Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Комахи — єдина група безхребетних тварин, яка розвинула крила і можливість літати. У двох груп комах — бабок і одноденок — м'язи для польоту напряму з'єднані із крилами. У інших комах м'язи приєднані до хітинового покриву і періодично деформують його, а вже це спричиняє махання крилами. Деякі дуже малі комахи не використовують аеродинаміку сталого стану, а використовують механізм хлопання і плескання [en][]. Деякі комахи можуть зависати в повітрі. У деяких комах, наприклад у молі, передні крила [en] з задніми і можуть працювати в унісон.
Комахи вперше злетіли в повітря в кам'яновугільному періоді, близько 350 мільйонів років тому. Крила могли розвинутися з бокових придатків кінцівок, що вже існували і мали нерви, суглоби та м'язи, що застосовувалися тоді для інших цілей. Спочатку вони могли використовуватися для плавання у воді або для вповільнення зниження при планеруванні.
Механізм
Прямий політ
На відміну від інших комах, у одноденок (Ephemeroptera) і бабок (Odonata) м'язи крил прикріплені прямо до основи крил. Мале зміщення основи крила вниз рухає крило вгору (подібно до керування веслом). У бабок передні і задні крила подібні один до одного за формою і розміром, і кожне працює незалежно. Це дає можливість вправного керування і, як наслідок, маневреності: вони можуть змінювати швидкість і напрямок руху швидше за інших літаючих комах. Це не дивно, враховуючи що всі бабки є хижаками, і вони завжди полювали на інших літаючих комах.
Непрямий політ
Всі сучасні крилаті комахи, крім бабок і одноденок, літають, застосовуючи інший механізм: у них польотні м'язи прикріплені непрямо. Цей механізм виник лише один раз і є визначальною рисою (синапоморфією) інфракласу новокрилих. У цій же групі (ймовірно, не випадково) з'явився механізм складання крил в стані спокою позаду над черевцем (у деяких комах, таких як метелики, ця здатність вторинно була втрачена).
У вищих комах із двома функціонуючими парами крил обидві пари механічно сполучені різними способами і функціюють як єдина пара. Примітивним групам комах це не притаманне. Існують винятки й серед розвинутих новокрилих комах; тонкопряд хмелевий може рухати парами крил незалежно, що дозволяє йому літати як бабка. Але у всіх новокрилих однаковий спосіб роботи м'язів грудей: ці м'язи, замість того щоб з'єднуватися з крилами, приєднані до покривів грудей і деформують їх. Це, в свою чергу, приводить до руху крил. Група поздовжніх дорсальних м'язів (спинних) стискає грудну клітину від переду до заду, приводячи до того, що дорсальна поверхня грудей (нотум) вигинається вгору, змушуючи крила опускатися вниз. Група тергостенальних м'язів (задніх грудей) повертає нотум вниз, що призводить до руху крил угору. В деяких груп комах мах вниз відбувається виключно завдяки пружній віддачі грудної клітини при розслабленні тергостенальних м'язів. В основі крил є кілька маленьких склеритів, до яких кріпляться спеціальні окремі м'язи. Вони потрібні для тонкого налаштування основи крил, аби змінювати нахил і амплітуду махів крила.
Міф про неможливий політ джмеля
Існує добре відомий міф, що науковці одного часу ніби то довели факт, про те що джміль не повинен би був літати, і порушує відомі закони фізики. Міф з'явився після спроби розрахувати спрощеними загальновідомими методами політ джмеля, враховуючи площу крила і відносно велику вагу комахи.
Ця історія про те, що джмелі не повинні літати, виникла із дуже спрощеного розрахунку, який не враховує шорсткість та гнучкість їх крил. Крила джмеля вигинаються щоб утворити вихорі, що створюють підіймальну силу, при махах крила як вниз так і вверх, а повний аналіз його польоту повинен враховувати багато факторів: кут положення крила, деформацію аеродинамічні і інерційні сили що діють на крило, тощо. Для всіх параметрів ввели термін 'вектор тіла' - як такий, що визначає точну орієнтацію тіла комахи. Але навіть детальні моделі польоту джмеля є обмеженими, оскільки вони загалом основані на експериментах із прив'язаними джмелями, що поводять себе інакше.
Методи дослідження
Дослідник Ліжанг Цзен із китайського університету Цінхуа, разом із своїми колегами розробили лазерну систему, що може точно вимірювати ключові параметри польоту будь-яких комах - їх 'вектор тіла' .
Існуючі методи вимірювання векторів тіла комах в вільному польоті передбачають, що крила комахи поводять себе симетрично, але це відбувається лише коли комаха летить по прямій лінії. Аби виміряти вектор тіла точніше, Цзен і колеги розробили техніку, що враховує реалістичніші не лінійні траєкторії польоту.
Дослідники закріпили дзеркальний елемент вагою всього в 0.8 міліграмів до тіла джмеля, в верхній частині між крилами. Джмеля випустили літати вільно в середині невеликої прозорої коробки, і освітили його зверху масивом із 49 лазерів. З тим як джміль змінював траєкторію руху і орієнтацію тіла, лазерні промені реєструвалися на трапецеподібному екрані над коробкою.
Синхронізовані камери над і по боках коробки записували положення джмеля, і це дозволило розрахувати кут відбиття лазерних променів, а потім і вектор тіла. В поєднанні із даними швидкості і прискорення, що записали камери, техніка дозволить біологам змоделювати політ комахи точніше ніж раніше.
Див. також
Посилання
- Insect-like Flapping-Wing Micro Air Vehicles [ 4 січня 2006 у Wayback Machine.]
- The Novel Aerodynamics Of Insect Flight: Applications To Micro-Air Vehicles [ 4 березня 2011 у Wayback Machine.]
- The aerodynamics of insect flight [ 9 липня 2011 у Wayback Machine.]
- Flight muscles [ 22 серпня 2004 у Wayback Machine.]
- The Flight Of The Bumblebee [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.]
- Insect Flight [ 4 березня 2006 у Wayback Machine.]
- T. J. Dean (1 травня 2003). . Book of Insect Records. University of Florida. Архів оригіналу за 20 липня 2011. Процитовано 13 травня 2017.
Примітки
- Chapman, A. D. (2006). Numbers of living species in Australia and the World. Canberra: . с. 60pp. ISBN . Архів оригіналу за 9 червня 2009. Процитовано 13 травня 2017.
- March 2013 — Bristol Naturalists' Society[недоступне посилання з квітня 2019] Photography has revealed that both sexes unlock the pair of wings on each side and move them independently enabling hovering flight, very reminiscent of the way dragonflies fly.
- Smith D.S. (1965). Flight muscles of insects. Scientific American. 212 (6): 76—88. doi:10.1038/scientificamerican0665-76.
- . Архів оригіналу за 22 грудня 2017. Процитовано 19 грудня 2017.
- Lijang Zeng et al 2001 Meas. Sci. Technol. 12 1886
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Komahi yedina grupa bezhrebetnih tvarin yaka rozvinula krila i mozhlivist litati U dvoh grup komah babok i odnodenok m yazi dlya polotu napryamu z yednani iz krilami U inshih komah m yazi priyednani do hitinovogo pokrivu i periodichno deformuyut jogo a vzhe ce sprichinyaye mahannya krilami Deyaki duzhe mali komahi ne vikoristovuyut aerodinamiku stalogo stanu a vikoristovuyut mehanizm hlopannya i pleskannya en utochniti Deyaki komahi mozhut zavisati v povitri U deyakih komah napriklad u moli peredni krila en z zadnimi i mozhut pracyuvati v unison U babki polotni m yazi prikripleni pryamo do kril Komahi vpershe zletili v povitrya v kam yanovugilnomu periodi blizko 350 miljoniv rokiv tomu Krila mogli rozvinutisya z bokovih pridatkiv kincivok sho vzhe isnuvali i mali nervi suglobi ta m yazi sho zastosovuvalisya todi dlya inshih cilej Spochatku voni mogli vikoristovuvatisya dlya plavannya u vodi abo dlya vpovilnennya znizhennya pri planeruvanni MehanizmPryamij polit Pryamij polit m yazi spolucheni z krilami Lishe u velikih komah Polotni m yazi babok napryamu spolucheni z krilami Na vidminu vid inshih komah u odnodenok Ephemeroptera i babok Odonata m yazi kril prikripleni pryamo do osnovi kril Male zmishennya osnovi krila vniz ruhaye krilo vgoru podibno do keruvannya veslom U babok peredni i zadni krila podibni odin do odnogo za formoyu i rozmirom i kozhne pracyuye nezalezhno Ce daye mozhlivist vpravnogo keruvannya i yak naslidok manevrenosti voni mozhut zminyuvati shvidkist i napryamok ruhu shvidshe za inshih litayuchih komah Ce ne divno vrahovuyuchi sho vsi babki ye hizhakami i voni zavzhdi polyuvali na inshih litayuchih komah Nepryamij polit Nepryamij polit m yazi zmushuyut ruhatisya kutikulu grudej Pritamannij bilshosti komah Novokrili sho vklyuchayut metelikiv i bilshist inshih komah mayut nepryame kriplennya m yaziv dlya polotu Vsi suchasni krilati komahi krim babok i odnodenok litayut zastosovuyuchi inshij mehanizm u nih polotni m yazi prikripleni nepryamo Cej mehanizm vinik lishe odin raz i ye viznachalnoyu risoyu sinapomorfiyeyu infraklasu novokrilih U cij zhe grupi jmovirno ne vipadkovo z yavivsya mehanizm skladannya kril v stani spokoyu pozadu nad cherevcem u deyakih komah takih yak meteliki cya zdatnist vtorinno bula vtrachena U vishih komah iz dvoma funkcionuyuchimi parami kril obidvi pari mehanichno spolucheni riznimi sposobami i funkciyuyut yak yedina para Primitivnim grupam komah ce ne pritamanne Isnuyut vinyatki j sered rozvinutih novokrilih komah tonkopryad hmelevij mozhe ruhati parami kril nezalezhno sho dozvolyaye jomu litati yak babka Ale u vsih novokrilih odnakovij sposib roboti m yaziv grudej ci m yazi zamist togo shob z yednuvatisya z krilami priyednani do pokriviv grudej i deformuyut yih Ce v svoyu chergu privodit do ruhu kril Grupa pozdovzhnih dorsalnih m yaziv spinnih stiskaye grudnu klitinu vid peredu do zadu privodyachi do togo sho dorsalna poverhnya grudej notum viginayetsya vgoru zmushuyuchi krila opuskatisya vniz Grupa tergostenalnih m yaziv zadnih grudej povertaye notum vniz sho prizvodit do ruhu kril ugoru V deyakih grup komah mah vniz vidbuvayetsya viklyuchno zavdyaki pruzhnij viddachi grudnoyi klitini pri rozslablenni tergostenalnih m yaziv V osnovi kril ye kilka malenkih skleritiv do yakih kriplyatsya specialni okremi m yazi Voni potribni dlya tonkogo nalashtuvannya osnovi kril abi zminyuvati nahil i amplitudu mahiv krila Mif pro nemozhlivij polit dzhmelyaIsnuye dobre vidomij mif sho naukovci odnogo chasu nibi to doveli fakt pro te sho dzhmil ne povinen bi buv litati i porushuye vidomi zakoni fiziki Mif z yavivsya pislya sprobi rozrahuvati sproshenimi zagalnovidomimi metodami polit dzhmelya vrahovuyuchi ploshu krila i vidnosno veliku vagu komahi Cya istoriya pro te sho dzhmeli ne povinni litati vinikla iz duzhe sproshenogo rozrahunku yakij ne vrahovuye shorstkist ta gnuchkist yih kril Krila dzhmelya viginayutsya shob utvoriti vihori sho stvoryuyut pidijmalnu silu pri mahah krila yak vniz tak i vverh a povnij analiz jogo polotu povinen vrahovuvati bagato faktoriv kut polozhennya krila deformaciyu aerodinamichni i inercijni sili sho diyut na krilo tosho Dlya vsih parametriv vveli termin vektor tila yak takij sho viznachaye tochnu oriyentaciyu tila komahi Ale navit detalni modeli polotu dzhmelya ye obmezhenimi oskilki voni zagalom osnovani na eksperimentah iz priv yazanimi dzhmelyami sho povodyat sebe inakshe Metodi doslidzhennyaDoslidnik Lizhang Czen iz kitajskogo universitetu Cinhua razom iz svoyimi kolegami rozrobili lazernu sistemu sho mozhe tochno vimiryuvati klyuchovi parametri polotu bud yakih komah yih vektor tila Isnuyuchi metodi vimiryuvannya vektoriv tila komah v vilnomu poloti peredbachayut sho krila komahi povodyat sebe simetrichno ale ce vidbuvayetsya lishe koli komaha letit po pryamij liniyi Abi vimiryati vektor tila tochnishe Czen i kolegi rozrobili tehniku sho vrahovuye realistichnishi ne linijni trayektoriyi polotu Doslidniki zakripili dzerkalnij element vagoyu vsogo v 0 8 miligramiv do tila dzhmelya v verhnij chastini mizh krilami Dzhmelya vipustili litati vilno v seredini nevelikoyi prozoroyi korobki i osvitili jogo zverhu masivom iz 49 lazeriv Z tim yak dzhmil zminyuvav trayektoriyu ruhu i oriyentaciyu tila lazerni promeni reyestruvalisya na trapecepodibnomu ekrani nad korobkoyu Sinhronizovani kameri nad i po bokah korobki zapisuvali polozhennya dzhmelya i ce dozvolilo rozrahuvati kut vidbittya lazernih promeniv a potim i vektor tila V poyednanni iz danimi shvidkosti i priskorennya sho zapisali kameri tehnika dozvolit biologam zmodelyuvati polit komahi tochnishe nizh ranishe Div takozhKrila komah Polit ptahiv Litayuchi tvariniPosilannyaInsect like Flapping Wing Micro Air Vehicles 4 sichnya 2006 u Wayback Machine The Novel Aerodynamics Of Insect Flight Applications To Micro Air Vehicles 4 bereznya 2011 u Wayback Machine The aerodynamics of insect flight 9 lipnya 2011 u Wayback Machine Flight muscles 22 serpnya 2004 u Wayback Machine The Flight Of The Bumblebee 4 bereznya 2016 u Wayback Machine Insect Flight 4 bereznya 2006 u Wayback Machine T J Dean 1 travnya 2003 Book of Insect Records University of Florida Arhiv originalu za 20 lipnya 2011 Procitovano 13 travnya 2017 PrimitkiChapman A D 2006 Numbers of living species in Australia and the World Canberra s 60pp ISBN 978 0 642 56850 2 Arhiv originalu za 9 chervnya 2009 Procitovano 13 travnya 2017 March 2013 Bristol Naturalists Society nedostupne posilannya z kvitnya 2019 Photography has revealed that both sexes unlock the pair of wings on each side and move them independently enabling hovering flight very reminiscent of the way dragonflies fly Smith D S 1965 Flight muscles of insects Scientific American 212 6 76 88 doi 10 1038 scientificamerican0665 76 Arhiv originalu za 22 grudnya 2017 Procitovano 19 grudnya 2017 Lijang Zeng et al 2001 Meas Sci Technol 12 1886