Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Зоологии>>Упругая деформация крыльев насекомых запасает энергию для резких маневров

Суббота, 15 Июнь 2013 10:37

Упругая деформация крыльев насекомых запасает энергию для резких маневров

Автор 

Науку всегда волновало, как летучие живые существа запасают нужное количество энергии. Ведь для многих из них КПД полёта не превышает 10% (особенно это касается насекомых). И главное: в моменты резкого ускорения (включая взлёт) потребность в энергии для взмахов крыльями резко возрастает и начинает превышать ту, что, согласно общему анализу энергобаланса насекомых, есть в их распоряжении.

Бражник табачный в полёте, а также изображения, полученные рассеиванием рентгеновского излучения на его крыльях сразу после искусственной стимуляции движущих их мышц. (Иллюстрации N. George et al.)Бражник табачный в полёте, а также изображения, полученные рассеиванием рентгеновского излучения на его крыльях сразу после искусственной стимуляции движущих их мышц. (Иллюстрации N. George et al.)Где они берут ту прорву энергии, которая необходима для полёта в моменты резкого набора скорости?!

Том Дэниэл (Tom Daniel) и его коллеги по Вашингтонскому университету (США) полагают, что подобралась к ответу на этот вопрос.

Применив в качестве модельного организма бражника табачного (Manduca sexta), его подвергли рентгеновскому облучению под малым углом к поверхности движущихся крыльев. Температурная разница между спинной и брюшной сторонами крыла оказалась достаточно значимой, чтобы запасать в крыле энергию упругих деформаций, оставляя её в более холодных частях мускула и затем высвобождая при переходах между сокращением и расслаблением.

Это позволяет снизить нагрузку на крыло при резком разгоне и торможении: упругая деформация как бы растягивает во времени процесс резкого ускорения, что снижает общие энергозатраты на него. Между тем именно периоды самого быстрого изменения скорости считаются наиболее энергоёмкими при любых перемещениях.

Описанные результаты следовали из снимков, сделанных и при 25, и при 35 °C на протяжении 100 циклов (по 8 мс) подряд. По мере того как белок актин скользит по миозину (вы не поверите — тоже белок) в мышцах, их взаимодействие рождает силу, и чем выше температура этих межмолекулярных взаимодействий, тем больше эта сила. Замеры показали, что разница температур брюшной и спинной сторон крыла в полёте может достигать 6,9 °C!

Рассеивание рентгеновских лучей на мышцах крыла бражника позволило буквально увидеть, что происходит внутри насекомого во всём диапазоне рабочих для него температур, то есть от 25 до 35 °C. Оказалось, что циклы скольжения актина по миозину в самом деле меняются по скорости в строгом соответствии с ожиданиями — прямо пропорционально росту температуры.

Таким образом, на нижней по отношению к набегающему потоку части крыла мускулы теплее, а потому работают активнее, в то время как верхняя остаётся более прохладной. Разница между этими частями несущей плоскости порождает упругую деформацию, которая помогает мышце крыла начать следующий цикл сокращения или сжатия.

Как отмечают исследователи, выявление этого механизма может оказаться важным для понимания не одного только полёта насекомых, но и вообще локомоции живых существ.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Прочитано 7317 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Ученые изучили способность губок вновь сращивать разделенные клетки своего тела

29-02-2016 Просмотров:4280 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые изучили способность губок вновь сращивать разделенные клетки своего тела

Андрей Лавров и Игорь Косевич с кафедры зоологии беспозвоночных биофака МГУ изучили, как искусственно разделенные между собой клетки тела губки способны вновь воссоздавать многоклеточные структуры и затем формировать из них полноценные губки....

Генетики расшифровали ДНК самого большого организма на Земле

31-10-2017 Просмотров:549 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Генетики расшифровали ДНК самого большого организма на Земле

Международный коллектив генетиков расшифровал ДНК самого крупного организма на земле – обычных темных опят, чья грибница может занимать территорию в несколько сот гектар леса, и раскрыли секреты их выживания, говорится в статье, опубликованной в журнале...

Мох вернулся к жизни после четырёхсотлетнего подледного плена

28-05-2013 Просмотров:7320 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Мох вернулся к жизни после четырёхсотлетнего подледного плена

Исследователи из Университета Альберты (Канада) обнаружили в одном из ледников арктической Канады мох, выживший после 400-летнего пребывания подо льдом. Ледники, которые изучали Кэтрин Ла Фардж и её коллеги, в последнее...

Древние щелкунчики ели траву

15-05-2011 Просмотров:9097 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Древние щелкунчики ели траву

Ученые узнали, что ели предки современного человека, жившие в саваннах Восточной Африки 1,5 млн. лет назад. Эти древние приматы питались мягкой травой, а не ветками и орехами, как считалось раньше....

Биологи научились "программировать" растения на стойкость к засухе

05-02-2015 Просмотров:4999 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Биологи научились "программировать" растения на стойкость к засухе

Молекулярные биологи модифицировали один из генов растений таким образом, что они начали воспринимать молекулы одного из противогрибковых средств в качестве сигнала наступления засухи, что позволяет в прямом смысле управлять их чувствительностью к отсутствию воды, говорится...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.