Alai

En fluga surrar förbi ditt huvud och landar i närheten; du tar en flugsmällare eller rullar ihop ett magasin och närmar dig försiktigt – och du slår till!

Men oavsett hur snabb du är så är flugan nästan alltid snabbare, och den lyckas oftast undvika ditt slag och komma undan oskadd. (Försöker den irritera dig?!)

Flugor har många anpassningar som ger dem ökad snabbhet, manövrerbarhet och perception, vilket gör dem mycket, mycket bra på att upptäcka och undvika även de snabbaste slagen. Och nya bevis visar att flugornas modifierade bakvingar spelar en viktig roll när det gäller att få dem att lyfta snabbt – ofta precis i tid.

Relaterat: 7 fantastiska ninjakunskaper för insekter

Husflugor (Musca domestica) tillhör ordningen Diptera, eller äkta flugor. Diptera-flugor har modifierade bakvingar som har utvecklats till små, pinnliknande strukturer med en knopp i slutet, som kallas halter. Deras vibrationer hjälper insekterna att stabilisera sina kroppar under flygning genom att känna av kroppens rotationer och överföra information till vingarna.

Flugor i Diptera-undergruppen Calyptratae, som inkluderar husflugor, vibrerar också sina halter när de går, men forskarna visste inte varför. I en studie som publicerades online 13 januari 2021 i tidskriften Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences undersökte forskare Calyptratae-flugor för att se om haltersvibrationen påverkade deras övergång i luften och riktade ytterligare sensorisk input för att hjälpa till att samordna rörelser i ving- och benmusklerna.

Med hjälp av höghastighetskameror som fångade bundna och fria laboratorieuppfödda flugor under start spelade forskarna in bilder med hastigheter på upp till 3 000 bilder per sekund. De fann att Calyptratae-flugorna sköt sig själva ungefär fem gånger snabbare än andra flugor; deras starter krävde i genomsnitt cirka 0,007 sekunder (7 millisekunder) och bara ett vingslag.

”Ingen av Calyptratae-flugorna hade en starttid som var längre än 14 millisekunder”, rapporterade forskarna. Som jämförelse kan nämnas att icke-Calyptratae-flugornas start varade ungefär 0,039 sekunder (39 millisekunder) och krävde ungefär fyra vingslag, enligt studien.

Nästan bedövade forskarna flugorna och tog bort haltererna, som alla Diptera-flugor har. Calyptratae-flugor som saknar dessa knubbiga strukturer tog mycket längre tid att ta sig upp i luften, men starttiden påverkades inte av icke-Calyptratae-flugor utan halter. Stabiliteten under start försämrades också när haltererna togs bort, men bara hos Calyptratae-flugor.

För Calyptratae-insekter som är kända som blåsflugor och som försökte flyga iväg utan halter ”resulterade alltid i en kraschlandning”, rapporterade forskarna.

”Det här tyder på att för Calyptratae-flugor är halteringång nödvändig för att starta snabbt och stabilt”, säger studiens huvudförfattare Alexandra Yarger, postdoktoral forskare vid Imperial College i London. Yarger utförde flugforskningen med Fox Lab vid biologiavdelningen vid Case Western University i Cleveland, Ohio.

Att kunna undkomma predation är ett stort plus för ett djur, och Calyptratae-flugor är extremt framgångsrika; med cirka 18 000 beskrivna arter utgör de cirka 12 % av Diptera-mångfalden, berättade Yarger för Live Science i ett mejl.

”När man utför en flyktstart kommer det alltid att finnas en avvägning mellan hastighet och stabilitet, men Calyptratae verkar ha hittat ett sätt att förneka en del av stabilitetsförlusten genom att använda sina halter”, säger Yarger. ”Haltererna gör att Calyptratae kan utföra snabbare och mer stabila flyktförsök än många andra flugarter.”

I ett ögonblick

Haltererna är inte det enda hemliga vapnet i en flugas undvikande arsenal; när en fluga väl är luftburen kan den utföra manövrar som en stridspilot skulle vara avundsjuk på. Fruktflugor kan ändra kurs på mindre än en hundradel av en sekund – ungefär 50 gånger snabbare än vad ett öga kan blinka, har Live Science tidigare rapporterat. I experiment genererade perfekt tajmade vingklaffar tillräcklig kraft för att snabbt driva flugorna bort från ett rovdjur när de befann sig i luften.

”Dessa flugor rullar upp till 90 grader – vissa är nästan upp och ner – för att maximera kraften och fly”, berättade Florian Muijres, som studerade flygningens biomekanik vid University of Washington i Seattle och nu arbetar vid Wageningen University & Research i Nederländerna, för Live Science 2014.

Flugor har också en exceptionell syn, vilket hjälper dem att planera sina hopp bort från ett hot. Ungefär 200 millisekunder före start använder fruktflugor visuell input som varnar för hotande fara för att justera sin hållning och peka ut den riktning som kommer att skicka dem i säkerhet, skrev forskare 2008 i tidskriften Current Biology.

I själva verket jonglerar deras förbättrade uppfattning upp till sex gånger mer visuell input på en sekund än vad människor kan, rapporterade BBC 2017.

Djurs hjärnor uppfattar tidens gång genom att bearbeta bilder i hastigheter som är kända som ”flimmerfusionshastigheten”, en term som beskriver hur många bilder som blinkar in i deras hjärnor per sekund. Roger Hardie, professor emeritus i cellulär neurovetenskap vid universitetet i Cambridge i England, implanterade elektroder i fotoreceptorerna i flugornas ögon för att mäta deras flimmerfusionshastighet och beräknade att den var 400 gånger per sekund. Detta innebär att rörelser som du uppfattar som ”normala” rör sig som slow-motion för en fluga.

Med alla dessa inbyggda fördelar är det inte konstigt att flugan som du försöker slå kan fly. Ett tillvägagångssätt som kan förbättra dina chanser är dock att rikta ditt slag mot en plats där flugan sannolikt kommer att gå, snarare än där den vilar, berättade Michael Dickinson vid California Institute of Technology i Pasadena för The Independent 2011.

”Det är bäst att inte slå mot flugans utgångsläge”, sa Dickinson. ”Sikta lite framåt för att förutse var flugan kommer att hoppa.”

Då kan du också låta flugan vara ifred, tillade Yarger. ”De har lika stor rätt till överlevnad som alla andra djur”, sade hon.

REDIGERINGENS ANMÄRKNING: Artikeln uppdaterades klockan 11:35 ET den 13 januari för att inkludera citat från den ledande forskaren och video av experimenten.

Originellt publicerat på Live Science.