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 9101 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Стрижи проводят в воздухе по пол года

09-10-2013 Просмотров:9117 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Стрижи проводят в воздухе по пол года

В 2011 году исследователи из Швейцарского орнитологического института прикрепили к шести белобрюхим стрижам датчики, которые записывали все перемещения птиц. Белобрюхие стрижи — небольшие птички весом чуть больше 100 г — проводят лето...

Определён медведь с самым страшным укусом

07-11-2011 Просмотров:12174 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Определён медведь с самым страшным укусом

2,7-метровый, вымерший 5 млн лет назад Agriotherium africanum— крупнейший медведь из когда-либо живших на планете — признан обладателем самого зверского укуса среди сухопутных млекопитающих. Черепа (a) A. africanum, (b) белогрудого, (c)...

В Охотском море обнаружены уникальные формы жизни

28-06-2013 Просмотров:9568 Новости Окенологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Охотском море обнаружены уникальные формы жизни

Учёные Дальневосточного отделения РАН вернулись во Владивосток из экспедиции в Охотском море на научно-исследовательском судне «Академик Лаврентьев», в ходе которой были обнаружены уникальные глубоководные сообщества морских организмов в районах метановых...

Город в Австралии поглощает «волосатая паника»

25-02-2016 Просмотров:6613 Новости Экологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Город в Австралии поглощает «волосатая паника»

Города Вангаратта на северо-востоке штата Виктория в Австралии постигло необычное бедствие. Всю округу заполонил высушенный сорняк, перекати-поле, Panicum Effusum, эту траву местные жители называют «волосатой паникой» (hairy panic). Сухую траву в...

Чтобы избавиться от вредных водорослей, кораллы зовут на помощь рыб

09-11-2012 Просмотров:10092 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Чтобы избавиться от вредных водорослей, кораллы зовут на помощь рыб

Биоэкологи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что бычки, живущие в коралловых зарослях, служат чем-то вроде службы спасения или полиции, избавляя кораллы от нежелательных соседей. Исследователи изучали кораллы Acropora nasuta, обитающие в водах...

top-iconВверх

© 2009-2022 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.