„Down in Jungleland: Winging It Like Pro“

Vabzdžio sparnai atrodo silpni, tačiau jie gali įveikti stulbinančius 250 kartų per sekundę, skrisdami taip, kaip žmonės gali tik pasvajoti

Nuostabu, kaip trapus padaras kaip drugelis su plonais audiniais sparnais gali skristi į tarpžemyninius skrydžius, kažkaip išvažiuodamas iš audrų ir škvalas

Mes jiems pavydėjome, tikriausiai nuo to momento, kai supratome, kad jie gali skristi, o mes negalime; kad jie turėjo sparnus, o mes neturėjome. Be to, motina gamta pasirinko du visiškai skirtingus, tačiau vienodai išradingus sparnų dizainus ir skrydžio būdus, leidžiančius vabzdžiams ir paukščiams pakilti į orą skirtingais būdais. Čia apžvelgsime, iš ko pagaminti vabzdžių sparnai ir kaip jie veikia.

Vabzdžių sparnai yra sudaryti iš dviejų sluoksnių chitino, kuris yra lankstus, elastingas ir kietas, susietas kartu - ta pati medžiaga, kurią sudaro vabzdžio egzoskeletas. Jie gali būti ryškiai skaidrūs ir žvilgantys kaip celofanas - kaip musių ir laumžirgių sparnuose - arba, spalvingi ir raštuoti, kaip drugeliai. Jie atrodo trapūs ir atrodo tokie trapūs, kai sukasi ir sukasi, bet tai tik iliuzija, nes jie gali įveikti 250 kartų per sekundę, sukdamiesi ir apsisukdami aplink savo ašį kiekvienu smūgiu, sukurdami ir išmesdami įnirtingus mažus tornadus (sūkurius). daryti. Struktūrinį stiprumą suteikia venų plyšys (modelis yra unikalus kiekvienai vabzdžių rūšiai) ir, nors didžioji sparno dalis yra negyva, yra nervų galūnių, kurios yra gyvos ir jautrios. Ramybės būsenoje jie net neatrodo kaip tipiški sparnai - būdami plokšti, plokšti paviršiai. Bet kai jie pradeda judėti, jie įgauna aerofolių formą ir suteikia keltuvą, būtiną, kad iš esmės labiausiai aerodinamiškai atrodantis padaras pakiltų nuo žemės ir užtrauktų į orą.

Dauguma vabzdžių turi vieną sparnų porą, nors daugelis pradėjo nuo dviejų porų. Kai kurie senovės tradicionalistai, tokie kaip laumžirgiai, vis dar tai daro. Vabalų giminėje pora priekinių sparnų išsivystė į spalvingus sparnų dangčius, vadinamus elytra, kurie pakyla skrendant vabzdžiui. Jie taip pat prisideda prie nedidelio pakėlimo. Kitose, kaip ir tikros musės, galiniai sparnai išsivystė į nelanksčias rankenėles, žinomas kaip stabdžiai, užtikrinantys stabilumą skrydžio metu. Keli keturių sparnų vabzdžiai, tokie kaip drugeliai, bitės ir vapsvos, skrisdami užkabina arba pritvirtina galinius ir priekinius sparnus, kad jie veiktų kaip viena pora. Vabzdžių skrydis yra nepaprastai sudėtingas ir mus trikdė labai ilgai, kol pradėjome tai išsiaiškinti.

Galbūt paprasčiausias būdas tai paaiškinti yra tai, kad vabzdžiai skraido panašiai kaip ir sraigtasparniai - pučia orą žemiau ir nuo jų, taip užtikrindami pakilimą ir varomąją jėgą. Kol sraigtasparnis pakreipia nosį žemyn, kad pasiektų teisingą pakėlimo ir varomosios jėgos derinį (kad jo mentės būtų teisingai pasvirusios), vabzdys tai pasiekia sukdamas sparnus aplink savo ašį kaip aštuonių skaičių kiekvieno sparno smūgio metu. Norint, kad šie stambūs, ilgakojai mažieji padarai pakiltų ir skristų, reikia įnirtingo energijos kiekio, o tai suteikia masyvūs vabzdžio krūtinės ląstos raumenys. Čia taip pat veikia dvi skirtingos sistemos.

Keturių sparnų vabzdžiai, tokie kaip laumžirgiai, turi vieną sparno raumenų porą kiekvienam sparnui, kuris sparnus valdo tiesiai per išradingą atlenkimo mechanizmą-vienas raumuo yra atsakingas už smūgį, o kitas-už smūgį. Raumenys yra vertikaliai krūtinės ląstos srityje, iš viršaus pritvirtinami prie sparnų pagrindo. Kadangi kiekvienas sparnas turi savo raumenų rinkinį, jis gali plakti nepriklausomai nuo kitų, todėl vabzdys gali atlikti stulbinančius skrydžio manevrus. Kita vertus, laumžirgis negali mušti savo sparnų daugiau nei apie 25 dūžius per sekundę, nors tai, atrodo, visiškai neturi įtakos jo veikimui oru - ir jis gali skristi puikiai patogiai net su trimis sparnais. Vabzdžiai, tokie kaip bitės ir vapsvos, turi dvi poras netiesioginių skrydžio raumenų, kurie yra prijungti prie krūtinės, horizontaliai ir vertikaliai, o jų sparnai yra pritvirtinti prie krūtinės šonų. Vertikalių raumenų susitraukimas traukia krūtinės ląstos viršų žemyn ir išlenkia šonus, todėl sparnai juda aukštyn, o horizontalių raumenų susitraukimas išlenkia krūtinės ląstos stogą aukštyn, todėl sparnai juda žemyn. Sistema yra tokia svertinė, kad nedidelis krūtinės ląstos judesys lemia santykinai didelį sparno judesį ir nuostabų spragtelėjimo mechanizmą (panašų į elektrinio šviesos jungiklio įjungimą ir išjungimą), veikiantį tarp krūtinės ląstos ir sparnų. sparnų dūžiai.

Unikalus hiperaktyvaus raumenų audinio fragmentas, vadinamas fibrilliniu raumeniu, kuris automatiškai susitraukia po tempimo, užtikrina, kad elektros energija į sparnus tęsiasi ir po to, kai sustoja centrinės nervų sistemos impulsas. Taigi raumenys gali susitraukti ir atsipalaiduoti daug greičiau, nei nervų sistema gali tai padaryti, todėl sparnų dūžių dažnis yra 250 dūžių per sekundę. Be to, yra keli kiti papildomi raumenys, leidžiantys sparnams pasukti ir pasukti, taip vabzdžiai manevruoja taip akinamai - ir musė nusileidžia aukštyn kojomis ant lubų! Kaip ir daugumą variklių, vabzdžių skraidančius variklius taip pat reikia sušildyti, kol jie pradės veikti, o kai kurie vabzdžiai gali atjungti sparnus nuo raumenų (arba tiesiog virpėti sparnus), vibruodami juos taip, kad pasiektų darbinę temperatūrą (nuo 30 ir 40 laipsnių Celsijaus). Štai kodėl vabzdžiai paprastai neskraido šaltomis žiemos dienomis.

Tikrai nuostabu pagalvoti, kaip trapus padaras kaip drugelis su savo pleiskanojančiais audiniais plonais sparnais gali pakelti tarpžemyninius skrydžius, kažkaip išvažiuodamas iš audrų ir škvalas; pakankamai sunku įsivaizduoti, kaip su tokiu trūkčiojančiu jo-jo skrydžio modeliu jis sugeba taip tiksliai nusileisti ant vėjo pučiamos gėlės (kaip nusileisti sraigtasparniui ant burbuliuojančios valties su gaubtu!). Arba, kaip tas erzinantis naminis musė lengvai išvengia jūsų skraidančios musės, žiauriai priartina veidą ir keturis kartus atverčia prieš nusileisdamas aukštyn kojomis ant lubų.

Galite duoti tik tobulą 10.