Alai

Mucha przelatuje obok twojej głowy i ląduje w pobliżu; chwytasz packę na muchy lub zwijasz magazynek i podchodzisz ostrożnie – i uderzasz!

Ale nieważne jak szybki jesteś, mucha jest prawie zawsze szybsza, i zazwyczaj udaje jej się uniknąć twojego ciosu i uciec bez szwanku. (Czy próbuje cię zirytować?!)

Muchy mają wiele przystosowań, które nadają im zwiększoną szybkość, zwrotność i percepcję, co czyni je bardzo, bardzo dobrymi w wykrywaniu i unikaniu nawet najszybszych machnięć. I nowe dowody pokazują, że zmodyfikowane tylne skrzydła muchy odgrywają ważną rolę w uruchamianiu ich do szybkiego startu – często właśnie w samą porę.

Powiązane: 7 amazing bug ninja skills

House flies (Musca domestica) należą do rzędu Diptera, czyli prawdziwych much. Muchy Diptera posiadają zmodyfikowane tylne skrzydła, które przekształciły się w maleńkie, przypominające kij struktury z gałką na końcu, zwane halteres. Ich wibracje pomagają owadom ustabilizować ich ciała podczas lotu, poprzez wyczuwanie rotacji ciała i przekazywanie informacji do skrzydeł.

Muchy w podgrupie Diptera Calyptratae, która obejmuje muchy domowe, również wibrować ich halteres podczas chodzenia, ale naukowcy nie wiedzieli dlaczego. W badaniu opublikowanym online 13 stycznia 2021 w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, naukowcy badali muchy Calyptratae, aby sprawdzić, czy oscylacja haltere wpłynęła na ich przejście w powietrze, kierując dodatkowe dane sensoryczne, aby pomóc w koordynacji ruchów w skrzydle i mięśniach nóg.

Używając kamer o wysokiej prędkości do przechwytywania uwiązane i wolne laboratorium hodowane muchy podczas startu, naukowcy nagrywali materiał z prędkością do 3000 klatek na sekundę. Odkryli, że muchy Calyptratae wystrzeliły się około pięć razy szybciej niż inne muchy; ich starty wymagały średnio około 0,007 sekundy (7 milisekund) i tylko jednego uderzenia skrzydła.

„Żadna z Calyptratae nie miała czasu trwania startu dłuższego niż 14 milisekund,” donoszą badacze. Dla porównania, starty much nie-Calyptratae trwały około 0,039 sekundy (39 milisekund) i wymagały około czterech uderzeń skrzydeł, zgodnie z badaniem.

Następnie, badacze znieczulili muchy i usunęli haltery, które mają wszystkie muchy Diptera. Muchy Calyptratae pozbawione tych gałązkowych struktur znacznie dłużej utrzymywały się w powietrzu, ale czas startu nie był zaburzony u much nie-Calyptratae pozbawionych halterów. Stabilność podczas startu również ucierpiała po usunięciu halterów, ale tylko u much Calyptratae.

Na przykład, Calyptratae owady znane jako muchy cios, które próbowały uciec startu bez ich halterów „zawsze powodował awaryjne lądowanie”, naukowcy reported.

„To wskazuje, że dla Calyptratae much, haltere wejście jest niezbędne do szybkiego i stabilnego startu”, powiedział główny autor badania Alexandra Yarger, badacz postdoktorancki w Imperial College London. Yarger przeprowadziła badania nad muchami w Fox Lab na Wydziale Biologii Case Western University w Cleveland, Ohio.

Bycie w stanie uciec przed drapieżnikami jest dużym plusem dla zwierzęcia, a muchy Calyptratae są niezwykle udane; z około 18 000 opisanych gatunków, stanowią one około 12% różnorodności Diptera, Yarger powiedział Live Science w e-mailu.

„Podczas wykonywania startu ucieczki zawsze będzie kompromis między prędkością i stabilnością, ale Calyptratae wydaje się, że znaleźli sposób, aby zanegować niektóre z utraty stabilności poprzez wykorzystanie ich halteres,” Yarger powiedział. „Halteres pozwala Calyptratae wykonywać szybsze i bardziej stabilne ucieczki niż wiele innych gatunków much.”

W mgnieniu oka

Halteres nie są jedyną tajną bronią w arsenale unikowym muchy, gdy mucha jest w powietrzu, może wykonywać manewry, które będą zazdrościć pilotowi odrzutowca myśliwca. Muszki owocowe mogą zmienić kurs w mniej niż 1/100 sekundy – około 50 razy szybciej niż oko może mrugnąć, Live Science wcześniej poinformował. W eksperymentach, doskonale wyczuwalne klapy skrzydeł generowały wystarczającą siłę, aby szybko odepchnąć muchy od drapieżnika, gdy były w powietrzu.

„Te muchy toczą się do 90 stopni – niektóre są prawie do góry nogami – aby zmaksymalizować ich siłę i uciec”, Florian Muijres, który studiował biomechanikę lotu na University of Washington w Seattle, a teraz jest na Wageningen University & Research w Holandii, powiedział Live Science w 2014 roku.

Muchy mają również wyjątkową wizję, która pomaga im zaplanować skoki z dala od zagrożenia. Około 200 milisekund przed startem, muszki owocowe wykorzystują dane wizualne ostrzegające o zbliżającym się niebezpieczeństwie, aby dostosować swoją postawę i wskazać kierunek, który pozwoli im wystrzelić w bezpieczne miejsce, napisali naukowcy w 2008 roku w czasopiśmie Current Biology.

W rzeczywistości ich ulepszona percepcja żongluje do sześciu razy więcej wizualnych danych wejściowych w jednej sekundzie niż ludzie mogą, BBC doniosło w 2017 r.

Mózgi zwierząt postrzegają upływ czasu, przetwarzając obrazy z prędkością znaną jako „wskaźnik fuzji migotania”, termin opisujący, jak wiele obrazów miga do ich mózgów na sekundę. Roger Hardie, emerytowany profesor neurobiologii komórkowej na Uniwersytecie w Cambridge w Anglii, wszczepił elektrody do fotoreceptorów oczu muchy, aby zmierzyć ich szybkość fuzji migotania, obliczając ją na 400 razy na sekundę; średnia szybkość fuzji migotania dla ludzi wynosi około 60, według BBC. Oznacza to, że ruch, który postrzegasz jako „normalny”, porusza się jak w zwolnionym tempie dla muchy.

Z tymi wszystkimi wbudowanymi zaletami, nic dziwnego, że mucha, którą próbujesz zamachnąć się, może uciec. Jednak jedno podejście, które może poprawić swoje szanse jest celowanie swat w miejscu, gdzie mucha jest prawdopodobne, aby przejść, a nie gdzie jest w spoczynku, Michael Dickinson z California Institute of Technology w Pasadenie powiedział The Independent w 2011.

„Najlepiej jest nie swat pozycji wyjściowej muchy,” Dickinson powiedział. „Celuj nieco do przodu od tego, aby przewidzieć, gdzie mucha będzie skakać.”

Ten znowu, można również po prostu zostawić muchę w spokoju, Yarger dodał. „Mają tyle samo prawa do przetrwania, jak każde inne zwierzę,” she said.

EDITOR’S NOTE: Artykuł został zaktualizowany o 11:35 ET na Jan. 13, aby włączyć cytaty z głównego badacza i wideo eksperymentów.

Originally published on Live Science.

.