Российские ученые раскрыли механизм быстрого полета микронасекомых
Механизмы быстрого полета микронасекомых раскрыли и подробно описали ученые из Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и инновационного центра «Сколково» совместно с коллегами из Германии и Японии. Результаты исследования опубликованы 19 января в журнале Nature.
Под руководством заведующего кафедрой энтомологии биологического факультета МГУ Алексея Полилова ученые исследовали миниатюрных жуков Paratuposa placentis (из семейства перокрылок), отловленных во Вьетнаме, на предмет необычайно быстрого полета. Обычно скорость полета насекомого зависит от его размера: чем оно крупнее, тем скорость выше. Но Paratuposa placentis противоречат этому правилу.
Исследователи помещали насекомых в специальную емкость и снимали их полет на две высокоскоростные камеры. Затем по видеозаписям создали трехмерную реконструкцию движения крыльев, надкрылий и тела, проводили аэродинамические расчеты. С помощью комплексного исследования они впервые смогли детально изучить механизмы полета этих насекомых.
Оказалось, что жуки Paratuposa placentis обладают «облегченными в несколько раз крылья, которые… имеют очень узкую мембрану, окаймленную веером из щетинок, покрытых длинными выростами, что по строению напоминает птичье перо». При этом они легче перепончатых крыльев того же размера.
По словам первого автора статьи, младшего научного сотрудника кафедры энтомологии биологического факультета МГУ Сергея Фарисенкова, стиль полета этих жуков очень необычен. Они пользуются перистыми задними крыльями, в покое сложенными под жесткими надкрыльями (преобразованная передняя пара крыльев. Эти задние крылья «движутся по траектории в виде широкой восьмерки, совершая гребные движения, чередующиеся с хлопками как над телом жука, так и под ним». Надкрылья же служат своеобразным тормозом, который компенсирует вращение тела и предохраняет от чрезмерных колебаний.
Авторы считают, что щетинистым крыльям не нужна большая мышечная масса, как для более тяжелых перепончатых. Воздух практически не попадает в промежутки между щетинками, благодаря чему у таких крыльев масса и инерция меньшие. По мнению ученых, такое изменение строения крыльев и механизма полета могли быть результатом процесса минитюаризации — уменьшении размеров тел животных и одновременно сохранении ими сложных форм передвижения и поведения.
