Як літає муха

Дрозофіли маневрують у польоті за допомогою дванадцяти рульових м'язів, кожна з яких управляється тільки однією нервовою кліткою.


Крила комах влаштовані інакше, ніж крила птахів або кажанів. У хребетних це перетворені передні кінцівки, які складаються з кісток плеча, передпліччя, коми, пензля і прикріплених до них м'язів. У комах же в крилах немає ні кісток, ні м'язів, а з тілом вони з'єднані за допомогою хитромудрого з'єднання, яким управляє спеціальна мускулатура грудей. Хоча різні комахи літають по-різному, хтось гірше, хтось краще, серед них є справжні аси на кшталт мух, комарів та інших представників загону двокрилих, які маневрують у польоті з винятковим мистецтвом.


Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту спробували з'ясувати, як комахам - точніше, мухам дрозофілам - вдається так точно контролювати власний політ. Літальні м'язи у них діляться на дві групи, силові і напрямні. Силові м'язи комах дійсно надзвичайно сильні і вважаються чи не найпотужнішими в тваринному світі, і маневрувати з їх допомогою неможливо. Тут потрібні напрямні, «рульові» м'язи - їх у комах дванадцять.

Щоб зрозуміти, як працює вся ця система, дрозофіл садили в спеціальний польотний симулятор, в якому муха махала крилами, залишаючись на місці, а обстановка навколо неї змінювалася, змушуючи її як би змінювати напрямок польоту. Дрозофіли були генетично модифікованими - в їх м'язах синтезувався білок, який флуоресціював у відповідь на зміни рівня кальцію. М'язові скорочення залежать від іонів кальцію, і за допомогою білка, що світиться, можна було відрізнити один м'яз від іншого.

У статті в Current Biology Теодор Ліндсей (Theodore Lindsay) і його колеги пишуть, що рульові м'язи у дрозофіли відрізняються за функціями: п'ять з них активні в польоті весь час і потрібні для невеликого коригування курсу, інші ж сім здебільшого неактивні і включаються тільки тоді, коли потрібно здійснити швидкий маневр, що вимагає великого миттєвого зусилля. І ті, і інші кріпляться до чотирьох особливих структур в підставі крила, причому на один «важіль» припадає щонайменше по одному рульовому м'язу обох сортів.

Варто також додати, що кожна з дванадцяти напрямних м'язів контролюється тільки одним нейроном. Тобто комахам вдалося вирішити досить складне біомеханічне завдання, обмежившись мінімумом керуючих ресурсів, і, можливо, як це часто буває, «напрацювання» комах стануть в нагоді тим, хто намагається зробити літальні апарати більш маневреними і самостійними.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND