till 9 tusen f.Kr. e. [9]
Långt senare dök andra stilar av tävlingssim upp: