Поверхневі вихори відмовилися допомагати жукам- «глісерам»

Вчені зі Стенфордського університету побудували аеродинамічну модель «ковзання» жуків по поверхні води. Виявилося, що, незважаючи на свою високу швидкість, рух по воді більш енерговитратно, ніж звичайний політ. Стаття опублікована в.


Автори дослідження зацікавилися здатністю листоїдів чиє тіло досягає п'яти міліметрів в довгосадитися на поверхню води і розвивати на ній величезну для своїх розмірів швидкість в півметра в секунду. У масштабах людини це дорівнювало б 500 кілометрам на годину. Комах майже неможливо розгледіти при такій швидкості, але їх можна виявити по дрібній рябі на воді. Вчені хотіли дізнатися, що саме відбувається, коли жук переміщається вздовж кордону двох середовищ.


Для експерименту вчені використовували чотири сотні особини спорідненого їм виду, яких вони збирали протягом декількох років. Дослідники висаджували комах на чашки Петрі, заповнені водою, і за допомогою високошвидкісної зйомки відобразили рухи жуків. При цьому вони відстежували положення певних точок тіла: очей, ротового апарату і також стегнових і берцевих частин кінцівок.

Комаха зачеплялася тарсальними коготками передніх і задніх лапок за поверхню води, яка, завдяки поверхневому натягненню утримувала його кінцівки. Жук продовжував махати крилами, однак тепер на його політ впливало поєднання різних факторів: поверхневе натягнення, в'язкість води, капілярний опір, а також змочуваність окремих частин тіла комахи. Враховуючи ці фактори, вчені побудували математичну модель «ковзного» польоту.

Модель продемонструвала, що при збільшенні швидкості пересування вздовж кордону двох середовищ політ стає енергетично більш витратним через вплив капілярних сил. Проте жук розвивав більш високу швидкість саме на поверхні води, ніж при звичайному польоті. Вчені вважають, що це відбувається через те, що комаха сама докладає більше сил, щоб, наприклад, ефективно шукати плаваючу на поверхні їжу. При цьому вода є свого роду енергетичною пасткою, змушуючи жуків витрачати більше сил при відриві від поверхні води.

Здатність деяких комах переміщатися по поверхні води знаходить застосування в різних пристроях. Наприклад, біологи та інженери створили мініатюрну роботу-комаху, схожу за своєю будовою на клопів-водомірок. Ці роботи здатні гуляти по воді, а також здійснювати високі стрибки, відштовхуючись від її поверхні.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND