Разкрити са сгъваемите крила на калинките - Детски новини
Снимка от Kazuya Saito
Калинките са изключително подвижни насекоми, които лесно могат да превключат от режим на летене в режим на ходене. Те излитат и кацат по-често от другите бръмбари, докато сгъват крилата си под ярка черупка. И го правят сръчно и бързо (средно за две секунди), въпреки факта, че дължината на крилата им далеч надвишава дължината на цялото тяло.
Преди това изследователите са изучавали механизма на "разгръщане" на крилата на калинките. Известно е, че задните им мембранни крила се изправят средно за една десета от секундата, а преди това насекомото повдига елитрата - същите ярко червени или оранжеви предни крила с черни точки. Те са по-плътни и предпазват прозрачните тънки задни крила. Последните трябваше да бъдат сгънати като оригами.
Но най-интересното е, че тези дълги крила са пронизани с мрежа от съдове, пълни с течност. Преди да излети, калинката повдига елитрата и напряга мускулите на третия гръден сегмент, увеличавайки налягането на течността в съдовете на летящите крила. В резултат на това еластичността на съдовете се увеличава и крилото се изправя.
При кацане механизмът се променя донякъде: калинката първо сгъва елитрата и едва след това започва да прибира задните крила, като активно си помага с корема. За първи път японски учени успяха да проследят този механизъм в детайли.
Kazuya Saito, професор в университета в Токио, каза, че неговият екип е работил с крави със седем места (вид Coccinella septempunctata). Учените са конструирали прозрачни изкуствени крила от материал, подобен на смола, който се втвърдява, когато е изложен на ултравиолетова светлина (подобно на гела, използван заудължаване на ноктите).
Тези импланти бяха трансплантирани в насекоми (отстраниха им едно надкрилие) и след това, използвайки високоскоростно заснемане и компютърна томография, те проследиха как сгъват крилата си след полет.
Освен това експертите изследвали отстранения участък под микроскоп. Оказа се, че вътрешната му страна е релефна и повтаря модела на съдовете на летящото крило. На него са открити и велкро - участъци с микроскопични четинки, които държат сгънато крило.
Точно същите лепкави зони има и в горната част на корема на насекомото. След като кацне, калинката сгъва елитрата и след това започва да стяга и изправя корема. В този момент налягането в съдовете намалява. При първото свиване на корема съдовете се поставят в съответните вдлъбнатини от вътрешната страна на елитрона.
След като коремът се отпусне, той се плъзга по долната страна на задните крила. След това калинката отново напряга корема, който, напрягайки се, вдига крилата и ги прибира под елитрона. В същото време прозрачни мембрани между съдовете действат като водачи при сгъване на крилото.
Между другото, сравнението с оригами в този случай се оказа малко погрешно: всъщност крилата не се огъват под остри ъгли, а по-скоро се усукват - вероятно така че съдовете да не се огъват и крилото да не се деформира.
"Обикновено трансформируемите структури изискват много детайли - стави и неподвижни части. Но в крилото на калинката няма стави. Те използват само гъвкавостта на структурата, която изгражда крилата им", заключава Казуя Сайто.
„Техниката на калинката за постигане на сложно огъване е доста вълнуваща и иновативна, особено за изследователи в областта на роботиката, механиката, космонавтикатаинженерство и машиностроене“, допълва професорът.
Според него откритият от учените механизъм ще бъде важен за инженерството. Например, по същия принцип могат да се сгъват и разгъват перките на слънчевите панели, крилата на автомобилите на бъдещето и дори чадър или вентилатор. Помислете за сгъваемия космически модул BEAM, който в момента се тества на МКС. Ако успее, по негов образ и подобие ще бъдат проектирани надуваеми жилищни модули за междупланетни мисии с участието на хора.