Как комары летают в дождь?

Как комары летают в дождь?

Вот и пришло лето. Наряду с выездом на шашлыки, прогулками по лесу и играми на открытом воздухе, это замечательное время года означает еще и пришествие крайне неприятного гостя — комара.

Одновременно ощущая страх от нашествия орд этих кровососущих насекомых, мы планируем стратегии обороны — к нашим услугам самые разнообразные спреи, репелленты, свечи, крема, а также все, что окажется под рукой, и чем нам удастся убить комара. Кто пробовал прихлопнуть наглеца в вечерних сумерках, наверняка знает, насколько неуловим комар — зачастую мне кажется, что эти насекомые обладают секретом невидимости. Однако это не все, чем может похвастаться москит — одной из его поразительных способностей является умение продолжать полет даже в самых плохих метеоусловиях, при дожде.

Для комара, быть ударенным каплей равносильно тому, что вас бы придавило 3-тонным объектом — что-то по размеру больше напоминающим автомобиль. Обычная капля, в среднем, в 50 раз тяжелее веса комара, да и движется она со скоростью около 35 км/час. Тем не менее, миниатюрным насекомым удается не только выжить в результате многочисленных столкновений с каплями дождя, но и успешно напиться нашей кровью.

Как у них это получается? Согласно результатам исследования, опубликованным в начале этой недели в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, именно размер комара — наравне с его по-буддийски спокойным подходом к пассивному сопротивлению — позволяет ему продолжать полет после многочисленных столкновений.

Как выяснилось, комары объединяют качества прочного экзоскелета с небольшим весом, что позволяет им минимизировать силу удара каждой капли. Факт того, что они намного легче, нежели дождь, на деле означает, что капля лишь отчасти теряет свою скорость движения при столкновении с комаром, а это значит, что и на само насекомое давление не так велико.

При этом, вместо того, чтобы стараться выстоять под тяжелыми каплями, или даже попытаться увернуться от них, комары просто летят вместе с потоком. «Вместо того, чтобы сопротивляться дождю, комары присоединяются к нему, как безбилетные пассажиры», говорит Дэвид Ху, инженер из Технического университета штата Джорджия, автор исследования. «Как результат, они практически не чувствуют силы удара». Конечно, удар капли собьет насекомое с маршрута, однако сильного физического повреждения ему не нанесет.

Тотчас же после того, как комар попадает под дождь, он начинает использовать свои крылья и длинные ноги как небольшие весла, для того, чтобы выбраться из падающей капли до того, как она упадет на землю, как видно из нижеприведенного видео. Наибольшую опасность, по мнению исследователей, представляет тот момент, кода капля ударяет по комару, итак находящемуся у поверхности земли, потому что, если насекомому не удастся выбраться из капли вовремя, он ударится о землю с той же скоростью, с которой упала капля.

Как исследовательской группе под управлением докторанта профессора Ху, студента Эндрю Дикерсона, удалось определить стратегию комаров? «Попасть в комара каплей это достаточно сложное занятие», говорит Ху. «В начале, мы пытались с высоты третьего этажа попасть маленькой каплей по контейнеру с комарами. Можете представить, какие «успехов» мы добились. Это как, играя в дартс, попытаться попасть в яблочко со 100 метров».

Затем, исследователи перенесли эксперимент в закрытое помещение, построив акриловую клетку, состоящую из ячеек, в которую поместили комаров.

Лучшее понимание того, как насекомые справляются с плохой погодой, поможет инженерам в создании маленьких воздушных судов, например, как Нано Колибри (на рисунке)

Затем, они капали на комаров небольшой струей воды, чтобы наиболее соответствовать скорости падающих капель дождя, и снимали как шесть комаров вида Anopheles (малярийных) входят в поток воды. Исследователи использовали высокоскоростную камеру, снимающую со скоростью 4’000 кадров в секунду (обычная камера снимает со скоростью 24 кадра в секунду). Все шесть комаров выжили, и видео — наряду с теоретическими вычислениями — позволило ученым лучше понять поразительную способность насекомого противодействовать дождю.

Эксперимент также проводился с оглядкой на практическую, инженерную, сторону дела. Дизайном и созданием микро воздушных судов — небольших роботизированных самолетов, отлично подходящих для слежения и других целей — усиленно занимаются лаборатории по всему миру. Недавно, калифорнийская компания AeroVironment создала роботизированную нано колибри, весом меньше, чем стандартная батарейка AA. Другие компании также готовы создать еще меньшее по размерам воздушное судно. Лучшее понимание того, как естественная природа помогает своим созданиям летать под дождем, может помочь в создании наших собственных микро воздушных судов.

Автор

Запись опубликована 24 Июнь 2012 в разделе Экология