Сверхскоростная видеосъемка помогла ученым выяснить, что комары легко переносят столкновения с каплями дождя благодаря крайне малой массе тела и сверхпрочной хитиновой броне, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Насекомые являются самой распространенной и многочисленной группой многоклеточных живых существ на нашей планете. Многие из них умеют хорошо летать и используют свои крылья для перемещения на очень значительные расстояния - до 20-30 километров в день. Несмотря на их микроскопические размеры, насекомые не испытывают трудности с полетом во время дождя, сильного ветра и других видов непогоды.
Группа биологов под руководством Дейвида Ху (David Hu) из Института технологий штата Джорджия в городе Атланта (США) раскрыла секрет неуязвимости комаров перед ударами дождя, проследив за столкновением насекомого с каплей воды при помощи высокоскоростной видеокамеры, снимающей комара со скоростью четыре тысячи кадров в секунду.
Ху и его коллеги соорудили клетку из прозрачной сетки и поставили на ее вершину специальное устройство, производящее микроскопические капли воды, идентичные по размерам и скорости полета каплям дождя. В нее ученые посадили малярийного комара из рода Anopheles и стали наблюдать за поведением насекомого и его реакцией на столкновение с каплями.
Высокоскоростная съемка показала, что "дождь" практически не влиял на полет комара - его тело проходило сквозь капли, не взаимодействуя с ними. Такое поведение насекомого озадачило ученых - по их словам, столкновение капли и комара по соотношению массы сопоставимо с наездом автобуса на человека, однако тело насекомого практически не замечало этих столкновений.
Ученые предположили, что необычная устойчивость комаров связана с крайне малой массой тела насекомого. Они проверили это предположение при помощи набора муляжей-шариков комаров из пенопласта с разной массой, плотностью и размерами.
Биологи поместили муляжи в специальное устройство, которое поддерживало шарик в воздухе до тех пор, пока он не сталкивался с каплей воды. Это позволило точно имитировать то, что происходит при полете комара во время дождя, и сравнить результаты двух экспериментов.
Эксперимент показал, что кусочек пенопласта с "комариной" массой и размерами замедляет каплю дождя лишь на 10%. Иными словами, капля расходует лишь небольшую долю своей энергии на столкновение с телом комара. По словам ученых, такой удар сопоставим со столкновением комара с небольшим перышком, и никак не угрожает здоровью насекомого.
Более крупные насекомые - в частности, стрекозы с массой около грамма, не обладают такой защитой от ударов капель. В этом случае тело стрекозы поглотит до 90% энергии капли. Это сильно ограничивает свободу маневров и скорость полета стрекоз во время дождя.
Ученые полагают, что их опыты могут помочь инженерам и физикам разработать микроскопические летательные аппараты и роботов, устойчивых к ударам стихии.
http://eco.ria.ru/discovery/20120604/665197763.html |
