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 8171 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Для общения с врагами и друзьями пчёлы используют правую антенну

02-07-2013 Просмотров:7837 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Для общения с врагами и друзьями пчёлы используют правую антенну

Если пчела случайно залетит не в свой улей, её оттуда немедленно прогонят, ибо чужак. Если же пчела возвращается домой, то тут её ждёт самый радушный приём, во время которого не...

Белый кит заговорил по-человечески

23-10-2012 Просмотров:10336 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Белый кит заговорил по-человечески

Кто из животных может подражать человеческому голосу? Вопрос, казалось бы, незатейливый — все знают про попугаев, ворон, скворцов. Зоологи, работающие в U.S. Navy Marine Mammal Program, добавили в этот ряд...

Почему гекконы прилипают к мокрым листьям?

02-04-2013 Просмотров:10555 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Почему гекконы прилипают к мокрым листьям?

Учёные давно изучают способность гекконов бегать по вертикальным поверхностям. И в общих чертах удалось понять, как им это удаётся. Однако в лабораторных экспериментах гекконы легко бегают по сухой поверхности, но...

Опухоли как лаборатории эволюции

19-01-2013 Просмотров:10391 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Опухоли как лаборатории эволюции

Группа ученых под руководством профессора СПбГУ Андрея Козлова и руководителя лаборатории онкоэкологии НИИ онкологии имени Н.Н. Петрова Марка Забежинского больше года наблюдала за золотыми рыбками. В итоге исследователи пришли к...

Овощное рагу по-неандертальски

30-12-2010 Просмотров:10434 Новости Антропологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Овощное рагу по-неандертальски

 Ученые получили доказательства, что неандертальцы питались не менее разнообразно, чем современные люди. А главное — умели готовить пищу на огне. НеандертальцыУ специалистов до сих пор нет единого мнения о причинах вымирания...

top-iconВверх

© 2009-2021 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.