пятница, 29 марта 2024

Российские ученые раскрыли секрет полета микронасекомых



Российские ученые раскрыли секрет полета микронасекомых

19 Января 2022

МОСКВА, 19 января - Исследователи из Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и Сколтеха вместе с коллегами из Германии и Японии на примере жуков из семейства перокрылок обнаружили и подробно описали механизмы, лежащие в основе необычайно беглого полета микронасекомых. А также засняли в мельчайших деталях сам процесс полета с помощью специально разработанной установки. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Скорость полета насекомого обычно определяется его размером: чем крупнее насекомое, тем быстрее оно летает. Однако некоторые миниатюрные насекомые отвечают этому правилу. Яркий пример — жук Paratuposa placentis из семейства перокрылок. При размерах менее полмиллиметра, но он может летать со скоростью, родственной той, которую достигают насекомые в три раза больше его. Более того, они развивают ускорение, на строй превышающее этот параметр у солидных жуков, а по преодолеваемому за единицу времени расстояния, исчисляемого в размерах тела, превосходят всех известных животных. Но за счет чего им это удается, до сих пор оставалось неизвестным.

Ученые под руководством заведующего кафедрой энтомологии биологического департамента МГУ Алексея Полилова исследовали жуков, отловленных во Вьетнаме. Они помещали насекомых в дополнительный бокс, а затем стаскивали полет на две высокоскоростные камеры. По видеозаписям сделали качественную реконструкцию движения крыльев, надкрылий и тела, а затем, с помощью специального программного обеспечения, выполнили точные аэродинамические расчеты. Строение крыльев жуков изучили с помощью сканирующего цифрового и конфокального лазерного микроскопов. Столь комплексное исследование позволило впервые детально разобраться в механизме полета микронасекомых.

Авторы обнаружили, что у жука Paratuposa placentis не только щетинистые крылья, которые легче перепончатых того же размера, но и то, что эти крылья двигаются ранее неизвестным образом — цикл взмаха слагается из двух мощных полувзмахов, создающих большую восходящую силу, за которыми следуют два тихих восстановительных взмаха, производящих маленькую направленную вниз силу. Этот цикл увеличивает амплитуду. Надкрылья при этом функционируют как тормоза, останавливая чрезмерные колебания.

Мы подыскали на примере одного из самых маленьких жуков-перокрылок Paratuposa placentis, что их высокие летные характеристики обеспечены несколькими адаптациями, — приводятся в пресс-релизе Сколтеха слова первого автора статьи, меньшого научного сотрудника кафедры энтомологии биологического факультета МГУ Сергеч Фарисенкова. — Во-первых, это опрощенные в несколько раз крылья, которые, в отличие от крыльев крупных жуков, получают очень узкую мембрану, окаймленную веером из щетинок, накрытых длинными выростами, что по строению напоминает птичье перо. Во-вторых, жуки-перокрылки имеют ранее неизвестный и описанный нами в этой статье стиль полета. Как и другие жуки, Paratuposa placentis использует для полета задние крылья, которые в покое сложены под жесткими надкрыльями — преобразованной передней парой крыльев. Перистые задние крылья едут по траектории в виде является очень обширной восьмерки, совершая гребные течения, чередующиеся с хлопками как над телом жука, так и под ним. Жесткие надкрылья совершают взмахи с дикого большой для жуков амплитудой, выполняя роль инерционного тормоза, компенсирующего вращение тела, настающее в результате необычной траектории течения крыльев.

По мнению авторов, крылья из щетинок не требуют такой мышечной силы, как более тяжелые перепончатые крылья. При такой миниатюрности воздух практически не проходит между щетинками, и перистые крылья микронасекомых почти не уступают в аэродинамической эффективности перепончатым крыльям, имея при этом меньшую массу и, как следствие, инерцию. Полет при этом во многом похож на плавание: крылья производят гребные движения, а затем схлопываются и возвращаются в оригинальную позицию для следующего взмаха.

Ученые считают, что такое изменение строения крыльев и механизма полета явилось следствием процесса миниатюризации, почему животные должны были сохранять сложные формы передвижения и поведения при исключительном уменьшении размеров тела.

Редактор рубрики

Место события на карте мира:







комментарии (0)




Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Экономика России становится более технологичной и более устойчивой




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....

[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...

[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...

[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...

[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...

[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...

[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....

Новости шоу-бизнеса

Суд рассмотрит иск экс-супруги Бондарчука о разделе имущества

МОСКВА, 28 марта Симоновский суд Москвы 22 апреля начнет процесс по иску катерины Бондарчук (Рудской), имевшейся жены режиссера Федора Бондарчука, о разделе совместно нажитого имущества, сказали в суде. Рудская настаивает на видоизмененье соглашения о разделе имущества, нажитого в период свода. Подробности … Прочитать