Как драконы могли существовать на Земле и извергать пламя: объясняет биология

Огромные драконы, парящие над землей и извергающие пламя, сотни лет очаровывали людей в фантастических историях. Однако могли ли на планете действительно существовать огнедышащие животные, и если да, то как им это удавалось? Ученые обратились к биологии, чтобы ответить на этот вопрос, пишет Live Science.

Стоит начать с краткого обзора химии. Чтобы зажечь и поддерживать пламя, потребуются три основных компонента: топливо, окислитель, как правило кислород, и источник тепла для инициирования и поддержания горения.

Топливо

Что касается топлива, подходящим кандидатом может быть метан — животные производят его в процессе пищеварения. Если бы драконы действительно существовали, им потребовалась бы диета и пищеварительная система похожая на коровью, чтобы производить достаточно метана. Однако в этом случае есть проблема с хранением достаточного количества метана.

Типичный метановый баллон может быть рассчитан на давление в 150 атмосфер, в то время как даже раздутый кишечник может выдержать лишь чуть больше одной атмосферы. Увы, у не морских животных попросту нет биологических оснований хранить газы в своем теле под столь высоким давлением.

Вторым претендентом на роль топлива может стать жидкость — например, этанол. Можно предположить, что в кишках дракона находился "чан" с ферментированными дрожжами, а их метаболическая система напоминала систему, подобную рыбе-куколке из Дьявольской Дыры, обитающей в горячих источниках Невады. Известно, что в условиях низкого содержания кислорода эти рыбы способны переключаться на форму дыхания, во время которой вырабатывается этанол. Однако в этом случае хранение также стало бы проблемой. Этанол быстро проходит через биологические мембраны, поэтому для поддержания его высоких концентраций и готовности к использованию по сигналу потребуется "потусторонняя биология".

Если все же опираться на биологию, то наилучшим топливом, вероятно, могло бы стать нечто, основанное на нефти. Известно, что птицы глупыши имеют некоторую биологическую основу для этого — они производят богатое энергией желудочное масло, которым кормят своих птенцов. При этом масло также может служить для защиты от хищников — птицы изрыгают на хищников липкое и вонючее вещество.

Окислитель

Вероятнее всего, им может стать кислород, как и в большинстве пожаров. Однако биологи сходятся во мнении, что для создания струи горящего масла под давлением потребуется нечто большее, чем просто кислород в окружающем воздухе. При этом он должен хорошо перемешаться с топливом — чем лучше будет подача кислорода, тем сильнее будет пламя.

Исследователи полагают, что драконы могли бы использовать некоторые химические вещества, которые использует жук-бомбардир. Эти насекомые используют резервуары, предназначенные для хранения перекиси водорода. Ощущая опасность, жуки выталкивают перекись водорода в преддверие, где содержатся ферменты, быстро разлагающие перекись водорода на воду и кислород.

Это экзотермическая реакция, которая передает энергию окружающей среде и в этом случае повышает температуру смеси почти до точки кипения. Отметим, что эта реакция настолько агрессивна, что порой ее используют для запуска ракет.

Если бы драконы использовали подобную реакцию, это создало бы высокое давление, необходимое для приведения в движение струи маслянистого топлива. Далее экзотермическая реакция нагрела бы масло, сделав его более готовым к воспламенению, а выработанный кислород стимулировал бы реакцию горения.