Niðri á Jungleland: Winging It Like a Pro

Vængir skordýra líta út fyrir að vera slakir en þeir geta slegið ótrúlega 250 sinnum á sekúndu og flogið á þann hátt að menn geta aðeins dreymt um

Það er undravert hvernig skepna jafn viðkvæm og fiðrildi, með vefþunna vængi sína, getur flogið yfir landflug, einhvern veginn reið út stormi og hvassviðri á leiðinni

Við höfum öfundað þá, sennilega frá því að við áttuðum okkur á því að þeir gætu flogið og við gátum ekki; að þeir hefðu vængi og við ekki. Og til að nudda það út, móðir náttúra reyndist tvær gjörólíkar, ef jafn sniðugar, vænghönnun og flugaðferðir til að gera skordýrum og fuglum kleift að fara á loft með mismunandi hætti. Hér munum við skoða hvað skordýravængir eru gerðir úr og hvernig þeir virka.

Skordýravængir eru gerðir úr tveimur lögum af kítíni, sem er sveigjanlegt, seigur og seigt, samlagið saman - sama efni og úr beinagrind skordýra samanstendur af. Þeir geta verið glitrandi gagnsæir og glitrandi eins og sellófan - eins og í vængjum flugna og drekafluga - eða, glæsilega litaðir og mynstraðir, eins og í fiðrildum. Þeir líta grannir út og virðast svo brothættir þegar þeir snúast og snúast - en það er bara blekking því þeir geta barið 250 sinnum á sekúndu, snúið og snúið um ásinn sinn með hverjum einasta slag, búið til og losnað frá trylltum litlum hvirfilbyljum (hvirflum) þegar þeir gera. Uppbyggingarstyrkur er veittur með bláæðum í bláæðum (mynstrið er einstakt fyrir hverja skordýrategund) og þó að stærstur hluti vængsins sé dauður, þá eru nokkrir taugaendir sem eru lifandi og viðkvæmir. Í hvíld líta þeir ekki einu sinni út eins og dæmigerðir vængir - að vera flatir, sléttir fletir. En þegar þeir eru komnir í gang, taka þeir á sig mynd loftþilja og veita þeim lyftu sem er nauðsynleg til að ná því sem í raun er óloftfræðilega útlitandi veru frá jörðu og renna í loftið.

Flest skordýr eiga eitt vængjapar þó að margir byrjuðu með því að eiga tvö pör. Sumir fornir hefðarmenn eins og drekaflugurnar gera það enn. Í bjölluættinni þróuðust framvængirnir í litskrúðugar vænghlífar sem kallast elytra, sem hækka þegar skordýrið flýgur. Þeir stuðla einnig að smá lyftingu. Hjá öðrum, eins og sönnum flugum, þróuðust afturvængirnir í stubbaða hnúta sem kallast haltrar sem veita stöðugleika í flugi. Nokkur fjögurra vængja skordýr eins og fiðrildi, býflugur og geitungar krækja eða festa aftur- og framvængi saman meðan þeir fljúga þannig að þeir virka sem eitt par. Skordýraflug er afar flókið og hefur ráðið okkur mjög lengi áður en við byrjuðum að átta okkur á því.

Einfaldasta leiðin til að útskýra það er að skordýr fljúga á svipaðan hátt og þyrlur gera - að blása lofti fyrir neðan og í burtu frá þeim og veita þannig lyftu og framdrif. Þó að þyrla halli nefinu niður til að ná réttri samsetningu lyftu og framdrifs (þannig að skutlar þess séu rétt hornréttir), þá kemst skordýrið með því að snúa vængjunum um ásinn sinn eins og átta í hverjum vænghöggi. Það þarf gríðarlega mikla orku til að láta þessar fyrirferðarmiklu, leggir litlu verur taka sig á loft og fljúga og það er veitt af gríðarlegum vöðvum í brjóstholi skordýrsins. Hér eru líka tvö mismunandi kerfi að verki.

Fjögurra vængja skordýr eins og dreki hafa eitt par flugvöðva á hverja væng, sem rekur vængina beint í gegnum snjallt lamandi kerfi-annar vöðvinn ber ábyrgð á uppstreyminu og hinn fyrir niðurfallið. Vöðvarnir eru settir lóðrétt í brjóstholið, hengdir við botn vængjanna ofan frá. Þar sem hver vængur hefur sitt eigið vöðvasafn getur hann slegið óháð öðrum og gerir skordýrið kleift að gera undraverðar flugæfingar. Á bakhliðinni getur dreki ekki slegið vængi sína meira en um 25 slög á sekúndu, þó að þetta virðist alls ekki hafa áhrif á flugvirkni hans - og það getur flogið fullkomlega þægilega jafnvel með aðeins þremur vængjum. Skordýr eins og býflugur og geitungar hafa tvö pör af óbeinum flugvöðvum, sem eru tengdir brjóstholi, lárétt og lóðrétt, og vængir þeirra eru festir við hlið brjóstholsins. Samdráttur lóðréttra vöðva togar toppinn á brjóstholinu niður og lætur hliðarnar bungast út þannig að vængirnir hreyfast upp og samdráttur lárétta vöðvans bognar brjóstþakið upp á við og veldur því að vængirnir hreyfast niður. Kerfið er svo skuldsett að lítil hreyfing á brjóstholi leiðir til tiltölulega mikillar vænghreyfingar og mögnuð smellubúnaður (frekar eins og með því að slökkva og slökkva á rafmagns ljósrofi) sem starfar á milli brjósthols og vængja flýtir fyrir tíðni vængslögin.

Einstakur hluti af ofvirkum vöðvavef sem kallast fibrillar vöðvi, sem dregst sjálfkrafa saman eftir að hann hefur verið teygður, tryggir að aflgjafinn til vængjanna haldist vel eftir að hvatinn frá miðtaugakerfinu hefur stöðvast. Vöðvarnir geta þannig dregist saman og slakað miklu hraðar en taugakerfið getur stjórnað því, sem gerir vænghöggtíðni 250 slög á sekúndu kleift. Að auki eru nokkrir aðrir aukavöðvar sem leyfa vængjunum að snúast og snúast, sem gerir skordýraæfingum kleift að glitra svo töfrandi - og fluga getur lent á hvolfi í loftinu! Eins og flestar vélar þarf líka að hita upp flugmótor skordýra áður en þau geta starfað og sum skordýr geta aftengt vængina frá vöðvunum (eða hreinlega skjálfa vængina) á meðan þeir titra þannig að þeir nái rekstrarhita (á milli 30 og 40 gráður á Celsíus). Þess vegna fljúga skordýr venjulega ekki á frystandi vetrardögum.

Það er í raun undravert að hugsa til þess hve veru jafn viðkvæm og fiðrildi, með flagnandi vefjaþunna vængi, getur tekið á sig flug milli landa, einhvern veginn reið út stormi og hvassviðri á leiðinni; það er nógu erfitt að ímynda sér hvernig með þessu brjálæðislega jo-jo flugmynstri tekst að snerta með svo mikilli nákvæmni á vindblásnu blómi (eins og að lenda þyrlu á bobbing cockle-shell bát!). Eða hvernig þessi leiðinlegi húsfluga kemst auðveldlega hjá flugusveiflinum þínum, aðdráttar ósvífinn framan í andlitið á þér og fer fjórföld afturábak áður en hún lendir á hvolfi á loftinu, enn og aftur.

Þú getur aðeins gefið því fullkomið 10.