Техника находится в разительном контрасте с другими насекомыми, как мухи, которые отодвигают сначала и затем начинают бить их крылья отчаянно, часто падая неудержимо в процессе. Тот сильный pushoff выдает их местоположение, однако, позволяя нам ударить их более легко, чем мы можем ударить москита.«Москиты взлетают главным образом с их крыльями и отодвигают с их ногами очень, очень слегка, или возможно нисколько», сказали София Чанг, Калифорнийский университет, аспирант Беркли, который пререкался и накормил малярийных москитов, чтобы изучить их взлеты. «Если бы они должны были отодвинуть намного больше с их ногами, они не должны были бы производить столько же лифта с крыльями. Но если они поднимутся только с их крыльями, Вы не будете чувствовать, что они отрываются Ваша кожа».
Москиты в состоянии сделать эти тайные взлеты с пустым животом или один заполненный с кровяной мукой, которая почти удваивает их вес, сказала она.Работая в лаборатории Флориэна Миджреса в Вагенингенском университете в Нидерландах, Чанг ездил на велосипеде через 600 москитов, поскольку команда усовершенствовала свою установку, чтобы снять взлеты москита с тремя высокоскоростными камерами, стреляющими в 125 000 кадров в секунду.
Чанг первоначально накормил их кровью от ее собственной руки, прежде чем энтомолог Вагенингенского университета Джеорен Спицен предоставил проекту свои энтомологические экспертные знания и оборудование, чтобы накормить их искусственно.Ее команда использовала виды Anopheles москитов coluzzii – который может перенести малярию, но был сохранен стерильным во время эксперимента – в надежде на нахождение ключей к разгадке маневров полета, которые могли использоваться против них.«Эти исследования могут также дать подсказки о том, как построить очень, очень маленькие роботы. Это – область, где миниатюризация – Святой Грааль», сказал Чанг.
Она и ее коллеги, включая УКА Беркли интегральные преподаватели биологии Роберт Дадли и Мими Коель, прежде всего интересовались тем, как насекомые изменяют свои взлеты, неся дополнительный вес, как кровяная мука. Высокоскоростные камеры захватили абсолютные силуэты москитов и их крыльев избиения, которые Muijres смог превратиться в трехмерные изображения wingbeats, чтобы помочь вычислить лифт и другие аэродинамические силы. Из многих снятых москитов 63 видео были проанализированы в исследовании: 32 из загруженных кровью москитов, 31 непитаемого.Чанг, Миджрес и Уоутер ван Вин были удивлены найти, что москиты начали бить крылья приблизительно 30 миллисекунд перед стартом, используя чрезвычайно высокое – и раздражающе скуля – частота взмаха крыльев приблизительно 600 ударов в секунду.
Другие столь же размерные насекомые бьют крылья приблизительно 200 раз в секунду.Они также обнаружили, что насекомые использовали в своих интересах исключительно длинные ноги, чтобы расширить их мягко и медленно снижать по этим 30 миллисекундам перед взлетом, поднявшись свободный с едва восстановлением. Когда Чанг и Миджрес вычислили вклад крыльев во взлет, они были впечатлены, что они внесли по крайней мере 60 процентов силы – и возможно вся сила – должна была снять откормленного москита от кожи.
«Вместо того, чтобы идти быстро, они не торопятся, но они ускоряют все время так, чтобы они достигли конечной скорости в значительной степени то же самое как дрозофилы», сказал Чанг. «Это – что-то, что могло бы быть уникально для москитов и возможно даже уникально для едоков крови».Дрозофилы, команда нашла, проявили почти четыре раза силу, проявленную москитами во время взлета. Соавтор Барт Бимэнс сравнил анатомию мышц ног москитов и дрозофил и нашел, что москиты пропускали мышцы быстрого удара, что существующий у дрозофил, по-видимому, «потому что [москиты] должен произвести более низкую силу в pushoff», сказал Миджрес.
«Эти видео показали, что москиты женского пола, несущие еду крови, производят дополнительный лифт, который они должны снять с такими тяжелыми грузами, охватив их крылья через большее расстояние во время каждого wingbeat, чем делают москитов, которые не несут грузы», отметил Коель.Команда затем планирует посмотреть на приземления москита, которые являются одинаково тайными, и сравнивают их со взлетами и приземлениями других кровососущих насекомых и некровососущих москитов, чтобы определить, проявляют ли они столь же мягкое прикосновение.Работа была поддержана Национальным научным фондом (DGE-0903711) и Институтом Вагенингена Зоологии.
Чанг и ее коллеги от УКА Беркли и Вагенингенского университета в Нидерландах сообщат, что их результаты в газете изданы 18 октября в Журнале Экспериментальной Биологии.