Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Hvordan guldsmede retter sig, når de falder på hovedet

Dragonfly kommer sig efter at falde på hovedet på ~200 ms ved hjælp af komplekse vingebevægelser. Kredit:Z. Jane Wang, Cornell University

En trio af forskere, to med Cornell University, den anden med Howard Hughes Medical Institute, har opdaget de midler, hvormed guldsmede er i stand til at rette sig så hurtigt fra en op-ned-ned-orientering. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Science , Z. Jane Wang, James Melfi og Anthony Leonardo beskriver eksperimenter, de udførte med flyvende guldsmede, og hvad de lærte om insektets flyvemekanik.

Guldsmede er flyvende insekter karakteriseret ved par af gennemsigtige vinger, en lang, tynd krop og mangefacetterede sammensatte øjne. De ses generelt omkring damme og moser. De er også kendt for deres flyvende smidighed, og det var denne funktion, der fik forskerne til at undre sig over deres evne til at komme sig over et scenarie, som de næppe vil finde sig i naturligt – pludselig falder på hovedet.

Arbejdet involverede indsamling af prøver til laboratorieundersøgelse. De begyndte med at gribe prøver, vende dem og lade dem falde. De fandt ud af, at alle prøverne kom sig meget hurtigt - så hurtigt, at forskerne ikke var i stand til at følge handlingen. Dernæst malede de små hvide prikker på vingerne og kroppene af flere eksemplarer og filmede dem faldende ved hjælp af et højhastighedskamera. I slowmotion-videoen var de kun delvist i stand til at bestemme, hvad guldsmede gjorde for at vende sig selv med den rigtige side opad.

Dragonfly kommer sig efter at falde på hovedet på ~200 ms. Beregning af den rette manøvre afslører den vigtigste kontrolstrategi, der fører til rullemanøvren. Kredit:Z. Jane Wang, Cornell University

Uforskrækket brugte forskerne videoen til at skabe en computeriseret 3D-model af guldsmede, mens de rettede sig op. Så var de i stand til at se præcis, hvad guldsmede gjorde, da de faldt – de slog deres venstre og højre vinger i lidt forskellige vinkler, og tvang deres kroppe til at rotere, indtil de igen var med retsiden opad. De bemærkede, at nogle rullede til venstre, mens andre rullede til højre, men i begge tilfælde var slutresultatet det samme - en genoptagelse af normal flyvning.

Forskerne undrede sig derefter over, hvordan insekterne vidste, at de var på hovedet - for at finde et muligt svar, dækkede de øjnene på flere prøver, vendte de dem om og tabte dem - ingen af ​​guldsmede var i stand til at komme sig, hvilket tyder på, at de bruger visuelle tegn til orientering.

Dragonfly kommer sig efter at falde på hovedet på ~200 ms. Beregning af den rigtige manøvre afslører den centrale kontrolstrategi, der fører til den rullende manøvre. Kredit:Z. Jane Wang, Cornell University

Varme artikler