Jos în Jungleland: Winging It Like a Pro

Aripile unei insecte arată fragile, dar pot bate de 250 de ori pe secundă, zburând într-un mod în care oamenii pot doar să viseze

Este uimitor cum o creatură la fel de fragilă ca un fluture, cu aripile sale subțiri de țesut, poate lua zboruri transcontinentale, cumva călând pe furtuni și furtuni pe drum

Le-am invidiat, probabil din momentul în care ne-am dat seama că pot zbura și nu putem; că aveau aripi și noi nu. Și, pentru a o freca, mama natură a dovedit două modele de aripi și tehnici de zbor complet diferite, deși ingenioase, pentru a permite insectelor și păsărilor să iasă în aer în moduri diferite. Aici vom arunca o privire asupra a ceea ce sunt formate aripile insectelor și cum funcționează acestea.

Aripile insectelor sunt formate din două straturi de chitină, care este flexibilă, rezistentă și dură, între ele - aceeași substanță din care este compus exoscheletul unei insecte. Acestea pot fi iridiscente transparente și strălucitoare ca celofanul - ca în aripile muștelor și libelulelor - sau, colorate și cu modele glamour, ca în fluturi. Arată fragile și par atât de fragile pe măsură ce se răsucesc și se întorc - dar aceasta este doar o iluzie, deoarece pot bate de 250 de ori pe secundă, răsucindu-se și rotindu-se în jurul axei lor cu fiecare ritm, creând și aruncând mici tornade (vortexuri) furioase în timp ce do. Rezistența structurală este asigurată de o rețea de vene (modelul este unic pentru fiecare specie de insectă) și, în timp ce majoritatea aripii este moartă, există câteva terminații nervoase care sunt vii și sensibile. În repaus, nici măcar nu par aripi tipice - fiind suprafețe plane și plane. Dar, odată ce sunt puse în mișcare, iau forma aerodinamicelor și oferă ascensorul necesar pentru a obține ceea ce este în esență o creatură cu aspectul cel mai neaerodinamic de pe sol și care se închide în aer.

Majoritatea insectelor au o singură pereche de aripi, deși multe au început cu două perechi. Unii tradiționaliști antici, cum ar fi libelulele, încă o fac. În clanul gândacilor, perechea de aripi anterioare a evoluat în aripi colorate numite elitre, care sunt ridicate când insecta zboară. De asemenea, contribuie la o mică ascensiune. În altele, precum muștele adevărate, aripile din spate au evoluat în butoane stubby cunoscute sub numele de haltres care oferă stabilitate în zbor. Mai multe insecte cu patru aripi, cum ar fi fluturii, albinele și viespile, leagă sau atașează aripile din spate și din față în timp ce zboară, astfel încât să funcționeze ca o singură pereche. Zborul insectelor este extrem de complex și ne-a încurcat de foarte mult timp înainte de a începe să ne dăm seama.

Poate că cel mai simplu mod de a explica este că insectele zboară la fel ca elicopterele - suflând aer sub și departe de ele, oferind astfel ridicare și propulsie. În timp ce un elicopter își înclină nasul în jos pentru a obține combinația corectă de ridicare și propulsie (astfel încât paletele sale să fie înclinate corect), insecta realizează acest lucru răsucind aripile în jurul axei lor ca o cifră de opt în timpul fiecărei aripi. O cantitate furioasă de energie este necesară pentru a face aceste mici creaturi voluminoase și picioare să decoleze și să zboare, iar aceasta este asigurată de mușchii masivi din toracele insectei. Și aici există două sisteme diferite la lucru.

Insectele cu patru aripi, cum ar fi libelulele, au o pereche de mușchi de zbor pe fiecare aripă, care acționează aripile direct printr-un mecanism de articulație ingenios - un mușchi este responsabil pentru cursul ascendent și celălalt pentru cursul descendent. Mușchii sunt așezați vertical în torace, articulați la baza aripilor din partea de sus. Deoarece fiecare aripă are propriul set de mușchi, poate bate independent de celelalte, permițând insectei să efectueze manevre de zbor uimitoare. Pe flipside, o libelula nu își poate bate aripile mai mult de aproximativ 25 de bătăi pe secundă, deși acest lucru nu pare să afecteze deloc performanțele sale aeriene - și poate zbura perfect confortabil chiar și cu doar trei aripi. Insectele precum albinele și viespile au două perechi de mușchi de zbor indirect, care sunt conectați la torace, orizontal și vertical, iar aripile lor sunt atașate de laturile toracelui. Contracția mușchilor verticali trage partea de sus a toracelui în jos și face ca laturile sale să se ridice făcând aripile să se miște în sus, iar contracția mușchiului orizontal arcuiește acoperișul toracic în sus, provocând mișcarea aripilor în jos. Sistemul este atât de pârghiat încât o mică mișcare a toracelui are ca rezultat o mișcare relativ mare a aripii și un mecanism de clic uimitor (mai degrabă ca prinderea și oprirea unui întrerupător electric de lumină) care funcționează între torace și aripi accelerează frecvența aripa bate.

Un bit unic de țesut muscular hiperactiv numit mușchi fibrilar, care se contractă automat după ce a fost întins, asigură faptul că alimentarea cu energie a aripilor continuă bine după ce impulsul din sistemul nervos central s-a oprit. Astfel, mușchii se pot contracta și relaxa mult mai repede decât poate cere sistemul nervos, permițând frecvențe de aripi de 250 de bătăi pe secundă. În plus, există mai mulți alți mușchi accesorii care permit aripilor să se răsucească și să se întoarcă, permițând manevrarea insectelor atât de orbitor - și ca o muscă să aterizeze cu capul în jos pe tavan! La fel ca majoritatea motoarelor, și motoarele de zbor ale insectelor trebuie încălzite înainte ca acestea să poată funcționa și unele insecte își pot deconecta aripile de la mușchi (sau pur și simplu tremura aripile) în timp ce le vibrează, astfel încât să atingă temperaturi de funcționare (între 30 și 40 de grade Celsius). Acesta este motivul pentru care insectele nu zboară de obicei în zilele înghețate de iarnă.

Este cu adevărat uimitor să ne gândim la modul în care o creatură la fel de fragilă ca un fluture, cu aripile sale subțiri de țesut fulgios, poate lua zboruri transcontinentale, cumva călând pe furtuni și furtuni pe drum; este destul de greu să ne imaginăm cum, cu acel model sacad de zbor yo-yo, reușește să atingă cu o precizie atât de mare pe o floare suflată de vânt (cum ar fi aterizarea unui elicopter pe o barcă cu coajă de cocoș!). Sau, cum acea mușcătură obositoare se sustrage cu ușurință de zăpadă, se apropie cu față în față și se întoarce în spate cvadruplu înainte de a ateriza cu capul în jos pe tavan, încă o dată.

Îi puteți da doar un 10 perfect.