Почему мух так трудно прихлопнуть?
Муха пролетает мимо вашей головы и приземляется рядом; хватаешь мухобойку или сворачиваешь магазин и осторожно приближаешься — и ты бьешь!
Но независимо от того, насколько вы быстры, муха почти всегда быстрее, и обычно ей удается увернуться от вашего удара и уйти невредимым. (Это пытается вас раздражать ?!)
У мух есть множество приспособлений, которые придают им повышенную скорость, маневренность и восприятие, что делает их очень, очень хорошими в обнаружении и уклонении даже от самых быстрых ударов. И новые данные показывают, что модифицированные задние крылья мух играют важную роль в их быстром взлете — часто в самый последний момент.
Домашние мухи (Musca domestica) относятся к отряду двукрылых, или настоящих мух. Мухи двукрылых обладают модифицированными задними крыльями, которые превратились в палочковидные структуры с выступом на конце, называемые жужжальцами. Их колебания помогают насекомым стабилизировать свое тело во время полета, ощущая вращение тела и передавая информацию крыльям.
Мухи из подгруппы Diptera Calyptratae, в которую входят комнатные мухи, также вибрируют своими жужжальцами во время ходьбы, но ученые не знали почему. В исследовании, опубликованном в Интернете 13 января 2021 г. в журнале Труды Королевского общества B: биологические науки, исследователи исследовали мух Calyptratae, чтобы увидеть, влияют ли колебания жужжальца на их переход в воздух, направляя дополнительные сенсорные сигналы, чтобы помочь координировать движения в мышцах крыла и ног.
Используя высокоскоростные камеры для захвата привязанных и выращенных в лаборатории мух во время взлета, ученые записали кадры со скоростью до 3000 кадров в секунду. Они обнаружили, что мухи Calyptratae запускаются примерно в пять раз быстрее, чем другие мухи; их взлет требовал в среднем около 0,007 секунды (7 миллисекунд) и всего один взмах крыла.
«Ни у одного из Calyptratae время взлета не превышало 14 миллисекунд. [0.014 seconds], — сообщили исследователи. Для сравнения, взлет мух, не принадлежащих к Calyptratae, длился около 0,039 секунды (39 миллисекунд) и требовалось около четырех взмахов крыльев, согласно исследованию.
Затем исследователи удалили жужжальцев, которые есть у всех двукрылых мух. Мухам Calyptratae, лишенным этих узловатых структур, требовалось гораздо больше времени, чтобы подняться в воздух, но время взлета не изменилось у мух, отличных от Calyptratae, без жужжальцев. Устойчивость при взлете также снизилась из-за удаления жужжальца, но только у мух Calyptratae. Например, насекомые Calyptratae, известные как мухи, которые пытались ускользнуть от взлета без жужжалок, «всегда приводили к аварийной посадке», — сообщили ученые.
«Таким образом, использование Haltere обеспечивает большую скорость и стабильность во время быстрых побегов — но только в кладе Calyptratae», — пишут ученые в исследовании.
В мгновение ока
Halteres — не единственное секретное оружие в арсенале мухи для уклонения; Как только муха поднимается в воздух, она может выполнять маневры, которым позавидовал бы пилот истребителя. Плодовые мушки могут менять свой курс менее чем за 1/100 секунды — примерно в 50 раз быстрее, чем может моргать глаз, как ранее сообщала Live Science. В экспериментах идеально синхронизированные закрылки создавали достаточную силу, чтобы быстро оттолкнуть мух от хищника в воздухе.
«Эти мухи поворачиваются под углом до 90 градусов — некоторые почти перевернуты — чтобы максимизировать свою силу и убегать», — сказал Флориан Муйрес, изучавший биомеханику полета в Вашингтонском университете в Сиэтле, а сейчас работающий в Вагенингенском университете и исследовательском центре. Нидерланды, сообщили Live Science в 2014 году.
Мухи также обладают исключительным зрением, которое помогает им спланировать прыжки вдали от угрозы. Примерно за 200 миллисекунд до взлета плодовые мухи используют визуальное предупреждение о надвигающейся опасности, чтобы скорректировать свою позу и определить направление, которое приведет их к безопасности, писали ученые в 2008 году в журнале.
Фактически, их улучшенное восприятие обрабатывает до шести раз больше визуального ввода за одну секунду, чем люди.
Мозг животных воспринимает течение времени, обрабатывая изображения со скоростью, известной как «скорость слияния мерцания» — термин, описывающий, сколько изображений мигает в их мозг в секунду. Роджер Харди, заслуженный профессор клеточной нейробиологии Кембриджского университета в Англии, имплантировал электроды в фоторецепторы глаз мух, чтобы измерить их скорость слияния мерцания, рассчитав, что она составляет 400 раз в секунду; По данным BBC, средняя скорость слияния мерцания у людей составляет около 60. Это означает, что движение, которое вы воспринимаете как «нормальное», похоже на замедленное движение мухи.
Со всеми этими встроенными преимуществами неудивительно, что муха, которую вы пытаетесь прихлопнуть, может ускользнуть. Тем не менее, один из подходов, который может повысить ваши шансы, — это нацелить удар в то место, где муха, скорее всего, улетит, а не в то место, где она отдыхает, сказал Майкл Дикинсон из Калифорнийского технологического института в Пасадене.
«Лучше не ударить муху по стартовой позиции», — сказал Дикинсон. «Нацельтесь немного вперед, чтобы предвидеть, куда собирается прыгнуть муха».
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Похожие статьи
ДРУГИЕ НОВОСТИ
