Метельки злітають зі стрибка

Щоб не бити крилами по землі, метелики спочатку підстрибують, а вже потім починають махати крилами.


Навіть той, хто зовсім не розбирається в метеликах, може розрізнити серед них дві великі групи: одні під час відпочинку тримають крила в піднятому положенні над тілом, інші ж складають їх горизонтально, «будиночком». Перших ми зазвичай так і кличемо метеликами, другі ж відомі як метелики (з іншого боку, метеликами часто називають і метеликів, що тримають крила сомкнутими). Це не єдина відмінність між ними: так, у метеликів усики-антени зазвичай мають втовщення на кінці, а у метеликів усики прямі або навіть волохаті. Крім того, тулуби у метеликів товщі, ніж у метеликів, і гущі покриті волосинами.


Складені будиночком крила повинні б доставляти метеликам велику незручність: при зльоті вони неминуче зачіпали б за тверду «злітно-посадкову» поверхню. (У метеликів, очевидно, будова тіла і кріплення крил таке, що вони з першого ж помаху опиняються в повітрі.) І метелики знайшли просте рішення - вони стали злітати зі стрибка. Тобто перш ніж почати махати крилами, комахи підстрибують, причому у різних видів стратегії зльоту відрізняються. Найлегші з них тримають крила складеними до тих пір, поки не опиняться в повітрі (деякі ж взагалі роблять кілька стрибків). Метелики середніх розмірів розкривають крила прямо в стрибку, а ті, які важать трохи більше середнього, розкривають їх перед тим, як стрибнути - в останньому випадку перший мах крилами вниз поєднується з відштовхуванням ногами.

За комахами спостерігали Малькольм Берроуз (Malcolm Burrows) і Марина Доросенко (Marina Dorosenko) з Кембриджу, які опублікували на цю тему статтю в The Journal of Experimental Biology, коротко про результати дослідження можна прочитати в замітці Джеймса Гормана в New YThe. Однак родзинка роботи полягає не стільки в самих по собі стрибаючих метеликах, скільки в тому, що вони використовують для стрибка тільки лише м'язи ніг. Справа тут ось у чому: коли зоологи тільки починали вивчати стрибаючих комах, то вважали, що все визначається м'язами, мозком і нервовими ланцюжками, що йдуть від мозку до м'язів. Але виявилося, що майже у всіх стрибунів є особливі механізми, які або забезпечують необхідну силу, або синхронізують роботу поштовхних ніг.

Наприклад, личинки свинушок, родичів цикад, стрибають зі швидкістю майже 4 м/с. Сам поштовх триває всього 30 мікросекунд, швидкість ж проведення нейронного імпульсу - аж 2 000 мікросекунд, і, якби все залежало тільки від мозку, то одна нога могла б вже відштовхнутися, тоді як друга все ще чекала б нервового сигналу. Секрет личинок вдалося розкрити Малькольму Берроузу та іншому його співавтору, Грегорі Саттону: два роки тому вони опублікували в Science статтю, в якій розповідали про своєрідну зубчасту передачу між кінцівками комах. Через неї рух однієї ноги тут же передавався іншій, що гарантувало одночасне спрацювання обох кінцівок.

У звичайних ковальців і бліх стабілізація тіла під час стрибка, а одно і здатність стрибати тільки на одній нозі забезпечується особливим кріпленням ніг до тіла. Комахи використовують «безмишкову тягу», засновану на конструктивних особливостях суглобів кінцівок, коли потрібно збалансувати різні за силою м'язи-антагоністи. Що ж стосується сили для відштовхування, то багато видів використовують для стрибка потенційну енергію, запасену за допомогою особливого еластомірного білка резиліну, що входить до складу зв'язок. Розправляючись, стислий резилін віддає 97% запасеної енергії, білок еластин, що входить до складу зв'язок у ссавців, - 90%, краща гума - 80%.

Однак метелики, як було сказано, не використовують ніяких «технологій», крім власних м'язів і нервів; можна сказати, що вони підстрибують, як люди. Як поштовхи у метеликів працюють чотири ноги, які розподіляють зусилля по всій поверхні від якої доводиться відштовхуватися. Втім, автори роботи підкреслюють, що наймасивніші з метеликів у дослідженні так і не «взяли участь» - можливо, що якраз у яких-небудь особливо великих бражників у стрибку все-таки спрацьовують якісь додаткові хитромудрі механізми, що дозволяють їм піднятися в повітря.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND