zebracsíkok feltételezett hűtő hatásának kísérlet ... · bokor nándor: a kifordított...

2019/5

fizikai szemle

Fizikai SzemleMAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

megjelenését támogatják: A FIZIKA BARÁTAI

Az Eötvös Loránd Fizikai Társulat havontamegjelenõ folyóirata.

Támogatók: a Magyar TudományosAkadémia Fizikai Tudományok Osztálya,az Emberi Erõforrások Minisztériuma,

a Magyar Biofizikai Társaság,a Magyar Nukleáris Társaság

és a Magyar Fizikushallgatók Egyesülete

Fõszerkesztõ:Lendvai János

Szerkesztõbizottság:Bencze Gyula, Biró László Péter,

Czitrovszky Aladár, Füstöss László,Gyürky György, Hebling János,Horváth Dezsõ, Horváth Gábor,

Iglói Ferenc, Kiss Ádám, Koppa Pál,Ormos Pál, Papp Katalin, Simon Ferenc,

Simon Péter, Sükösd Csaba,Szabados László, Szabó Gábor,

Takács Gábor, Trócsányi Zoltán,Ujvári Sándor

Mûszaki szerkesztõ:Kármán Tamás

A folyóirat e-mailcíme:[email protected]

A lapba szánt írásokat erre a címre kérjük.

A beküldött tudományos, ismeretterjesztõ ésfizikatanítási cikkek a Szerkesztõbizottság,illetve az általa felkért, a témában elismert

szakértõ jóváhagyó véleménye utánjelenhetnek meg.

A folyóirat honlapja:http://www.fizikaiszemle.hu

A címlapon:A Nemzetközi Ûrállomás 37. missziójának

tagjai – Fyodor Yurchokhin, SergeyRyazanskiy, Karen Nyberg, Oleg Kotov,Luca Parmitano és Mike Hopkins – csaklábukkal kapaszkodva lebegnek. Lásd

Bokor Nándor írását a 121–127. oldalakon.

TARTALOM

Lendvai János: Ajánló 109

Péter Gábor, Deák László, Gróf Gyula, Kiss Bálint, Szondy György, 111Tóth Gyula, Ván Péter, Völgyesi Lajos: Az Eötvös–Pekár–Feketeekvivalenciaelv-mérések megismétlése

A gravitációs és a tehetetlen tömeg arányosságát vizsgáló Eötvös-kísérlet elemzésében a szerzõk olyan szisztematikus hibalehetõségettaláltak, ami indokolttá teszi a mérések megismétlését a maitechnikai lehetõségek által kínált jobb feltételek mellett.

Horváth Gábor, Pereszlényi Ádám, Száz Dénes, Barta András, 117Jánosi Imre Miklós, Gerics Balázs, Susanne Åkesson: Zebracsíkokfeltételezett hûtõ hatásának kísérleti cáfolata – 1. rész

A cikk korszerû kísérleti eljárások eredményeinek kiértékelésévelvizsgálja a zebrák csíkosságának egyik feltételezett okát.

A FIZIKA TANÍTÁSA

Bokor Nándor: A kifordított körhinta, amelyen élünk 121A Föld egy kikapcsolt hajtómûvel a világûrben lebegõ, kifordítottkörhinta.

Simon Ferenc: A 2018. évi Prométheusz-érem kitüntetettje 128Vannay László 1994 óta szervezõje és felelõse a fizika OKTV egyikkísérleti fordulójának, ezen munkája során mintegy 30 mérésifeladatot és kísérleti eszközt állított össze.

Vannay László, Fülöp Ferenc: A 2012. évi Fizika Országos Középiskolai 132Tanulmányi Verseny elsõ kategóriájának harmadik fordulója

A feladat, a Lenz-törvény egy szokásos demonstrációjáhozkapcsolódóan, függõleges helyzetû, vastag falú alumíniumcsövekbenesõ mágnesek mozgásának vizsgálata volt.

Lévainé Kovács Róza, Tasi Zoltánné, Tóth Zsuzsanna: XXVIII. Öveges 137József Kárpát-medencei Fizikaverseny

Az évente megrendezett versenyrõl szóló beszámoló a feladatokismertetésével és a versenyzõk teljesítményének értékelésével.

HÍREK – ESEMÉNYEK

Dombi József (1920–2019) 143

Kitüntetések március 15. alkalmából 144

J. Lendvai: RecommendationG. Péter, L. Deák, Gy. Gróf, B. Kiss, Gy. Szondy, Gy. Tóth, P. Ván, L. Völgyesi:

Repeating the Eötvös–Pekár–Fekete equivalence principles measurementsG. Horváth, Á. Pereszlényi, D. Száz, A. Barta, I. M. Jánosi, B. Gerics, S. Åkesson:

Experimental evidence that stripes do not cool zebras

TEACHING PHYSICSN. Bokor: The reversed carousel on which we are livingF. Simon: Honoree of the 2018 Prometheus medalL. Vannay, F. Fülöp: Third round of the first category National Secondary School

Physics Competition of 2012R. Lévai-Kovács, Z. Tasi, Zs. Tóth: XXVIIIth József Öveges Physics Competition of

the Carpathian Basin

EVENTSJózsef Dombi (1920–2019)Awards on the occasion of March 15

A Mathematikai és Természettudományi Értesítõt az Akadémia 1882-ben indította

A Mathematikai és Physikai Lapokat Eötvös Loránd 1891-ben alapította


LXIX. ÉVFOLYAM, 4. (772.) SZÁM 2019. ÁPRILIS

ZEBRACSÍKOK FELTÉTELEZETT HÛTÕ HATÁSÁNAK

Hálásak vagyunk Simon Istvánnak, hogy a gödi Szálender lovasta-nyán megengedte a terepkísérleteink elvégzését. Köszönjük a Fõvá-rosi Állat- és Növénykertnek, hogy hõkamerával vizsgálhattuk az ottélõ zebrákat. Horváth Gábor kutatásait az NKFIH K-123930 (Zebra-csíkok termofiziológiai vizsgálata: új magyarázat a zebracsíkokszerepére ) pályázat, Száz Dénes kutatómunkáját pedig az EmberiErõforrások Minisztériuma Új Nemzeti Kiválósági Programjának17-3. számú pályázata támogatta.

Horváth Gábor fizikus, az MTA doktora,egyetemi tanár, az ELTE Biológiai FizikaTanszék Környezetoptika Laboratóriumá-nak vezetõje. A vizuális környezet optikaisajátságait és az állatok látását tanulmá-nyozza, továbbá biomechanikai kutatáso-kat folytat. Számos szakmai díj és kitünte-tés tulajdonosa. Évtizedek óta aktív tudo-mányos ismeretterjesztõi munkát is folytatelõadások és cikkek formájában.

Pereszlényi Ádám az ELTE-n végzett bioló-gus, jelenleg doktorandusz az ELTE Bioló-giai Fizika Tanszék Környezetoptika Labo-ratóriumában. Emellett a Magyar Termé-szettudományi Múzeum Madárgyûjtemé-nyében segédmuzeológus. A biológiai ésbiofizikai kutatások mellett állatpreparálás-sal is foglalkozik.

Száz Dénes 2013-ban végzett biofizika mes-terszakon az ELTE-n. A Biológiai Fizika Tan-széken 2018-ban doktorált. Kutatásai felöle-lik a dunavirág kérészek kivilágított hidaknáltörténõ fénycsapdázódását, a vikingek égpo-larizációs navigációját és a poláros fény-szennyezést. 2017-tõl az ELTE szombathelyiSavaria Egyetemi Központjának fényszeny-nyezés-kutatásaiban is részt vesz, az éjjelifényszennyezés csillagászati és ökológiai vo-natkozásaival foglalkozik. OFKD I. helyezéstés Ernst Jenõ biofizikai pályadíjat is nyert.

Barta András az ELTE-n végzett fizikus-ként, majd ugyanott szerzett PhD-fokozatotbiofizikából a Biológiai Fizika TanszékKörnyezetoptika Laboratóriumában. A bio-és környezetoptikával kapcsolatos alapku-tatásokon kívül ipari mûszerek, elsõsorbanminõségellenõrzõ eszközök fejlesztésévelfoglalkozik az Estrato Kutató és FejlesztõKft. vezetõjeként. Számos kutatásfejlesztésipályázat elõkészítésében és megvalósításá-ban vett és vesz részt.

Jánosi Imre Miklós fizikus, az MTA dokto-ra, az ELTE Komplex Rendszerek FizikájaTanszéken egyetemi tanár, a Kármán Kör-nyezeti Áramlások Laboratórium egyik ala-pítója. Érdeklõdési területei a geofizikaihidrodinamikával kapcsolatos jelenségekmodellezése és elemzése, nemlineáris idõ-sor-analízis, légköri és óceáni adatbankok„bányászata”. Az ELTE Környezettudomá-nyi Doktori Iskola vezetõje.

KÍSÉRLETI CÁFOLATA – 1. részHorváth Gábor, Pereszlényi Ádám, Száz Dénes

ELTE Biológiai Fizika Tanszék

Barta AndrásEstrato Kutató és Fejlesztõ Kft., Budapest

Jánosi Imre MiklósELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

Gerics BalázsÁllatorvosi Egyetem, Tájanatómiai Intézet, Bécs, Ausztria

Susanne ÅkessonLundi Egyetem, Biológia Tanszék, Svédország

A zebrák szembeötlõ fekete-fehér csíkos mintázatá-nak titokzatos szerepét Wallace [1] és Darwin [2] ótakutatók élénken vitatják. Mostanáig 18 különbözõmagyarázatot vetettek fel a zebracsíkok lehetségesfunkcióira, amelyek négy fõ csoportba sorolhatók [3]:

1. ragadozók elleni védelem, beleértve az álcázástés a vizuális összezavarás különbözõ vonatkozásait,

2. társas kölcsönhatások megkönnyítése,3. vérszívó rovarok (cecelegyek és bögölyök) vi-

zuális vonzásának csökkentése,4. testhõmérséklet szabályozása.A 3. funkció helyességét bögölyökre terepkísérletek-

ben igazoltuk [4]. Jelen cikkünkben a 4. hipotézisselfoglalkozunk. A 4. feltételezés szerint a zebracsíkok atest hûtését szolgálják, hiszen a felváltva sorakozó, nap-sütötte fekete és fehér csíkok fölött a hõmérséklet-kü-lönbségek által kiváltott örvénylõ légáramok hûtõ ha-tást biztosítanak. E hipotézis észszerûnek tûnik, mert afekete zebracsíkok jobban elnyelik a napfényt és ezértmelegebbek, mint a napsugárzást zömében visszaverõés ezért hûvösebb fehér csíkok. Infravörös felvételekszerint a napsütötte fekete csíkok melegebbek, mint anapsütötte fehérek, és e hõmérséklet-különbség foko-zódik a léghõmérséklet emelkedésével. Éjjel azonban ahõmérséklet-különbségek fordítottak: a fekete csíkokhûvösebbek, mint a fehérek [3]. Caro [3] hõkamerávalvégzett mérései nem igazolták, hogy napfényben a

HORVÁTH G. ÉS MUNKATÁRSAI: ZEBRACSÍKOK FELTÉTELEZETT HUTO HATÁSÁNAK KÍSÉRLETI CÁFOLATA – 1. RÉSZ 117

zebrák testfelületi hõmérsékle-

Gerics Balázs állatorvosi diplomáját Ber-linben, a Humboldt Egyetemen szerezte1988-ban. 30 évig Budapesten, jelenlegBécsben oktatja házi emlõsök funkcionálisés alkalmazott anatómiáját. Korábban azidegrendszer funkcionális morfológiai vál-tozásait kutatta. Az utóbbi években a lo-vak patkolásához kapcsolódó témákkalfoglalkozik.

Susanne Åkesson a svéd Lundi EgyetemBiológia Tanszékének biológus-ökológusprofesszora és a lundi Centre for AnimalMovement Research igazgatója. Nemzetközitudományos expedíciók szervezõje-résztve-võje, amelyeken fõleg a madarak orientá-cióját vizsgálja. Az állatok (különösen arovarok és madarak) navigációjának, moz-gásának és ökológiájának neves kutatója.Számos szakcikk és több szakkönyv szerzõ-je. Rangos szakmai kitüntetések – többekközött a fizikai Ig Nobel-díj – birtokosa.

1. ábra. A napsütötte zebracsíkoknál feltételezett, hûtõ hatású légörvények. A zebracsíkok hõsza-bályozási szerepérõl szóló hipotézis szerint napsütésben a fekete csíkok melegebbek a fehéreknél,ezért szélcsendben az elõbbiek fölött felszálló, míg az utóbbiak fölött leszálló légáramlatok lehet-nek. Ilyen fel- és leszálló konvektív légárampárokból álló periodikus légörvények azonban a zeb-ratestnek csak a közel vízszintes felületrészei fölött keletkezhetnek. A ferde és függõleges felület-részeknél a légáramlatok inkább kaotikusak, turbulensek lehetnek.

periodikus fel- és leszálló légáramlatok a fekete és fehér zebracsíkok fölött

turb

ule

ns

fels

zálló

légá

ram

lat

turb

ule

ns

fels

zálló

légá

ram

lat

hát

faro

k

te alacsonyabb volna, mintmás patásoké (zsiráf, impala,bivaly). Másrészt, Irondo ésRubenstein lézeres infravörösdigitális hõmérõvel gyûjtöttadatait röviden említik Larisonés munkatársai [5]. Eszerint azebrák testfelszíni hõmérsékle-te napfényben lényegesen ala-csonyabb (29,2 °C), mint a ha-sonló méretû antilopoké (32,5°C). E mérési adatokat viszonthivatalosan soha nem publi-kálták. Ne feledjük azonban,hogy a testfelületi hõmérsékletnem feltétlenül arányos a kiter-jedt testek maghõmérsékleté-vel [3], pedig a hõszabályozástekintetében ez utóbbi a leg-fontosabb paraméter. A mag-hõmérséklet nem lehet maga-sabb egy kritikus értéknél, kü-lönben az állat túlhevül, amihalálos. Caro és munkatársai[6] 7 lóféle, valamint 20 zebra-alfaj esetében vetették összeazok csíkozását (illetve annak hiányát) az évi hõmér-séklettel, és nem találtak összefüggést köztük. Larisonés munkatársai [5] Afrika számos részén a léghõmérsék-let változékonyságát hasonlították össze Burchell-zeb-rák csíkozottságával. Õk pozitív korrelációt találtak azizotermia és a leghidegebb negyedév középhõmérsék-lete, valamint a csíkozás intenzitása között. Jelen tanul-mányunkban ezt az ellentmondást kívánjuk feloldani.

A hõszabályozási hipotézis szerint felszálló légára-mok alakulnak ki a melegebb fekete zebracsíkok fö-lött, amelyeket a szomszédos hidegebb fehér csíkok

fölötti hûvösebb levegõ pótol (1. ábra ). Ily módon aváltakozó fekete-fehér csíkok periodikus konvektívlégörvények kialakulásához vezetnek. A napsütésbenezen örvények a zebra testét elvileg oly módon hût-hetik, hogy meleg levegõt szállítanak el a fekete csí-kok fölül és/vagy felgyorsítják a verejték elpárolgását.

E hipotézissel legalább három probléma van.1. Mindeddig nem dokumentálták a napsütötte zeb-

racsíkok fölött elõrejelzett konvektív légörvényeket.Ilyen örvények leginkább a zebrák csíkos testfelületénekcsaknem vízszintes részein alakulhatnának ki. A zebra-test erõsen ferde vagy függõleges részei, például a hor-paszok mentén a fölmelegedõ turbulens légáramlás atestfelülettel párhuzamosan jöhet létre, ami megakadá-lyozza a periodikus örvények kialakulását (1. ábra). Ígynapsütésben és forróságban csak a test majdnem vízszin-tes csíkos háti zónájának lehetne hûtõ hatása. Erõs fény-elnyelésük miatt a fekete csíkok egyértelmûen hátrányo-sak a ferde és függõleges testtájakon (például nyakon,lábakon). Amennyiben a zebrák csíkozottsága a hûtéstszolgálná, akkor a csíkoknak csak a háton lenne értel-mük. Márpedig a zebrák testfelszínének zöme csíkos.

2. A vízszintes csíkos felületek fölött feltételezettkonvektív légörvények stabilitása sem ismert. Ezenörvényeket könnyedén elfújhatják a gyenge helyiszellõk is, amelyek napsütésben gyakorlatilag folya-matosan tapasztalhatók. Továbbá, ezen örvényeket azebrák mozgása is megszakíthatja [3].

3. Nem ismeretes az sem, hogy a zebrák csíkosvízszintes testfelületei fölött napsütésben esetleg ki-alakuló légörvények erõsebben hûtenek-e, mint egyegyszínû testfelület izzadása és fölötte a nem-periodi-kus légáramlások.

118 FIZIKAI SZEMLE 2019 / 4

E súlyos nyitott kérdések miatt a zebracsíkok hûtõ

2. ábra. A terepkísérletek során használt, állatbõrökkel bevont, vízzel töltött 6 fémhordó elrendezése,köztük az automatikus meteorológiai állomással. A hordókat a füves talaj fölött 10 cm magasan fa rak-lapok tartották. A hordók palástján lévõ lyukat egy kör alakú fém kupak fedte. A kupak függõlegesfém rúdja végén volt egy automatikus hõmérõ, ami a víz maghõmérsékletét mérte a hordó közepén.

Nyugat Kelet

Dél

Észak

hatásának hipotézise fizikailag és fiziológiailag is vi-tatható. A fekete és fehér zebracsíkok a napfényt na-gyon eltérõen verik vissza. Mindezidáig kérdéses volt,hogy egyáltalán van-e ennek hûtõ hatása, és ha igen,akkor annak mi a mechanizmusa, és végeredmény-ben valóban csökkenti-e a testhõmérsékletet.

Cikkünk célja a zebracsíkok hûtõ hatásának kísér-leti vizsgálata. Négyhónapos terepkísérletben termog-ráfiás és termodinamikai méréseket végeztünk külön-bözõ modelleken (2. ábra ). Ily módon meggyõzõbbérveket szolgáltattunk a zebracsíkok hûtõ hatása ellen[7], mint a korábbi kutatások, amelyek egyszerû meg-figyelések [3] vagy összehasonlítások [5, 6] voltak.Kísérletünk az állatmodellek maghõmérsékleténekmérésén alapult, amit hõkamerás felvételekkel egészí-tettünk ki [7], és nem csak zebrák testfelületi hõmér-sékletét regisztrálta, mint azt korábban tették [3].

Kísérleti módszerekTerepkísérletek állatbõrökkel bevont hordókkal

Az 1. terepkísérletet 2017. június 10. és 30. között vé-geztük egy gödi lovastanyán (47° 43’ N, 19° 09’ E,Észak-Magyarország), majd július 6. és 27. között (2.kísérlet), augusztus 6. és 26. között (3. kísérlet), vala-mint augusztus 30. és szeptember 19. között (4. kísér-let) megismételtük. Hat fémhordót (átmérõ = 30 cm,hosszúság = 60 cm, falvastagság = 1 mm) csapvízzeltöltöttünk fel, és két párhuzamos sorban, egymástól 2m távolságban a füves talajra helyeztük õket (2. ábra ).Derült idõben napkeltétõl napnyugtáig közvetlen nap-fény és égfény érte õket úgy, hogy sosem voltak ár-nyékban. A hordók vízszintes hossztengelye a földrajzikelet–nyugat iránnyal volt párhuzamos (2. ábra ). Ígyderült napokon a hordók hengerpalástját túlnyomó-részt közvetlen napfény világította meg, ami – a nyáriidõszámításnak megfelelõen – délután 1 óra körül volt

a legerõsebb. Ezen elrendezés-nek köszönhetõen, a hordókfala által elnyelt napfény aleghatékonyabban melegíthet-te a hordók víztartalmát.

A hordókat fa raklapokrahelyeztük, amelyek 10 cm ma-gasságban tartották õket a fü-ves talaj fölött (2. ábra ). Ahordók hengerpalástja tetejé-nek közepén egy kör alakúlyuk (átmérõ = 5 cm) volt,amin keresztül – függõlegesfémrúd alsó végéhez rögzítve– egy automata digitális hõ-mérõt (HOBO Pendant Tem-perature Data Logger, ONSET,Cape Cod, Massachusetts,USA) engedtünk le a hordóközéppontjába, ahol 5 per-cenként folyamatosan mérte a

víz maghõmérsékletét. A fémrúd felsõ végét egy köralapú fémsapka (átmérõ = 7 cm) tartotta, ami eltakar-ta a hordó burkolatán lévõ lyukat. A sapka vízbe me-rülõ rúdját, végén a hõmérõvel, egy 15 gramm súlyúanyacsavar tartotta függõlegesen. A sapkát a hordókülsõ mintázatának megfelelõen festettük be.

A hordókat a következõ állatbõrökkel borítottuk be:fehér marhabõr, fekete marhabõr, barnásszürke lóbõr,szürkemarhabõr, fekete-fehér csíkos marhabõr (mûzebrabõr), valódi zebrabõr (Equus burchelli boehmi ).A ló- és marhabõröket magyar ló- és marhatartóktólkaptuk, a zebrabõrt pedig egy magyar állatkerttõl sze-reztük be. A nyers bõröket csáváztuk, majd nedves ál-lapotban húztuk õket a hordókra, így a kiszáradásukatkövetõen a lehetõ legjobban szorultak rá a hordókra,miáltal csak egy nagyon vékony légréteg maradt a bõrés a hordófal között.

A mû zebrabõr 50-50%-a fekete és fehér csíkokbólállt, amelyek vastagsága – a valódi zebrabõr mintázatá-nak megfelelõen – 2 és 7,5 cm között változott. A csíko-kat egy szûcs varrta össze fekete és fehér marhabõr-csíkokból. E csíkok merõlegesek voltak a hordó hossz-tengelyére, azaz függõlegesek, amikor a hordó a tala-jon feküdt. E mintázat jól modellezte a zebratest elülsõfelének csíkmintázatát. A hordók kör alakú véglapja ahordópalást mintázatának megfelelõen volt befestve,vagy ugyanazzal a bõrrel volt borítva, mint a hordópa-lást. Mivel e véglapokat csak rövid ideig – napkeltekorés napnyugtakor – érte gyenge napfény és máskortöbbnyire árnyékban voltak, ezért a hordópalásthozviszonyított termikus hatásuk elhanyagolható volt.

A négy terepkísérletben a következõ bõrök borítot-ták a hordókat: (1) fehér marha, fekete marha, szürkeló, mûzebra; (2) fehér marha, fekete marha, szürke ló,mûzebra, valódi zebra; (3, 4) fehér marha, fekete mar-ha, szürke ló, mûzebra, valódi zebra, szürkemarha.

A hordók mellett egy karám volt, ahol a homokostalajon lovakat tartottak (2. ábra ), és ezért a hordókborítása néha poros lett. Így minden másnap a hor-


dók felületét egy kefével leporoltuk, és a hordók el-helyezkedését véletlenszerûen megváltoztattuk.

Meteorológiai változók rögzítése

Kísérleteink alatt a hordók közé telepített automatameteorológiai állomással (Conrad Electronic, equip-ment no: 672861) folyamatosan rögzítettük a Tlég lég-hõmérsékletet és a w szélsebességet. Az érzékelõk atalaj fölött 1 m magasságban voltak, hogy közvetlenülmérhessük a hordókat befolyásoló idõjárási paramé-tereket. Az állomás adatgyûjtõ egységét egy esõállómûanyag dobozban a talajra helyeztük.

Hõkamerás mérések

Napsütötte élõ zebrák (Equus burchelli boehmi ) test-felszínének hõmérséklet-mintázatát a Budapesti Állat-és Növénykertben mértük 2016 júliusában egy hõka-merával (VarioCAM®, Jenoptik Laser Optik SystemeGmbH, Jena, Germany). A terepkísérleteinkben hasz-nált, állatbõrökkel bevont, napsütötte hordókról nap-közben óránként készítettünk hõképeket 2017. július18-án, 30-án és augusztus 15-én 8:00/9:00 óra (= UTC+ 2 óra = nyári idõszámítás) és 19:00 óra között. Azebrák és hordók felszíni hõmérsékletének térbelimintázatát egy egyenes vonal mentén mértük, amihezegy saját fejlesztésû szoftvert használtunk.

Spektroszkópiai mérések

Spektroszkópiai méréseket délben végeztünk teljesnapsütésben, felhõtlen ég alatt. Az állatbõrökkel borí-tott hordók I (λ ) visszaverõdési spektrumát egy 350nm ≤ λ ≤ 825 nm hullámhossztartományban érzékenyspektrométerrel (Ocean Optics STS-VIS, Largo, USA)mértük 15 perc alatt, miközben a megvilágítási körül-mények gyakorlatilag nem változtak. Egy adott hordófelszínének 5 különbözõ pontján mértünk, majd ezen5 spektrumot átlagoltuk. Kiszámoltuk az

integrált, valamint a

INT = ⌡⌠

825 nm

350 nm

I (λ ) dλ

(wh = 1: fehér, wh = 0: fekete) fehérséget, ahol

wh = INTINTfehér marha

INTfehér marha a fehérmarhabõr-spektrum integrálja.

A hordók maghõmérsékleteinek összehasonlítása

A hordók maghõmérskéleteinek átlaga és szórásaMind a négy kísérlet összes napjára 12:00 és 18:00

óra között (UTC + 2 óra, 1–3. kísérlet), valamint 12:00és 17:00 óra között (4. kísérlet) meghatároztuk a hor-dók maghõmérsékleteinek átlagát (számtani közepét)és szórását. Külön kiszámoltuk a maghõmérsékletek

átlagait és szórásait a meleg napokra, amikor a napiátlagos léghõmérséklet 25 °C-nál magasabb volt (ek-kor volt a legnagyobb esélye a zebracsíkok fölöttilégörvények kialakulásának).

Statisztikai elemzés: Bonferroni post-hoc teszttelkiegészített ANOVA (Statistica 7.0) statisztikai vizsgá-lattal meghatároztuk, hogy van-e különbség a hordóknapi átlagos maghõmérsékletei között. E statisztikaitesztet minden kísérletnél külön elvégeztük (i) azösszes napra, és (ii) csak a meleg napokra (amikor anapi átlagos Tlég > 25 °C volt).

Adatok szûrése a léghõmérsékletre és szélsebességrevonatkozó küszöbértékekkel

Feltételezésünk szerint a zebracsíkok fölötti légör-vények létrejöttének két fõ meteorológiai elõfeltétele,hogy (i) a léghõmérséklet egy adott T * küszöbértéknélmagasabb legyen, és (ii) a szélsebesség egy adott w *küszöbértéknél alacsonyabb legyen. Mivel nem talál-tunk e küszöbértékekre vonatkozó szakirodalmi adato-kat, ezért bizonyos tartományokon belül változtattukõket. Egy állatbõrrel bevont hordó felszínén bekövet-kezõ bármilyen hõmérséklet-változás bizonyos Δt idõ-késéssel befolyásolja a hordó vizének maghõmérsékle-tét. Δt értékét úgy becsültük meg, hogy kiszámoltuk a

keresztkorrelációs integrált, ahol Tlég(t ) és Tmag(t ) a t

CC (δ ) = ⌡⌠

tmax

tmin

Tlég(τ ) Tmag(τ δ ) dτ

idõpontban mért léghõmérséklet és maghõmérséklet,δ pedig az idõkésés. A CC keresztkorrelációs integráltδ függvényében egy adott hordóra mind a négy kísér-letnél a legmelegebb napokon (ezek rendre 2017.június 28., július 20., augusztus 10. és szeptember 1.volt) tmin = 6:00 óra és tmax = 20:00 óra (UTC + 2 óra)között számoltuk. A CC (δ ) függvény δ * idõkésésnélmeghatározott maximuma becslést ad a Δt = δ * termi-kus válaszidõre. A keresztkorrelációs számolásokhozaz R Statistics 3.2.3 szoftvert használtuk.

Teszteltük azon hipotézist, hogy a zebracsíkos hor-dók fölött konvektív légörvények csak akkor tudnakkialakulni, ha egyszerre teljesülnek a Tlég > T * és w <w * feltételek, és e légörvények Δt idõkéséssel csök-kentik a csíkos hordók Tmag maghõmérsékletét. Elõ-ször azon thûtés idõpontokat határoztuk meg, amikormindkét feltétel teljesül, majd kiszámoltuk a

különbségeket egy adott típusú bõrrel bevont hordó

Δ T (thûtés; T *, w *) = Thordó(thûtés Δ t ) −

− Tmûzebra(thûtés Δ t )

maghõmérsékletei és a mû zebrabõrrel borított hordómaghõmérsékletei között a T * és w * küszöbértékekfüggvényében, melyeket a 25 °C ≤ T * ≤ 37 °C és 1km/h ≤ w* ≤ 10 km/h tartományokban változtattunk.Mindig a mû zebrabõrrel burkolt hordó maghõmér-sékletét tekintettük referenciaértéknek, mert e csíkoshordó mind a négy kísérletben szerepelt.


Statisztikai elemzés: a Python 2.7.12 programnyelvScipy statisztikai függvénymodulját felhasználva, pá-ros Wilcoxon-tesztet végeztünk a T * és w * küszöbér-tékekre, valamint a Δt idõkésésre, hogy különbségetkeressünk a mû zebrabõrrel bevont hordó és a szürkeló-, szürke marha-, valamint valódi zebrabõrrel be-vont hordók maghõmérsékletei között, amikor az Nesetszám (a pillanatnyi w és Tlég értékekre teljesült aw < w * és Tlég > T * feltétel) nagyobb volt, mint 20.

Folytatás a következõ számban.

Irodalom1. A. R. Wallace: Mimicry and other protective resemblances

among animals. Westminister Foreign Quarterly Reviews 32(1867) 1–43.

2. C. R. Darwin: The Descent of Man, and Selection in Relation toSex. John Murray, London (1871) Vol. 2, 302.

3. T. Caro: Zebra Stripes. University of Chicago Press, Chicago,London (2016)

4. Á. Egri, M. Blahó, G. Kriska, R. Farkas, M. Gyurkovszky, S. Åkes-son, G. Horváth: Polarotactic tabanids find striped patterns withbrightness and/or polarization modulation least attractive: an ad-vantage of zebra stripes. Journal of Experimental Biology 215(2012) 736–745.

5. B. Larison, R. J. Harrigan, H. A. Thomassen, D. I. Rubenstein,A. M. Chan-Golston, E. Li, T. B. Smith: How the zebra got itsstripes: a problem with too many solutions. Royal Society OpenScience 2 (2015) 140452.

6. T. Caro, A. Izzo, R. C. Jr. Reiner, H. Walker, T. Stankowich: Thefunction of zebra stripes. Nature Communications 5 (2014) 3535.

7. G. Horváth, Á. Pereszlényi, D. Száz, A. Barta, I. M. Jánosi,B. Gerics, S. Åkesson: Experimental evidence that stripes donot cool zebras. Scientific Reports 8 (2018) 9351.

A FIZIKA TANÍTÁSA

A KIFORDÍTOTT KÖRHINTA, AMELYEN ÉLÜNK

Bokor Nándor egyetemi docens a BME-nszerzett villamosmérnök-diplomát 1993-ban, majd ugyanott fizikából PhD fokoza-tot 1999-ben. Munkájában – az optika szá-mos területén végzett kutatásai mellett –legszívesebben a fizika, azon belül kiemel-ten a relativitáselmélet oktatásának peda-gógiai kérdéseivel foglalkozik. Ez utóbbitémában számos publikációja jelent meg aFizikai Szemlében, valamint a Physics Edu-cation és a European Journal of Physicsfolyóiratokban.

Bokor NándorBME Fizika Tanszék

A sebesség illúzió, a gyorsulás nem

Képzeljünk el két ûrhajót, amint kikapcsolt hajtómû-vel elsuhannak egymás mellett a világûrben. (Az ûr-hajók ablakai el vannak sötétítve, nem lehet kinéznirajtuk.) Mind a két ûrhajó mozog? Vagy az egyik áll,és csak a másik mozog? Ezek a kérdések önmaguk-ban értelmetlenek. Semmivel sem jogosabb példáulaz elsõt állónak és a másodikat mozgónak tekinteni,mint fordítva. Ha a második ûrhajót hirtelen eltávolít-juk, és csak a – változatlanul ugyanúgy suhanó – elsõûrhajóra összpontosítjuk figyelmünket, annak jogos-sága is megszûnik, hogy egyáltalán mozgásról beszél-jünk. Értelmetlen például az a kérdés, hogy a magáramaradt elsõ ûrhajó milyen irányban mozog a térben.Az ûrhajósok – külsõ viszonyítási pont híján – egyilyen kérdésre nem tudnának mit felelni: semmilyenirányban nem éreznek semmi különlegeset, hiszenszabadon lebegnek az ûrhajó belsejében. (Ezt az álla-potot nevezzük súlytalanságnak.)

Más a helyzet, ha a magányos ûrhajó hajtómûve bevan kapcsolva, vagy ha az ûrhajót elõzõleg megfor-gatták. Ilyenkor az ûrhajósok – feltéve, hogy az ûrha-jóhoz képest nyugalomban vannak, azaz például bevannak csatolva az ülésükbe, vagy kapaszkodnak egykorlátba – éreznek valamit. Az ülés vagy a korlátnyomja vagy húzza õket egy bizonyos irányba, és eztaz irányt meg tudják állapítani anélkül, hogy kinézné-nek az ablakon. Azt mondjuk ilyenkor, hogy eredõerõ hat rájuk, ami az erõ irányába gyorsítja õket. Agyorsulás tehát olyan fajta állapot, amit – a sebesség-gel ellentétben – az ûrhajósok ténylegesen átélnek,nagyságát és irányát behunyt szemmel is érzékelik.(Hasonló módon a beépített gyorsulásmérõjüket azokostelefonok „behunyt szemmel is” tudják alkalmaz-ni, míg sebességméréshez muszáj magukat külsõ tár-gyakhoz pozicionálni, például a GPS-vevõjükkel.)

Összefoglalva a fentieket: a sebesség relatív fogalom(csak más testekhez viszonyítva van jelentése, „nemérezzük”), a gyorsulás pedig „abszolút fogalom” („érez-zük magunkon”, kimutatásához nincs szükségünk arra,hogy más testhez viszonyítsuk a helyzetünket).

A gyorsulást erõ okozza, ezt tekinthetjük akár azerõ definíciójának is. A gyorsulást érezzük, tehát aránk ható erõt is érezzük. Érezzük, amikor valakimegrúg minket, amikor nekiütközünk egy falnak,amikor megragadják a karunkat és hirtelen odébbrántanak bennünket stb. (Egy kiterjedés nélküli, ideá-lis tömegpont természetesen nem érezhet semmit. Azemberi érzékelés részletei – még tisztán fizikai szem-pontból is – bonyolultak, hiszen idegrendszerünk

A FIZIKA TANÍTÁSA 121


megjelenését támogatják: A FIZIKA BARÁTAI

Az Eötvös Loránd Fizikai Társulat havontamegjelenõ folyóirata.

Támogatók: a Magyar TudományosAkadémia Fizikai Tudományok Osztálya,az Emberi Erõforrások Minisztériuma,

a Magyar Biofizikai Társaság,a Magyar Nukleáris Társaság

és a Magyar Fizikushallgatók Egyesülete

Fõszerkesztõ:Lendvai János

Szerkesztõbizottság:Bencze Gyula, Biró László Péter,

Czitrovszky Aladár, Füstöss László,Gyürky György, Hebling János,Horváth Dezsõ, Horváth Gábor,

Iglói Ferenc, Kiss Ádám, Koppa Pál,Ormos Pál, Papp Katalin, Simon Ferenc,

Simon Péter, Sükösd Csaba,Szabados László, Szabó Gábor,

Takács Gábor, Trócsányi Zoltán,Ujvári Sándor

Mûszaki szerkesztõ:Kármán Tamás

A folyóirat e-mailcíme:[email protected]

A lapba szánt írásokat erre a címre kérjük.

A beküldött tudományos, ismeretterjesztõ ésfizikatanítási cikkek a Szerkesztõbizottság,illetve az általa felkért, a témában elismert

szakértõ jóváhagyó véleménye utánjelenhetnek meg.

A folyóirat honlapja:http://www.fizikaiszemle.hu

A címlapon:A Budapesti Állat- és Növénykert napsütötte

zebrájának hõképe. Horváth Gábor ésszerzõtársainak cikkét lásd a 147–154.

oldalakon.

TARTALOM

Dávid Gyula, Cserti József, Király Andrea, Varga Dezsõ, Koltai János, 146Vigh Máté: 50. Ortvay Fizikaverseny Eötvös évében

Horváth Gábor, Pereszlényi Ádám, Száz Dénes, Barta András, 117Jánosi Imre Miklós, Gerics Balázs, Susanne Åkesson: Zebracsíkokfeltételezett hûtõ hatásának kísérleti cáfolata – 2. rész

A szerzõk kísérletekkel cáfolják azt a hipotézist, hogy a zebrákcsíkosságának oka a fehér-fekete mintázat hûtõ hatása lenne.

Tóth Gyula: Az Eötvös–Pekár–Fekete ekvivalenciamérések 155szabályos hibája

A cikk röviden ismerteti az EPF-mérés elvét és rámutat a felleltszabályos hiba okára, hatására és jelentõségére.

Trócsányi Zoltán: Mit kezdjünk az új nemzetközi 158mértékegységrendszerrel?

2018-ban az SI alapegységeinek jelentõs újradefiniálásáróldöntöttek. Az új szabályzat 2019. május 20-án lép életbe, ezértérdemes meggondolni, hogy mit tanítsunk a különbözõ fokúiskolákban az alapmennyiségek mértékegységeirõl.

Király Beáta, Angeli István: Versailles-tól Versailles-ig – Debrecen 160érintésével. Az SI mértékrendszer reformja – 1. rész

A méterrendszer 1791-es bevezetésétõl a 2018. november 13–16.között megrendezett 26. Általános Súly- és Mértékügyi Értekezletenelhatározott jelentõs változásokig vezetõ utat mutatja be az írás.

A FIZIKA TANÍTÁSA

Stonawski Tamás: Mozgásszimulációk a légkörben – 1. rész 163Hogyan írjunk érdekes szimulációkat középiskolában?

Megismerhetjük az egyszerû szimulációk írásának technikáját,és betekintést nyerhetünk a továbbfejlesztés fogásaiba is.

Radnóti Katalin, Nguyen Quang Chinh: Tanulói tévképzetek vizsgálata 169az elektromosságtan témakörében

Általános meggondolások a tanulói tévképzetekrõl és részleteselemzés az elektromosságtani kérdésekre adott válaszok alapján.

Holics László: Egy téveszme felbukkanása oktatásunkban 174Neves tudósok is terjesztik azt a téveszmét, hogy az újszülöttekelõször fordítva látják a világot, majd tanulási folyamateredményeként az agy állítja azt talpra.

Borbélyné Bacsó Viktória: Értük, róluk, nekik… – a 62. Középiskolai 176Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató

HÍREK – ESEMÉNYEK

Az Eötvös Loránd Fizikai Társulat Küldöttgyûlése 180

Gy. Dávid, J. Cserti, A. Király, D. Varga, J. Koltai, M. Vigh: 50th OrtvayCompetition in Physics in the year of Eötvös

Gy. Tóth: Systematic error in the EPF equivalence measurementsZ. Trócsányi: How to use the new international measuring system?B. Király, I. Angeli: From Versailles to Versailles – through Debrecen.

Reform of the SI Measurement System – Part 1

TEACHING PHYSICST. Stonawski: Motion simulations in the atmospheres – Part 1

How to Write Interesting Simulations in High School?K. Radnóti, Q. C. Nguyen: Students’ misconceptions in electrodynamicsL. Holics: Emergence of a misconception in the teachingV. Borbély-Bacsó: Report on the 62nd Conference of Hungarian physics teachers

EVENTS

A Mathematikai és Természettudományi Értesítõt az Akadémia 1882-ben indította

A Mathematikai és Physikai Lapokat Eötvös Loránd 1891-ben alapította


LXIX. ÉVFOLYAM, 5. (773.) SZÁM 2019. MÁJUS

ZEBRACSÍKOK FELTÉTELEZETT HÛTÕ HATÁSÁNAK

Hálásak vagyunk Simon Istvánnak, hogy a gödi Szálender lovasta-nyán megengedte a terepkísérleteink elvégzését. Köszönjük a Fõvá-rosi Állat- és Növénykertnek, hogy hõkamerával vizsgálhattuk az ottélõ zebrákat. Horváth Gábor kutatásait az NKFIH K-123930 (Zebra-csíkok termofiziológiai vizsgálata: új magyarázat a zebracsíkokszerepére ) pályázat, Száz Dénes kutatómunkáját pedig az EmberiErõforrások Minisztériuma Új Nemzeti Kiválósági Programjának17-3. számú pályázata támogatta.

Horváth Gábor fizikus, az MTA doktora,egyetemi tanár, az ELTE Biológiai FizikaTanszék Környezetoptika Laboratóriumá-nak vezetõje. A vizuális környezet optikaisajátságait és az állatok látását tanulmá-nyozza, továbbá biomechanikai kutatáso-kat folytat. Számos szakmai díj és kitünte-tés tulajdonosa. Évtizedek óta aktív tudo-mányos ismeretterjesztõi munkát is folytatelõadások és cikkek formájában.

Pereszlényi Ádám az ELTE-n végzett bioló-gus, jelenleg doktorandusz az ELTE Bioló-giai Fizika Tanszék Környezetoptika Labo-ratóriumában. Emellett a Magyar Termé-szettudományi Múzeum Madárgyûjtemé-nyében segédmuzeológus. A biológiai ésbiofizikai kutatások mellett állatpreparálás-sal is foglalkozik.

Száz Dénes 2013-ban végzett biofizika mes-terszakon az ELTE-n. A Biológiai Fizika Tan-széken 2018-ban doktorált. Kutatásai felöle-lik a dunavirág kérészek kivilágított hidaknáltörténõ fénycsapdázódását, a vikingek égpo-larizációs navigációját és a poláros fény-szennyezést. 2017-tõl az ELTE szombathelyiSavaria Egyetemi Központjának fényszeny-nyezés-kutatásaiban is részt vesz, az éjjelifényszennyezés csillagászati és ökológiai vo-natkozásaival foglalkozik. OFKD I. helyezéstés Ernst Jenõ biofizikai pályadíjat is nyert.

Barta András az ELTE-n végzett fizikus-ként, majd ugyanott szerzett PhD-fokozatotbiofizikából a Biológiai Fizika TanszékKörnyezetoptika Laboratóriumában. A bio-és környezetoptikával kapcsolatos alapku-tatásokon kívül ipari mûszerek, elsõsorbanminõségellenõrzõ eszközök fejlesztésévelfoglalkozik az Estrato Kutató és FejlesztõKft. vezetõjeként. Számos kutatásfejlesztésipályázat elõkészítésében és megvalósításá-ban vett és vesz részt.

KÍSÉRLETI CÁFOLATA – 2. részHorváth Gábor, Pereszlényi Ádám, Száz Dénes

ELTE Biológiai Fizika Tanszék

Barta AndrásEstrato Kutató és Fejlesztõ Kft., Budapest

Jánosi Imre MiklósELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

Gerics BalázsÁllatorvosi Egyetem, Tájanatómiai Intézet, Bécs, Ausztria

Susanne ÅkessonLundi Egyetem, Biológia Tanszék, Svédország

EredményekLéghõmérséklet és szélsebességA vízzel töltött hordók Tmag maghõmérsékletét befo-lyásoló két legfontosabb tényezõnek a Tlég léghõmér-sékletet és a w szélsebességet tekintettük. A négy kí-sérlet minden napján a léghõmérséklet a napfelkeltétkövetõen emelkedett, kora délután volt a legmaga-sabb, majd csökkent. A vártnak megfelelõen, a szél-sebesség ugyanezt a mintázatot követte. A Tlég és wközti erõs pozitív korreláció (ami egy jól ismert me-teorológiai jelenség és Afrikára is általánosítható)csökkenti annak valószínûségét, hogy a zebracsíkokfölött kialakuló légörvényeknek hûtõ hatása van: alegmelegebb idõszakban, amikor hûtésre van szük-

sége az állatnak, a nagyobb sebességû szelek köny-nyen elfújhatják e légörvényeket.

Konvektív légörvények csak a közel vízszintes fe-kete és fehér csíkok határán alakulhatnak ki, amikora szomszédos fekete és fehér csíkok közti ΔTf-f hõ-mérséklet-különbség kellõen nagy és a szélsebességkellõen kicsi. Kísérleteink alatt nem volt lehetõsé-günk folyamatosan mérni a ΔTf-f-t, azonban erõs po-zitív korreláció van a Tlég és ΔTf-f között: minél na-gyobb az elõbbi, annál nagyobb az utóbbi. Ezért alégörvények kialakulási gyakoriságának megbecslé-séhez kilistáztuk azon meteorológiai helyzetek szá-mát, amikor kísérleteink során a Tlég > T * és w < w *feltételek együttesen teljesültek. Azt találtuk, hogy akis (w < w * = 2 km/h) szélsebességû idõjárási helyze-tek száma csökkent a növekvõ T * küszöbhõmérsék-let hatására. Erõsebb hûtés melegebb (Tlég > 25 °C)idõben szükséges, azonban 25 °C fölött elsõsorbannagyobb (w > 5 km/h) szélsebességek fordultak elõ,ami megakadályozta a zebracsíkok fölötti légörvé-nyek kialakulását. Mindazonáltal a zebrát – izzadtsá-ga gyorsabb párologtatásával – a megnövekedett


a) fekete marha

70

60

50

40

300 100 200 300 400

adatpontok

(°C)

b) fehér marha

70

60

50

40

300 100 200 300 400

adatpontok

(°C)

c) szürke ló

70

60

50

40

300 100 200 300 400

adatpontok

(°C)

d) szürkemarha

70

60

50

40

300 100 200 300 400

adatpontok

(°C)

e) muzebra´

70

60

50

40

300 100 200 300 400

adatpontok

(°C)

f) valódi zebra

70

60

50

40

300 100 200 300 400

adatpontok

(°C)


szélsebesség önmaga is hûti, így a nagyobb szélse-

Jánosi Imre Miklós fizikus, az MTA dokto-ra, az ELTE Komplex Rendszerek FizikájaTanszéken egyetemi tanár, a Kármán Kör-nyezeti Áramlások Laboratórium egyik ala-pítója. Érdeklõdési területei a geofizikaihidrodinamikával kapcsolatos jelenségekmodellezése és elemzése, nemlineáris idõ-sor-analízis, légköri és óceáni adatbankok„bányászata”. Az ELTE Környezettudomá-nyi Doktori Iskola vezetõje.

Gerics Balázs állatorvosi diplomáját Ber-linben, a Humboldt Egyetemen szerezte1988-ban. 30 évig Budapesten, jelenlegBécsben oktatja házi emlõsök funkcionálisés alkalmazott anatómiáját. Korábban azidegrendszer funkcionális morfológiai vál-tozásait kutatta. Az utóbbi években a lo-vak patkolásához kapcsolódó témákkalfoglalkozik.

Susanne Åkesson a svéd Lundi EgyetemBiológia Tanszékének biológus-ökológusprofesszora és a lundi Centre for AnimalMovement Research igazgatója. Nemzetközitudományos expedíciók szervezõje-résztve-võje, amelyeken fõleg a madarak orientá-cióját vizsgálja. Az állatok (különösen arovarok és madarak) navigációjának, moz-gásának és ökológiájának neves kutatója.Számos szakcikk és több szakkönyv szerzõ-je. Rangos szakmai kitüntetések – többekközött a fizikai Ig Nobel-díj – birtokosa.

3. ábra az elõzõ oldalon. A 3. és 4. terepkísérletben használt, kü-lönbözõ állati (fekete marha, fehér marha, szürke ló, szürkemarha,mûzebra, valódi zebra) bõrrel borított hat napsütötte hordó fényké-pe és hõképe (színkódolt hõmérséklet-eloszlása, termogramja), va-lamint a hordók T (°C) felületi hõmérsékletének változása a termo-gramokon két, nyíllal jelölt egyenes vonal mentén. A felsõ és alsóvonal a hordópalást napsütötte, illetve árnyékos részén fut. A nyilakkezdõ- és végpontja (feje) a T görbék elsõ és utolsó adatpontjánakfelel meg. Az e) és f) ábrán jól látszanak a szomszédos fekete ésfehér csíkok közti nagy hõmérséklet-különbségek a termogramo-kon és a T görbéken egyaránt. A fényképek a termogramoktól füg-getlenül készültek, ezért rajtuk nem teljesen azonos a hordók helye.

4. ábra. a) A homogén színû állatbõrökkel fedett hordók felületi hõ-mérsékletének T (°C) átlaga (pontok) ± σT (°C) standard deviációja(függõleges pálcikák). b) A zebracsíkos bõrökkel borított hordókszomszédos fekete és fehér csíkjai közti felületi hõmérséklet-kü-lönbség ΔT (°C) átlaga (pontok) ± σΔT (°C) szórása (függõlegespálcikák) napközben az idõ (UTC + 2 óra) függvényében. A hordókfelületi hõmérsékletét hõkamerával mértük 2017. augusztus 15-én.Az így kapott termogramokból a napsütötte hordók palástjának te-tején egy egyenes mentén vettük a hõmérsékleti adatokat.

T(°

C)

70

60

50

40

30

208 10 12 14 16 18

idõ (óra)

fehér marha

fekete marha

szürke ló

szürkemarha

a)

20

15

10

5

0

ΔT(°

C)

8 10 12 14 16 18idõ (óra)

valódi zebra

mûzebra

b)

besség hatékonyabban hûtheti az állatot, mint a csí-kos felület fölött feltételezett légörvények.

Az állatbõrökkel burkolt hordók hõképe

A homogén színû bõrökkel bevont hordók T ± σT (át-lag ± szórás) felületi hõmérsékletét és a csíkos bõ-rökkel borított hordók szomszédos fekete és fehércsíkjai közti ΔTf-f ± σΔT hõmérséklet-különbségekethárom napon, 2017. július 18-án és 30-án, valamintaugusztus 5-én mértük egy hõkamerával (3. és 4. áb-ra ). A hõmérsékletértékek kiértékelését a hordók

azonos részein, egy vízszintes vonal mentén végez-tük. A fekete, szürke és fehér hordók T felületi hõ-mérséklete 8 órától 14-15 óráig folyamatosan (denem mindig monoton módon) emelkedett, majd a te-tõzést követõen a mérés befejeztéig csökkent. A várt-nak megfelelõen mindig a fehér és fekete bõrfelüle-tek voltak a leghidegebbek, illetve a legmelegebbek,míg a szürke bõrfelületek hõmérsékletei a kettõ közéestek. Hasonlóan, a fekete és fehér csíkok közti hõ-mérséklet-különbségek 8 órától 14-15 óráig nõttek,majd csökkentek. A valódi zebrabõrön mért hõmér-séklet-különbségek általában magasabbak voltak,mint a mû zebrabõrön. 11 és 17 óra között a valódizebrabõrön a csíkok közti hõmérséklet-különbség7–18 °C volt, míg a mû zebrabõrön 6–12 °C. Ezekbõlaz eredményekbõl megállapítható, hogy a fekete-fehér csíkok közötti hõmérséklet-különbségek a nap-sütéses napokon 6 órán keresztül voltak magasak,így a csíkok fölötti légörvények kialakulásának egyikelõfeltétele, azaz a kellõen magas hõmérséklet-kü-lönbség, biztosított volt e 6 órában.

Az 5. ábra a Budapesti Állat- és Növénykertbennapon vagy árnyékban lévõ zebrák (Equus burchelliboehmi ) fényképeit és hõképeit, továbbá a hõképe-ken jelölt egyenes vonalak mentén mért hõmérsék-let-változásokat mutatja. Az eredményekbõl (5.ábra ) egyértelmûen megállapítható volt, hogy a csí-kok között magas hõmérséklet-különbség csak akkor


0 50 100 150 200 250 300

55

50

45

40

35

30

25

adatpontok

(°C)

a)

0 50 100 150 200 250 300

55

50

45

40

35

30

25

adatpontok

(°C)

b)

0 50 100 150 200 250 300

55

50

45

40

35

30

25

adatpontok

(°C)

c)

0 50 100 150 200 250 300

55

50

45

40

35

30

25

adatpontok

(°C)

d)

0 50 100 150 200 250 300

55

50

45

40

35

30

25

adatpontok

(°C)

e)

0 50 100 150 200 250 300

55

50

45

40

35

30

25

adatpontok

(°C)

f)


alakult ki, amikor közvetlen napfény érte a zebrákat.

5. ábra az elõzõ oldalon és itt. A Budapesti Állat- és Növénykert napsütötte a)–g) és árnyékos h) zebráinak (Equus burchelli boehmi ) fény-képe és hõképe, valamint a zebrák T (°C) felületi hõmérsékletének változása a termogramokon nyilakkal jelölt egyenes vonalak mentén. Afelsõ és alsó vonal a zebratest napsütötte, illetve árnyékos részén fut. A nyilak kezdõ- és végpontja (feje) a T görbék elsõ és utolsó adatpont-jának felel meg. Jól látszanak a napsütötte fekete és fehér zebracsíkok közti hõmérséklet-különbségek a termogramokon és a T görbékenegyaránt. A fényképek és a termogramok közti kis helybeli eltérések oka az optokamera és a hõkamera látóterének kis eltérése. Mivel azoptokamera közvetlenül a hõkamera alatt volt, ezért a b), c), f) és g) ábrán az optokamera látta a zebrakarám kerítésének (vízszintes, függõ-leges) fém rudjait, míg e rudak a hõkamera látóterén kívülre estek.

0 50 100 150 200 250 300

55

50

45

40

35

30

25

adatpontok

(°C)

g)

0 50 100 150 200 250 300

55

50

45

40

35

30

25

adatpontok

(°C)

h)

6. ábra. A hordók Tmag maghõmérsékletének forró napokra számított átlaga (pontok) ± szórása(függõleges pálcikák), amikor az átlagos napi léghõmérséklet 25 °C fölött volt (amikor a zebra-csíkok fölötti, hûtõ hatású konvektív légörvények kialakulásának esélye a legnagyobb volt) 12:00és 18:00 óra (UTC + 2 ó) között júniusban (1. kísérlet), júliusban (2. kísérlet) és augusztusban(3. kísérlet), valamint 12:00 és 17:00 óra között szeptemberben (4. kísérlet).

június július augusztus szeptember

feh

érm

arh

a

feh

érm

arh

a

feh

érm

arh

a

feh

érm

arh

a

szü

rke

ló

szü

rke

ló

szü

rke

ló

szü

rke

lósz

rkem

arh

aü

szrk

emar

ha

ü

feke

tem

arh

a

feke

tem

arh

a

feke

tem

arh

a

feke

tem

arh

ava

lód

i zeb

ra

való

di z

ebra

való

di z

ebra

mû

zeb

ra

mû

zeb

ra

mû

zeb

ra

mû

zeb

ra

1. kísérlet 2. kísérlet 3. kísérlet 4. kísérlet

40

35

30

25

20

Tm

ag(°

C)

A zebratest árnyékos felületrészein gyakorlatilag(ΔTf-f < 0,2 °C) nem volt hõmérséklet-különbség. Ezazzal magyarázható, hogy a fekete csíkok csak nap-fényen tudnak fölmelegedni, amikor sokkal többnapfényt nyelnek el, mint a fehér csíkok.

A hõképek vizsgálatából(3–5. ábra) megállapítottuk,hogy a kísérleteinkben hasz-nált, csíkos bõrökkel borítotthordók felszíni hõmérséklet-eloszlásai jól modellezték azélõ zebrák testfelszíni hõmér-séklet-mintázatait.

A hordókat borító állatbõrökvisszaverõdési spektruma

A mû zebrabõr fekete és fehérmarhabõrcsíkokból készült,így a mû zebrabõr fekete és fe-hér csíkjainak visszaverõdésispektruma megegyezett a fe-kete, illetve fehér marhabõrö-kéivel. A valódi zebrabõr fe-kete csíkjai sötétbarnák voltak,amelyek a legtöbb fényt 600 és750 nm között verték vissza. Avalódi zebrabõr fehér csíkjai-nak spektruma nagyon hason-ló volt a fehér marhabõréhez.A valódi és a mû zebrabõrökátlagspektrumai gyakorlatilag

azonosak voltak a szürkemarhabõrével. A szürke lóbõrkissé barnás volt, ezért a 600 < λ < 650 nm között vertevissza a legtöbb fényt. Ha a bõrök fehérségi fokát afehér marhabõréhez (wh = 1) viszonyítjuk, akkor aszürkemarha-, valódi zebra-, szürke ló- és fekete mar-habõr fehérsége rendre a következõ volt: wh = 0,55,


0,53, 0,43, 0,25, 0,03. Így a valódi zebrabõr fehérsége 1. táblázat

Az 1.–4. terepkísérletben használt hordók Tmagmaghõmérsékletei közti, statisztikusan szignifikánskülönbségi relációk* minden napra és csak a forró**

napokra történõ hordópáronkénti összehasonlításban.

összehasonlításminden napra

1. kís. feh < szl, feh < mz, szl < fek, mz < fek

2. kís. feh < szl, vz < fek

3. kís. vz < fek, szm < fek

4. kís. szm < fek

összehasonlításcsak a forró**napokra

1. kís. feh < szl, feh < mz, szl < fek, mz < fek

2. kís. feh < szl, feh < mz, vz < fek



Jelmagyarázat: feh: fehér, fek: fekete, szl: szürke ló, mz: mûzebra,vz: valódi zebra, szm: szürkemarha, kís.: kísérlet* < jelentése: kisebb, mint** Tlég > 25 °C átlagos léghõmérsékletû

(0,53) gyakorlatilag megegyezett a szürkemarháéval(0,55), míg a mû zebrabõrnél (0,43) és a szürke lóbõr-nél (0,25) nagyobb (világosabb) volt.

A hordók maghõmérsékletének idõkésésea léghõmérséklethez képest

A négy kísérlet legmelegebb napjain (június 28., július20., augusztus 10., szeptember 1.) a 6:00 és 20:00 óraközti idõszakra minden hordónál meghatároztuk, hogya hordó maghõmérsékletének változása mekkora Δtidõkéséssel követi a léghõmérséklet változását. A mete-orológiai körülményektõl és a hordót borító bõrtõl füg-gõen Δt 15 és 120 perc között változott, általában a fe-kete hordónál volt a legrövidebb. Δt nagy ingadozásamiatt a további számításainkat Δt = 0, 30, 60, 90 és 120percre végeztük el.

A hordók maghõmérsékletének összehasonlításaaz összes napon

A 6. ábra a hordók Tmag maghõmérsékletének melegnapokra (amikor a léghõmérséklet átlaga magasabbvolt 25 °C-nál) számolt átlagát és szórását mutatja.Nem találtunk statisztikailag szignifikáns különbsége-ket a szürke ló-, mû zebra-, valódi zebra- és szürke-marhabõrrel fedett hordók maghõmérsékletei között.A fekete és fehér marhabõrökkel fedett hordók mag-hõmérsékletei szignifikánsan különböztek a homogénszürke és csíkos bõrökkel fedettekéitõl. Ahogy vár-tuk, a fehér hordó maghõmérséklete mindig szignifi-kánsan alacsonyabb volt a feketéénél. A statisztikailagszignifikáns maghõmérséklet-különbségeket az 1.táblázatban foglaltuk össze.

A hordók maghõmérsékletének összevetéseT * és w * szûréssel

A 7.a ábrán a görbe azon napok számát mutatja, ami-kor a w szélsebesség és a Tlég léghõmérséklet értékeiegyszerre teljesítették a w < w * és Tlég > T * feltételeketa 3. kísérletben. A 7.b ábra görbéje azon meteoroló-giai helyzetek számát mutatja, amikor a w < w * és Tlég> T * környezeti feltételek együttesen teljesültek a 3.kísérletben. Mind a napok száma, mind a meteoroló-giai helyzetek száma drasztikusan csökkent, amikor aw * szélsebességküszöb 3 km/h-nál kisebb volt. Ez aztjelenti, hogy kis szélsebességeknél a hordók maghõ-mérséklet-különbségeit csak jóval kevesebb adatbólszámolhattuk, mint nagy szélsebességeknél.

A 7.c ábra egy adott (i ) bõrrel bevont hordó és amû zebrabõrrel burkolt hordó maghõmérsékletei köz-ti ΔT = Ti −Tmûzebra különbségek átlagát és szórásátmutatja a 3. kísérletben Δt = 60 perc idõkésés mellett.A 7.c ábrán a szélsebesség w * küszöbértéke 10 és 1km/h között, míg a léghõmérséklet T * küszöbértéke25 és 37 °C között változik. Hangsúlyozzuk, hogy aw < w * és Tlég > T * körülmények kedveznek a zebra-csíkok fölötti hûtõ légörvények kialakulásának. A 7.c

ábrán látható, hogy a fekete hordó maghõmérsékle-tének átlaga 3-3,5 °C-kal mindig magasabb volt a mûzebrabõrös hordóénál. A mû zebrabõrrel burkolt hor-dó maghõmérsékletéhez viszonyítva a fehér marha-bõrrel és szürkemarhabõrrel bevont hordók maghõ-mérséklete mindig 3-3,5 °C-kal alacsonyabb volt, aszürke lóbõrrel borított hordó 0-0,5 °C-kal melegebbvolt, és a valódi zebrabõrrel bevont hordó 1,5-2,5 °C-kal volt hidegebb.

A Δt idõkéséstõl függetlenül, a páros Wilcoxon-teszt erõsen szignifikáns különbséget mutatott (p <0,00001) a következõ hordópároknál: mûzebra/szür-ke ló, mûzebra/szürkemarha, mûzebra/valódi zebra.Azonban e szignifikáns különbségek csupán annyitjelentenek, hogy a hordók maghõmérséklete egymás-hoz képest szinkronizáltan változott. Még abban azesetben is, amikor a ΔTmag maghõmérséklet-különb-ség csupán 0,1 °C vagy kisebb, a páros Wilcoxon-teszt eredménye erõsen szignifikáns. Ezért ez a sta-tisztikai eredmény csak az állandóan fennálló hõmér-séklet-különbségeket bizonyítja.

E maghõmérsékleti különbségek egyszerûen ma-gyarázhatók a hordókat fedõ bõrök fehérségi fokaáltal meghatározott napfényelnyelés melegítõ hatásá-val: minél kisebb a bõr átlagos fehérsége (minél söté-tebb a szürkesége), annál több napfényt elnyelve,egyre nagyobb a hordó maghõmérséklete. A hordókfehérségi foka csökkenõ sorrendben a következõvolt: fehér marha (wh = 1), szürkemarha (0,55), valódizebra (0,53), mûzebra (0,43), szürke ló (0,25), feketemarha (0,03). A hordók átlagos maghõmérsékleteemelkedõ sorrendben ugyanezt a sorrendet követte:fehér marha < szürkemarha < valódi zebra < mûzebra< szürke ló < fekete marha (7.c ábra ).

Figyelemre méltó, hogy a hordók egymáshoz viszo-nyított maghõmérsékletei függetlenek voltak a Δt (= 0,30, 60, 90, 120 perc) idõkéséstõl, valamint a szélsebes-ség és léghõmérséklet w * és T * küszöbértékeitõl (7.ábra ). w * és T * változásai csak csekély hatással voltak a


maghõmérsékletekre: csökkenõ w * csupán enyhe íve-

7. ábra. A hordók maghõmérsékleteinek összehasonlítása. a) Azon napok száma, mikor a w napiátlagos szélsebesség és a Tlég napi átlagos léghõmérséklet a w < w * és Tlég > T * feltételeket teljesí-tette a 3. kísérlet során, amely meteorológiai viszonyok kedveztek a zebracsíkos felületek fölöttihûtõ légörvények kialakulásának. b) Azon meteorológiai helyzetek száma, mikor a pillanatnyi w ésTlég a w < w * és Tlég > T * feltételeket teljesítette a 3. kísérletben. c) Egy adott i állati (fekete pontok,i: fekete marha, szürke ló, valódi zebra, fehér marha; szürke pontok, i: szürkemarha) bõrrel fedetthordó Ti átlagos maghõmérséklete és a mû zebrabõrrel borított hordó Tmûzebra átlagos maghõmér-séklete közti ΔT = Ti − Tmûzebra (fekete vagy szürke pontok) különbség a 3. kísérletben a t idõ függ-vényében Δt = 60 perc idõkésés mellett. A ΔT = 0 °C-nál húzódó vízszintes vonal a viszonyításialapul szolgáló mû zebrabõrrel fedett hordót jelenti. A vízszintes tengely felsõ skálája alatt a szélse-besség w * küszöbértéke látható, ami periodikusan csökken 10 km/h-ról 1 km/h-ra 1 km/h lépésselaz alsó skálán feltüntetett léghõmérséklet egy állandó T * küszöbértéke mellett, amely 25 °C-ról37 °C-ra nõ 1 °C lépésenként. A függõleges pálcikákkal ábrázolt szórást – a könnyebb átláthatóságkedvéért – csak minden 5. adatpontra tüntettük fel.

nap

ok

szám

a

20

15

10

5

0

a)hûtõ légörvények kialakulásának kedvezõ napok

hûtõ légörvények kialakulásának kedvezõ helyzetek

hel

yzet

szám

/100

20

15

10

5

0

b)

fekete marha

szürkemarhafehér marha

+5

+4

+3

+2

+1

0

–1

–2

–3

–4

–5

ΔT(°

C)

10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 105 1 5 1 5 1 5 1 5 1 5 1 5 15 1 5 1 5 1 5 1 5 1 5 1

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37T *(°C) léghõmérséklet-küszöb

w* (km/ó) szélsebességküszöb

szürke ló

valódi zebra

mûzebra

c)

ket eredményezett a ΔT(w *, T *) görbéken, általábannövekvõ maghõmérséklet-különbséggel, míg a növekvõT * hatására kissé nagyobb lett a maghõmérséklet-kü-lönbség. Csökkenõ w * és növekvõ T * hatására a w < w *és Tlég > T * feltételek együttes teljesülését biztosító me-teorológiai helyzetek N száma drasztikusan csökkentmindegyik kísérletben. Kis N esetén a véletlen meteoro-lógiai hatásoknak nagyobb befolyása volt a maghõmér-séklet-különbségekre. Ahogy N csökkent (párhuzamo-san a napok számával, amikor a w < w * és Tlég > T * fel-tételek teljesültek), a ΔT szórása szintén csökkent. Anövekvõ Δt idõkésés picivel kisebb maghõmérséklet-különbségeket eredményezett. Mind a négy kísérletbena Δt = 0 és 120 perces idõkéséssel számított ΔT(w *, T *)görbéket összehasonlítva, a ΔT különbségek mindenesetben kisebbek voltak 0,5 °C-nál.

Elemzés

Sokak feltételezése szerint napsütésben fel- és leszállólégáramlatok alakulnak ki a zebrák fekete, illetve fehércsíkjai fölött [4, 5]. Larison és munkatársai [5] is megje-gyezték, hogy ezek az áramlások csak vízszinteshez kö-zeli csíkos felületek fölött keletkezhetnek. (Ha a zebrátnem éri közvetlen napsugárzás, akkor ezen légörvényeknem formálódhatnak, hiszen hiányzik a szomszédosfekete-fehér csíkok közti hõmérséklet-különbség.) Azilyen konvektív légörvények hûthetik a napsütötte zeb-ratestet, ami forró, napos idõjáráskor elõny. Napfényben– fõleg szélcsendes idõben – a csíkos bõrökkel bevonthordóink csaknem vízszintes, legfelsõbb sávja fölöttilyen légörvények alakulhattak ki. Napsütésben a csíkoshordóink reprodukálták a napsütötte zebrák testfelszínihõmérséklet-mintázatát. Ezért terepkísérleteinkben két

hordónk csíkozásának némihûtõ hatása volt várható. Arraszámítottunk, hogy a csíkoshordókban a víz lényegesenalacsonyabb hõmérsékletû lesz,mint a hasonló átlagos fehér-ségû szürke hordókban. Leg-fontosabb kérdésünk az volt,hogy a zebrák törzsét model-lezõ, napsütötte fekete-fehércsíkos bõrökkel borított, hen-geres testek (vízzel töltött hor-dók) fölött esetleg kialakulólégörvények hatékony hûtõha-tással bírnak-e. A négy kísér-letünk egyikében sem találtunkilyen feltételezett hûtõ hatást.

Bár a csíkos hordóink fölöttesetleg kialakulhattak konvek-tív légörvények, ezek hûtõ ha-tása nem érvényesült a ben-nük lévõ víz maghõmérsékle-tének alakulásában. A maghõ-mérsékletet sokkal inkább ahordókat borító állatbõrök át-lagos fehérsége – azaz a nap-fény átlagos elnyelõdése – ha-tározta meg. Vizsgálatainkszerint, napsütésben a feketelovak és szarvasmarhák szen-vedik meg leginkább a napsu-gárzás melegítõ hatását, míg afehérek a legkevésbé. A zeb-rák, valamint szürke lovak ésmarhák e tekintetben közé-pütt foglalnak helyet a kísérle-teinkben használt szürke hor-dóinkhoz hasonlóan. E követ-keztetésünket támasztják aláCaro [3] fekete bivalyokon,csíkos zebrákon, világosbarnaimpalákon és foltos zsiráfo-kon mért terepi adatai is.


Meleg, napsütéses idõben a zebrák, sok más patásállathoz hasonlóan [8], izzadással tudják hûteni magu-kat, mert verejtékük párologtatása csökkenti bõrükhõmérsékletét. Alternatívaként, egy emlõs módosít-hatja egyes testrészeinek véráramlását (mint példáulaz afrikai elefántok füleinek hõleadása hõségben,vagy a lovak patáinak idõszakos hõszigetelése hó-ban). Kísérleteinkben nem modelleztük a verejtéke-zés és vérkeringés hûtõ hatását. Elsõsorban ez magya-rázhatja, miért volt a csíkos hordóink palástjának leg-felsõ sávján nagyobb a szomszédos fekete és fehércsíkok közti hõmérséklet-különbség (5–16 °C), mint avizsgált élõ zebrák hátán (2–10 °C).

Caro [3] szerint a zebracsíkok hõszabályozási szere-pének ellentmondó további érvek a következõk: (i)Termográfiás terepi mérési adatok. (ii) Szeles idõben,vagy a zebrák mozgásakor nem alakulhatnak ki a testfölötti légörvények. (iii) A meleg és száraz környezet-ben élõ emlõsök többsége világos szõrzetû. (iv) Azebrákkal azonos környezetben élõ többi növényevõnem csíkos, pedig a testük hûtésére nekik is szüksé-gük van. (v) A nagyon forró éghajlaton élõ többi lófé-le (például az ázsiai és az afrikai vad szamár) sem csí-kos. (vi) A hegyi zebrák hátán fekete-fehér rácsosmintázat van, ami nem segíti elõ fölöttük a konvektívlégörvények kialakulását.

Terepkísérleteinkben azt találtuk, hogy napsütés-ben a zebracsíkos állatmodelleink (hordóink) maghõ-mérsékletei soha sem különböztek jelentõsen a ha-sonló átlagos fehérségû homogén szürke modellekéi-tõl. Ez olyan kísérleti bizonyíték, ami nem támasztjaalá a fekete-fehér csíkok hûtõ hatásáról szóló, széleskörben elterjedt feltételezést.

Kísérleteinkben nem alkalmaztunk a lovak, zebrák ésszarvasmarhák lábait modellezõ függõleges támasztéko-kat: hordóink 10 cm magasságban voltak a füves talajfölött, ami befolyásolhatta a hordók körüli légmozgáso-kat. Mivel a szélsebesség némileg nagyobb lehet a zeb-rák testmagasságában (1-1,5 m), mint a talaj közelében,ezért a szelek hûtõ hatása jobban érvényesülhet a zeb-ráknál, mint hordóinknál. Minthogy mindegyik hordónkegy adott idõpontban ugyanolyan szélviszonyoknak voltkitéve, ezért maghõmérsékletüket a szelek egyformánbefolyásolhatták. Másrészt pedig, ha hordóink a zebra-testhez hasonlóan lábakon álltak volna, akkor a körülöt-tük várhatóan erõsebb légmozgások jelentõsebb hatássalbírhattak volna. A földközelben elhelyezett zebracsíkoshordóink fölött így könnyebben alakulhattak ki konvek-tív légörvények. Ennek ellenére e lehetséges örvényekhûtõ hatásának semmi jelét sem tudtuk kimutatni.

A vérkeringés hatékonyan homogenizálja a meleg-vérû emlõsök testhõmérsékletét. A hordóink belsejé-ben lévõ víz sem volt nyugalomban, mert már kis víz-szintes hõmérséklet-különbségek is vízmozgást kel-tettek bennük. Ilyen hõmérséklet-különbség a hordókhossztengelyének kelet-nyugati irányulásából adó-dott, mivel a hordópalást alsó, északi negyedét sohasem érte közvetlen napfény.

Meg kell jegyeznünk, hogy a zebrák törzsének ésnyakának oldalán, valamint lábain (amelyek ferde

vagy függõleges felületek) a fekete csíkok elõfordulá-sa a hõháztartás szempontból hátrányos, mivel e csí-kok napfényelnyelés miatti melegítõ hatását konvek-tív légörvények nem ellensúlyozhatják, mert ilyeneksemmilyen körülmények között sem alakulhatnak kiott. Az a tény, hogy a zebrák oldalai és lábai is csíko-zott mintázatúak, szintén ellentmond a csíkok hûtõhatásáról szóló hipotézisnek.

Az emlõsök számos módját alkalmazzák testhõmér-sékletük szabályozásának, beleértve szõrzetük színét,szerkezetét és testük néhány fiziológiai folyamatát [8].Terepkísérleteink azt mutatták, hogy a zebrák csíkjainem hûtik a testüket.

Következtetések

Négy terepkísérletünk eredményei alapján az alábbikövetkeztetésekre jutottunk:

– A maghõmérséklet mindig a fekete hordóbanvolt a legmagasabb.

– A maghõmérséklet mindig a fehér hordóban volta legalacsonyabb.

– A két zebracsíkos hordó és a homogén szürkehordó maghõmérsékletei a fehér és a fekete hordókéiközött voltak.

– A szürke lóbõrrel bevont hordó átlagos maghõ-mérséklete 0,5 °C-kal volt magasabb, a valódi zebra-bõrrel borított hordóé pedig 1,5-2,5 °C-kal volt ala-csonyabb, mint a mû zebrabõrrel borítotté. A számos(55) forró napon (átlaghõmérséklet > 25 °C) sem voltszignifikáns különbség a csíkos és a szürke hordókmaghõmérsékletei között. Ezt a légmozgás és az ak-tuális léghõmérséklet sem befolyásolta.

– A léghõmérséklet és a szélsebesség küszöbérté-keit változtatva sem módosult jelentõsen a szürke és acsíkos hordók maghõmérsékleteinek különbsége.Azonos maradt az idõkésés is, amivel a forró napokona mag- és léghõmérsékletek változásai egymást követ-ték. Ez arra utal, hogy a napsütötte csíkos hordók fö-lötti esetleges légörvények nem befolyásolták e hor-dók maghõmérsékletét. A csíkos és szürke hordókmaghõmérsékletei közti jelentéktelen (1,5-2,5 °C-nyi)különbség egyszerûen a napfény elnyelését meghatá-rozó átlagos felületi fehérséggel magyarázható.

Mindezen kísérleti eredmények cáfolják a zebracsí-kok hûtõ hatására vonatkozó hipotézist, hiszen a csí-kos szõr nem tartja a test maghõmérsékletét alacso-nyabban, mint az azonos átlagos fehérségû homogénszürke szõr.

Irodalom8. K. Cena, J. L. Monteith: Transfer processes in animal coats. I.

Radiative transfer. II. Conduction and convection. III. Water va-pour diffusion. Proceedings of the Royal Society of London B188 (1975) 377–393., 395–411., 413–423.

HELYESBÍTÉSEzen írás elsõ részében, a 120. oldalon – a mûszaki szerkesztõ té-vesztése miatt – „≤” helyett következetesen „≥” szerepel, amelyért aszerzõktõl és az olvasóktól is elnézést kér.


zebracsíkok feltételezett hűtő hatásának kísérlet ... · bokor nándor: a kifordított...

Documents