Down in Jungleland: Winging It Like Pro

Kukaiņu spārni izskatās niecīgi, taču tie spēj pārspēt satriecošus 250 reizes sekundē, lidojot tā, kā cilvēki var tikai sapņot

spāres, tauriņi, spāres daba, spāru dzīvesvieta, lidojošie kukaiņi, elīte, kukaiņi elytra, svētdienas acs, acu žurnāls, ranjit lal kolonnaPārsteidzoši, kā tik trausla būtne kā tauriņš ar saviem audu plāniem spārniem var uzņemt starpkontinentālus lidojumus, kaut kā izbraucot vētras un līkumus

Mēs viņus esam apskauduši, iespējams, no brīža, kad sapratām, ka viņi var lidot, bet mēs nevarējām; ka viņiem bija spārni, bet mums nebija. Un, lai to noberzētu, māte daba izrādījās divas pilnīgi atšķirīgas, ja vienlīdz ģeniālas spārnu konstrukcijas un lidojuma metodes, lai kukaiņi un putni varētu pacelties gaisā dažādos veidos. Šeit mēs apskatīsim, no kā izgatavoti kukaiņu spārni un kā tie darbojas.



Kukaiņu spārni ir izgatavoti no diviem hitīna slāņiem, kas ir elastīgi, elastīgi un izturīgi, salikti kopā - tā pati viela, kas sastāv no kukaiņu eksoskeleta. Tie var būt zaigojoši caurspīdīgi un mirdzoši kā celofāns - kā mušu un spāru spārnos - vai, krāšņi iekrāsoti un rakstaini, kā tauriņos. Tie izskatās niecīgi un šķiet tik trausli, kad tie griežas un griežas - bet tā ir tikai ilūzija, jo viņi var pārspēt 250 reizes sekundē, ar katru sitienu pagriežoties un pagriežoties ap savu asi, radot un izmetot niknus, mazus viesuļvētrus (virpuļus). darīt. Strukturālo izturību nodrošina vēnu audums (modelis ir unikāls katrai kukaiņu sugai), un, lai gan lielākā daļa spārnu ir mirusi, ir daži nervu gali, kas ir dzīvi un jutīgi. Mierīgā stāvoklī tie pat neizskatās pēc tipiskiem spārniem - ir līdzenas, plakanas virsmas. Bet, tiklīdz tie ir uzsākti kustībā, tie iegūst aerofoilu formu un nodrošina pacelšanos, kas nepieciešama, lai pēc būtības iegūtu visneparastāko aerodinamisko radību no zemes un rāvās gaisā.



Lielākajai daļai kukaiņu ir viens spārnu pāris, lai gan daudzi sāka ar diviem pāriem. Daži senie tradicionālisti, piemēram, spāres, joprojām to dara. Vaboļu klanā priekšējo spārnu pāris pārtapa krāsainos spārnu vākos, ko sauc par elytru, kas paceļas, kad kukainis lido. Tie arī veicina nelielu pacelšanos. Citās, piemēram, īstās mušas, aizmugurējie spārni pārtapa par stulbiem kloķiem, kas pazīstami kā bremzes, kas nodrošina stabilitāti lidojuma laikā. Vairāki četru spārnu kukaiņi, piemēram, tauriņi, bites un lapsenes, lidojot saliek vai piestiprina aizmugurējos un priekšējos spārnus, lai tie darbotos kā viens pāris. Kukaiņu lidojums ir ārkārtīgi sarežģīts un mūs ir apbēdinājis ļoti ilgu laiku, pirms sākām to izdomāt.



Iespējams, vienkāršākais veids, kā to izskaidrot, ir tas, ka kukaiņi lido aptuveni tādā pašā veidā kā helikopteri - pūš gaisu zem un prom no tiem, tādējādi nodrošinot pacelšanos un vilces spēku. Kamēr helikopters noliec degunu uz leju, lai panāktu pareizu pacelšanas un vilces kombināciju (lai tā lāpstiņas būtu pareizi saliektas), kukainis to panāk, katra spārna sitiena laikā savijot spārnus ap savu asi kā astoņi. Nepieciešams nikns enerģijas daudzums, lai šīs lielgabarīta, mazās radības paceltos un lidotu, un to nodrošina kukaiņu krūškurvja masīvie muskuļi. Arī šeit darbojas divas dažādas sistēmas.

Četru spārnu kukaiņiem, piemēram, spārēm, uz vienu spārnu ir viens lidojuma muskuļu pāris, kas spārnus vada tieši caur ģeniālu šarnīru mehānismu-viens muskulis ir atbildīgs par sitienu, bet otrs-par sitienu. Muskuļi ir novietoti vertikāli krūšu kurvī, no augšas piestiprināti pie spārnu pamatnes. Tā kā katram spārnam ir savs muskuļu komplekts, tas var pārspēt neatkarīgi no pārējiem, ļaujot kukaiņam veikt pārsteidzošus lidojuma manevrus. No otras puses, spāre nevar pārspēt savus spārnus vairāk kā par 25 sitieniem sekundē, lai gan tas, šķiet, nemaz neietekmē tās veiktspēju no gaisa - un tā var lidot perfekti ērti pat tikai ar trim spārniem. Kukaiņiem, piemēram, bitēm un lapsenēm, ir divi netiešu lidojuma muskuļu pāri, kas ir savienoti ar krūškurvi, horizontāli un vertikāli, un to spārni ir piestiprināti pie krūškurvja sāniem. Vertikālo muskuļu savilkšanās pavelciet krūšu kurvja augšdaļu uz leju un izvelciet sānu malas, liekot spārniem virzīties uz augšu, un horizontālo muskuļu savilkšanās liek krūšu kurvja jumtam uz augšu, izraisot spārnu pārvietošanos uz leju. Sistēma ir tik novirzīta, ka neliela krūškurvja kustība rada salīdzinoši lielu spārnu kustību un pārsteidzošu klikšķa mehānismu (drīzāk kā elektriskā gaismas slēdža ieslēgšana un izslēgšana), kas darbojas starp krūškurvi un spārniem. spārnu sitieni.



Unikāls hiperaktīvu muskuļu audu fragments, ko sauc par fibrillāro muskuļu, kas pēc izstiepšanas automātiski savelkas, nodrošina, ka spārnu barošana turpinās arī pēc centrālās nervu sistēmas impulsa apstāšanās. Tādējādi muskuļi var sarauties un atslābināties daudz ātrāk, nekā nervu sistēma to var pavēlēt, nodrošinot spārnu sitienu frekvenci 250 sitieni sekundē. Turklāt ir vairāki citi papildu muskuļi, kas ļauj spārniem griezties un griezties, ļaujot kukaiņam tik žilbinoši manevrēt - un mušai nolaisties otrādi uz griestiem! Tāpat kā lielākajai daļai dzinēju, arī kukaiņu lidojuma dzinēji ir jāsasilda, pirms tie var darboties, un daži kukaiņi var atvienot spārnus no muskuļiem (vai vienkārši drebēt spārnus), vibrējot tos tā, lai tie sasniegtu darba temperatūru (no 30 un 40 grādi pēc Celsija). Tāpēc kukaiņi parasti nelido sasalšanas ziemas dienās.



Patiešām ir pārsteidzoši iedomāties, kā tik trausla būtne kā tauriņš ar saviem plēkšņainajiem audu plāniem spārniem var uzņemties starpkontinentālus lidojumus, kaut kādā veidā izbraucot vētras un rīboņus; ir pietiekami grūti iedomāties, kā ar šo saraustīto jojo lidojuma modeli ar tādu precizitāti izdodas pieskarties vēja pūšamajam ziedam (piemēram, nolaižot helikopteru uz laivas, kas čubina čaulu!). Vai arī tas, kā šī nepatīkamā istabas muša viegli izvairās no mušas plūsmas, nekaunīgi pietuvina jūsu sejas priekšā un četrkārtīgi apgāžas, pirms atkal nolaižas otrādi uz griestiem.

Jūs varat dot tikai perfektu 10.