By Коли ми знайомимось з польотом комах, то виявляється, що більшим легше: чим менші крила, тим більшої ваги набирає липкість повітря. Тому бабка пурхає тихо й елегантно, а звичайна муха літає по кривій і дзижчить. Але менша від крупинки піску літаюча комаха ставить цю теорію вверх ногами – пише Джек Теймішіа в часописі Scientific American.
Пір’єкрилий жук (Paratuposa placentis) має довжину неповних пів міліметра, тобто є меншим від деяких одноклітинних амеб. В цьому масштабі повітря дуже липким і науковці були переконані, що пересування маленьких комах відбувається тільки за допомогою випадкових повітряних струменів. Результати досліджень, опублікованих в “Nature”, доводять однак, що вони використовують свої мікроскопічні крильця, аби не відставати від тих видів, які від них утричі більші за розмірами.
Як вказує їх назва, пір’єкрилі жуки мають крила схожі до пір’їн. Ці «продувні» відростки є легкими і редукують вплив липучості повітря, порівняно з типовими для більшості видів комах перетинчастими крильцями, що дає можливість для виникнення піднімальної сили. Внаслідок еволюції у багатьох видів комах, в тому числі й паразитарних ос, разом зі зменшенням розмірів виникли схожі крильця, але, як твердять дослідники, саме ті маленькі жуки використовують незнану раніше стратегію, щоб оволодіти неймовірною здатністю літати.
У 2017 році вчені зібрали пір’єкрилих жуків, що жили на грибах у в’єтнамських джунглях. Щоб дослідити їхній політ, комах помістили у прозору колбу, а потім фільмували їх за допомогою двох швидких камер, спроможних реєструвати до 4000 кадрів на секунду. Зібрані дані було використано для реконструювання тривимірної моделі маленьких жуків і проведення розрахунків щодо їхніх аеродинамічних параметрів.
Дослідники виявили, що крильця пір’єкрилого жука не переміщаються просто вверх і вниз, а окреслюють «подиву гідні» вісімки. Співавтор праці Дмітрій Коломенський, фізик з московського Науково-технологічного інституту «Сколково», котрий спеціалізується на механіці рідин, пояснює, що після розгортання крилець з наїжаченими виростками, які до польоту комахи є скритими під крильцевими оболонками, вони починають виконувати дзеркальні рухи, перетинаючись між собою за і перед комахою, що трохи нагадує плавання у стилі метелика. Крильцеві оболонки стабілізують жука і його миготливі крильця, запобігаючи вируванню в русі.
Схожість цих рухів до плавання особливо інтригує Арвінда Сантананкрішнана, інженера-механіка із Університету Штату Оклахома, котрий займається аеродинамікою дрібних комах. «Зазвичай веслування такого типу ми спостерігаємо у невеликих ракоподібних, що живуть у воді, як то дафнії – пояснює Сантананкрішнана, котрий не брав участі в описуваних дослідженнях. – Це несподівано, що пір’єкрилі жуки здатні витворювати піднімальну силу, використовуючи ту саму стратегію».
Коломенський і його співробітники сподіваються, що їм вдасться пізнати техніку літання інших таких же малих жучків. Він теж переконує, що їхнє відкриття може мати вплив на рішення, що їх застосовують інженери з метою мініатюризації у літальних технологіях, хоч Коломенський і визнає, що створення дрону з розмірами пір’єкрилого жука буде значним викликом. «Імовірно не вдасться зробити його аж таким малим – зізнається він. – Та все ж це потрібно ще дослідити».
