Plavání je způsob pohybu biologických organismů ( bezobratlých , členovců , ryb , savců , některých druhů ptáků ) ve vodním prostředí.
Všechny medúzy volně plavou, i když se mnohé z nich nejčastěji pohybují pasivně ve vodě spolu s proudem (na hladině i pod vlivem větru), téměř bez vynaložení vlastní energie.
K cílené změně polohy ve vertikální rovině používají medúzy tryskový způsob pohybu : voda je vypuzována z dutiny kopule v důsledku kontrakce jejích svalových vláken, v důsledku čehož medúza stoupá a klesá ve vodním sloupci v trhnutích.
V průběhu evoluce si ryby vyvinuly specifický pohybový aparát, který jim umožňuje pohybovat se a přizpůsobovat svou pozici v prostředí.
Hnací silou při plavání ryb jsou ploutve - spárované prsní a břišní, stejně jako hřbetní, anální a ocasní. Svaly připojené k ploutvím mohou ploutve rozvinout nebo složit, změnit jejich orientaci nebo generovat vlnité pohyby. U většiny ryb je hlavním generátorem pohybu ocasní ploutev.
Plavání ryb se provádí kvůli kontrakci svalů, které jsou spojeny šlachami s páteří . Svalová kontrakce, přenášená na páteř, ji přiměje k vlnovitému pohybu – po celé délce těla, nebo jen v kaudální oblasti. Svaly ryb jsou zastoupeny dvěma typy svalů. "Pomalé" svaly (červené) se používají při dlouhém monotónním plavání, kvůli neustálému sycení kyslíkem se nemohou dlouho unavit. Naproti tomu „rychlé“ bílé svaly jsou schopné rychlé, náhlé kontrakce. Používají se při rychlých, náhlých dávkách a mohou generovat větší sílu než červené svaly, ale rychle se unaví.
Většina hlavonožců ( chobotnice , sépie , olihně ) dokáže k pohonu využít tryskový proud vody, který trychtýřem vypouští z plášťové dutiny. Okysličená voda vstupuje do dutiny pláště přes žábry a je vylučována z těla svalovými stahy dutiny pláště na konci dýchacího cyklu.
Tento způsob lokomoce však vyžaduje mnohem více energie než ten, který využívají ryby (jejich hlavním zdrojem pohonu jsou vlnovité pohyby ocasní ploutve) [1] . Srovnávací účinnost tryskového způsobu pohybu klesá ještě více s nárůstem hmotnosti zvířete. V průběhu boje mezi hlavonožci a rybami o zdroje potravy, ve kterých ti nejrychlejší přežívali, začal postupně hrát druhotnou roli proudový způsob pohybu (zdroj okamžitého zrychlení či zastavení při útoku na kořist nebo naopak v případě potřeby k skrýt se před větším predátorem), zatímco ploutve a chapadla slouží k udržení konstantní rychlosti pohybu [1] .
Použití tryskového zrychlení dělá z hlavonožců nejrychlejší vodní bezobratlé [2] , kteří jsou schopni předjet většinu ryb [3] .
Mnoho savců, kteří tráví většinu svého života ve vodě, jsou vynikajícími plavci a potápějí se při hledání potravy ve vodním sloupci a na dně. Mnoho z nich se vyznačuje přítomností plovacích blan mezi prsty, hustou srstí, vysokým umístěním na hlavě očí, uší a nosních dírek. Kormidlo při plavání a potápění ve vodě je většinou dlouhý ocas.
Polovodní životní styl vedou takoví hmyzožravci , jako jsou např. rejsci vodní (rejsci ), desmani , z hlodavců - jihoamerické kapybary , nutrie , pižmovka severoamerická , vodní krysy . Z hlodavců jsou za nejlepší plavce považováni bobři . Jsou schopni zadržet dech na 4-5 minut, při plavání pod vodou na 750 metrů [4] . Obyčejný bobr dokáže uplavat až 20 kilometrů za noc [5] .
Z dravých savců, kteří vedou semi-vodní životní styl, je nejběžnější vydra . Vydry žijí v řekách, jezerech a mořích a vyskytují se téměř ve všech částech světa kromě Austrálie a dalekého severu. Vydry obecně zřídka a krátce opouštějí vodu. Jsou skvělí plavci a potápěči a mohou zůstat ponořeni po nějakou dobu. Vydry jsou dobře přizpůsobeny vodnímu životnímu stylu - jejich malé uši jsou téměř skryty v srsti, ušní otvory jsou uzavřeny ventilem, prsty jsou membránami spojeny se samotnými drápy, lebka vydry je v hřbetě značně zploštělá a rozšířená , celé tělo je pokryto hustou krátkou srstí. Jak píše A. Bram, struktura vydry jí „dává schopnost plavat a potápět se s úžasnou obratností. Má široké, protáhlé tělo s krátkýma nohama, téměř proměněným v ploutve, silný ocas, který slouží jako kormidlo, a hladkou srst... V čisté a průzračné vodě horských jezer je vidět, jak vydra pronásleduje ryby buď stoupá, nebo jde hlouběji. To vše dělá snadno, bez napětí, jako by si hrála. Místo, kde vydra plave, není těžké najít: když plave pod vodou, objeví se na hladině masa vzduchových bublin. Pokud by vydra nemusela plavat k hladině, aby se nadechla, nemohla by její pronásledování uniknout žádná ryba. V zimě vydra loví pod ledem, leze do děr a polyny“ [6] .
Velmi otužilými plavci jsou lední medvědi , kteří žijí na plovoucím ledu Severního ledového oceánu. Na souš chodí zřídka a téměř nikdy neopouštějí vodu. Ve vodě jsou lední medvědi schopni plavat celé hodiny a plavat rychlostí 5 km / h. Často je lze nalézt na otevřeném moři, daleko od pobřeží a ledu. Tato zvířata se dobře potápí a vědí, jak rybařit. Medvěd si v dálce všimne tuleně ležícího na ledové kře, tiše se vrhne do vody a plave ke své kořisti proti větru. Tuleni obvykle leží poblíž děr nebo štěrbin v ledu, kam se v případě nebezpečí vydají. Medvěd toho využije – ponoří se pod led a zespodu najde vchod do tuleňího úkrytu [6] .
Ploutvonožci ( mroži , tuleni ušatí a tuleni praví ) jsou dobře přizpůsobeni životu ve vodě - nejbližší příbuzní dravých savců. Jejich nohy - krátké a široké ploutve - vypadají jako ploutve ryb. Prsty na nohou jsou navzájem spojeny plovací membránou. U některých ploutvonožců jsou prsty zcela nehybné a jejich hranice jsou při vnějším zkoumání nerozeznatelné. Někteří ploutvonožci, když jsou na souši, překročí zadními ploutvemi, zatímco většina druhů je jednoduše táhne. Jakmile jsou ploutvonožci ve vodě, pohybují se extrémně obratně jako ryby – na boku, na břiše a na zádech, a dokonce i dozadu, skvěle se potápějí a dělají nejrůznější obraty. Zde například popisuje chování lachtanů přírodovědec Finch, který je pozoroval na skalnatém pobřeží Tichého oceánu poblíž San Francisca : „Často sklouznou do moře přímo z vrcholu útesu a jako delfíni , začněte hrát mezi vlnami. Vyskakují z vody, převracejí se, potápějí se, pronásledují a útočí jeden na druhého, čímž vyvolávají povyk...“ A. Bram píše, že tuleni plavou rychlostí dravé ryby, rychle se otáčejí dozadu a do stran, zatímco dokážou stát nehybně ve vodě půl hodiny na jednom místě. Přední ploutve tuleňů fungují jako ryba s ploutvemi. Pohybují zadními ploutvemi k sobě, pak je odhazují do stran a pohybují se vpřed [6] . Zadním ploutvím pomáhají laterální křivky svalnaté zadní končetiny. V krátkých úsecích mohou těsnění v případě potřeby dosáhnout rychlosti až 24 km/h. Tuleni jsou vynikající potápěči; šampionem v hloubce a délce ponorů je tuleň Weddell , který dosahuje hloubky 600 m a pod vodou zůstává déle než hodinu. Bram také říká: „Tuleni, o které jsem se v zajetí staral, obvykle nezůstali pod vodou déle než pět nebo šest minut, a to pouze tehdy, pokud spali. Tuleni spí pod vodou, ale ne na hlubokých místech. Po několika úderech ploutvemi se zvednou na hladinu vody, aniž by otevřely oči, nasají vzduch do plic a znovu klesnou ke dnu. Po pěti až šesti minutách se znovu zvednou, vydechnou zkažený vzduch a nadechnou se čerstvého vzduchu. Spí tedy dlouhou dobu ve vodě, stoupají a klesají, zřejmě automaticky. Mohou také spát vleže na vodní hladině“ [6] .
Pokud ploutvonožci stráví alespoň asi třetinu svého života na souši, pak kytovci nejsou vůbec schopni pohybu po souši, nemohou opustit vodu. Infrařád kytovci patří k největším zvířatům dochovaným na Zemi. Vzhledově vypadají jako obří ryby a jako ryby snadno a rychle plavou ve vodě [6] . Nejmenší voděodolnost při plavání s kytovci zajišťuje proudnicové tělo ve tvaru torpéda nebo slzy. To je také usnadněno vymizením vlasové linie a boltců. Kůže kytovců se vyznačuje velkou elasticitou, elasticitou a nesmáčivostí, což snižuje tření při rychlém plavání. Hlava je obvykle masivní; končí tupě, špičaté nebo rozšířené do "zobáku" (rostru). Hlava téměř bez viditelného cervikálního intercepce přechází v trup, který se postupně zužuje v ocasní stopku. Z hrudních končetin se vyvinuly ploché a tuhé prsní ploutve (ploutve), které slouží především jako „kormidla hloubky“, zajišťují také zatáčení a brzdění. Karpální části ploutví nejsou zevně vypreparovány a někdy jsou vnitřně srostlé. Volné zadní končetiny atrofované. Kaudální část těla je laterálně zploštělá; je velmi pružný a svalnatý, slouží jako hlavní pohybový orgán. Na jeho konci jsou párové, horizontální ocasní listy. Ocasní ploutev velryby, umístěná plochá a ne žebrovaná, jako u ryb, je schopna vykonávat rotační pohyby jako lodní vrtule [6] . Většina druhů má navíc na zádech nepárovou hřbetní ploutev, která slouží jako jakýsi stabilizátor při plavání. Ocasní a hřbetní ploutve jsou kožní útvary a postrádají kostru ; uvnitř nich je tkáň chrupavky. Prsní, hřbetní a zejména ocasní ploutve mají proměnlivou elasticitu , kterou zajišťují speciální krevní cévy. Elasticita ploutví závisí na rychlosti plavání.
Delfíni se od svých ostatních příbuzných liší zvláštní pohyblivostí a sklonem ke hře ve vodním živlu . Stáda delfínů se přibližují k námořním lodím, krouží kolem nich, nepřetržitě se potápí a vracejí na hladinu. Přírodovědec Pehuel-Leshe to popisuje takto: „Zábavná zvířata plavou v dlouhé a relativně úzké linii a snadno se prodívají vlnami. Spěchají, jako by závodili, a přitom mají ještě čas na rychlé skoky. Jejich lesklá těla čas od času opíší oblouk ve vzduchu, spadnou do vody a opět vyletí nahoru nad ní. Nejobratnější salta ve vzduchu, mávání ocasem velmi vtipným způsobem. Ostatní leží na boku nebo na zádech. Nakonec jiní skáčou zcela svisle, několikrát za sebou se zvednou z vody a zdá se, že tančí, opírajíce se o svůj silný ocas .
Na rozdíl od delfínů, kteří se shromažďují v četných hejnech, se kosatky chovají v malých skupinách, od čtyř do deseti kusů. Vraťme se ještě jednou k popisu Pehuel-Leshe: „Když uvidíte, jak tito lupiči plavou na rozbouřeném moři a ladně se pohybují ve vodě, buď stoupají vysoko na hřebenech vln, nebo padají nízko mezi ně, mimovolně vzpomínáš na krásný let vlaštovek. Toto srovnání ještě více potvrzuje stejné uspořádání barev u obou: zadní strana je černá, spodek bílá. Kosatky jsou nejkrásnější z kytovců. Zůstávají pod vodou velmi dlouhou dobu a poté zůstávají na hladině vody asi pět minut, přičemž třikrát až desetkrát uvolňují krátké a sotva znatelné fontány“ [6] .
Vorvaně v rychlosti pohybu nejsou o moc horší než ostatní kytovci - i při klidném plavání projdou rychlostí 5 až 10 km za hodinu. Při klidném plavání se vorvaň pod vodou pohybuje tiše, ale když spěchá, pracuje ocasem tak silně, že se jeho hlava buď zvedne vysoko nad vodu, nebo se ponoří hluboko dolů. Vorvaň se často ve vodě dostane do svislé polohy a drží hlavu nebo ocasní ploutev vysoko. Někdy vyskočí z vody velkou silou dvakrát až třikrát za sebou, načež jde na dlouhou dobu do hlubin [6] .
Třetím hlavním taxonem vodních savců, spolu s kytovci a ploutvonožci , jsou Sirény . Stejně jako kytovci se nemohou po souši vůbec pohybovat. Jejich přední končetiny se změnily v ploutve a zadní končetiny během evoluce zcela zmizely . Sirény nemají hřbetní ploutev, jako některé druhy velryb. Ocas se změnil v plochou zadní ploutev.
Člověk nemá vrozenou schopnost plavat ; lidé používají k pohybu vodou širší rozsah pohybu než ostatní nevodní živočichové. Na rozdíl od toho, mnoho opic může plavat přirozeně a některé, jako je opice proboscis , crabeater opice a opice rhesus plavou pravidelně.
Některá plemena psů plavou. Umbra, pes světového rekordu ( černý labrador ) uplaval 4 míle (6,4 km) za 73 minut. Přestože většina koček nenávidí vodu, dospělé kočky jsou dobrými plavci. Kočka rybářská je druh divoké kočky, která se přizpůsobila vodnímu nebo semi-vodnímu životnímu stylu. Tygři a někteří jaguáři jsou jediní, kteří jsou schopni snadno vstoupit do vody, ačkoli jiné velké kočky, včetně lvů , byly pozorovány při plavání . Plavou i některé druhy domácích koček, například turecká dodávka.
Koně , losi a wapiti jsou velmi silní plavci a dokážou na vodě urazit velké vzdálenosti. Sloni jsou také schopni plavat, a to i v hlubokých vodách. Svědci potvrzují, že velbloudi , včetně velbloudů jednohrbých a dvouhrbých, dokážou plavat navzdory skutečnosti, že v jejich přirozeném prostředí je málo hluboké vody.
Všichni moderní krokodýli vedou semi-vodní životní styl . Jejich tělo je přizpůsobeno životu ve vodním prostředí: hlava je plochá, s dlouhým čenichem; tělo je zploštělé; ocas je mohutný, bočně stlačený; nohy jsou spíše krátké. Prsty na končetinách jsou spojeny membránou. Oči jsou umístěny na temeni hlavy, takže zvíře může vyhlížet z vody a odhaluje pouze nozdry a oči; nozdry a ušní otvory pod vodou jsou uzavřeny pohyblivými ventily. Ve vodě se krokodýli pohybují pomocí ocasu.
Většina moderních želv vede semi-vodní životní styl; obývají řeky, jezera, bažiny a odsolované zálivy. Mořské želvy , s výjimkou období rozmnožování, žijí v oceánu. U sladkovodních druhů jsou končetiny pohyblivější, jejich prsty jsou spojeny plovacími blánami. Mořské želvy mají nohy upravené do ploutví [7] .
Mnoho druhů hadů je vodních a žije celý svůj život ve vodě, ale všichni suchozemští hadi jsou také vynikajícími plavci. Velké dospělé anakondy jsou vodní a mají potíže s pobytem na souši.
Všichni zástupci pěti ptačích řádů vedou vodní způsob života ( Anseriformes , potápky , potápky , pelikáni , tučňáci , stejně jako někteří jeřábi a charadiiformes , jako jsou rackové a rybáci ) . Podobný způsob života vedl mnohé z nich k vytvoření podobných rysů. Především je to přítomnost kožní membrány mezi prsty, velmi husté opeření a vyvinutá kostrč , jejíž tajemství se používá k péči o peří a k jejich vodoodpudivosti.
Plavání ptáků pod vodou lze provádět pomocí křídel (u tučňáků, alků, potápěčských bouřků ( Pelecanoididae )) nebo nohou (u kormoránů , potápek , potápek a některých rybožravých kachen ). Ptáci, kteří používají křídla, se zpravidla pohybují rychleji. Používání křídel nebo tlapek při pohybu pod vodou vede ke zhoršení dalších funkcí: např. potápky a potápky se po zemi pohybují obtížně, tučňáci neumí létat a alci, ač létají, to dělají s malou manévrovatelností a nemotorností.
Plavání zná člověk od nepaměti. První písemná zmínka pochází z roku 2000 před naším letopočtem. E. Nejstarší zdroje zmiňující plavání jsou Epos o Gilgamešovi , Ilias , Odyssea , Bible (Ezekiel 47:5, Skutky 27:42, Izajáš 25:11), Beowulf a další.
Kresby na archeologických nálezech naznačují, že lidé ve starověkém Egyptě , Asýrii , Fénicii a mnoha dalších zemích uměli plavat několik tisíciletí před naším letopočtem a způsoby plavání, které znali, připomínaly moderní přední kraul a prsa . Plavání se v té době uplatňovalo čistě v přírodě – pro rybolov, lov vodního ptactva, podmořský rybolov, ve vojenských záležitostech. Ve starověkém Řecku se plavání začalo používat jako důležitý prostředek tělesné výchovy .
V roce 1538 napsal německý profesor Nicholas Winman ( německy Nikolaus Wynmann ) první knihu o plavání - Plavec aneb Dialog o plaveckém umění (Der Schwimmer oder ein Zwiegespräch über die Schwimmkunst), ve které poprvé rozebral techniku prsa .
Člověku, na rozdíl od mnoha zvířat, není dána od přírody schopnost plavat. . Člověk se to však naučil sám - možná pozorováním zvířat, která mají vrozenou schopnost plavat. Člověk se může udržet na hladině například napodobováním plavání psa; tento způsob plavání se nazývá „psí“. Je však nemožné se tímto způsobem pohybovat vysokou rychlostí.
Nejstarším stylem sportovního plavání je prsa neboli „žabí plavání“. Velmi podobný styl je vyobrazen v egyptské „Jeskyni plavců“ [8] , jejíž skalní umění sahá až do roku 9 tisíc před naším letopočtem. E. [9]
Mnohem později se objevily další styly závodního plavání: