Denník N

Vedci po prvý raz skúmali aerodynamiku letu komárov, nakrútili ich vysokorýchlostnými kamerami

Komár Aedes aegypti. Foto – TASR/AP
Komár Aedes aegypti. Foto – TASR/AP

Pri komároch sa svojský štýl letu mohol vyvinúť ako forma sexuálnej komunikácie. Počas vysokofrekvenčného kmitania krídlami vzniká zvuk, ktorý komáre používajú na hľadanie vhodného partnera.

Komáre trávia veľkú časť svojho života lietaním. Okrem hľadania obetí a kŕmenia sa si vo vzduchu hľadajú partnerov na párenie či kladú vajíčka.

Svojimi veľmi dlhými a úzkymi krídlami mávajú veľmi rýchlo, frekvenciou vyše 800 Hz, teda viac ako 800-krát za sekundu.

Spolu s veľmi nízkou amplitúdou mávania to predstavuje najrýchlejší pohyb krídel hmyzu (takmer štyrikrát rýchlejší ako pohyb krídel iného hmyzu s porovnateľnou veľkosťou tela).

Spôsob ich letu nebol donedávna príliš preskúmaný. Skupina anglických a japonských vedcov pod vedením Simona Walkera to zmenila a ukázala, že let komárov je skutočne unikátny.

Vo vedeckom časopise Nature uverejnili štúdiu, v ktorej po prvý raz opísali aerodynamiku letu tohto hmyzu.

Vysokorýchlostné kamery

Väčšina hmyzu (spolu s vtákmi a netopiermi) lieta tak, že dlhými pohybmi krídiel vytvárajú okolo seba miniatúrne víry vzduchu (odborne: víry na nábežnej hrane krídla). Výsledkom je pokles tlaku vzduchu nad krídlom a zvýšenie tlaku pod ním; tento rozdiel umožní zvieraťu vzlietnuť.

Komáre nevyužívajú dlhé pohyby krídel, ale krátke. Ak by bol tento druh pohybu jediným zdrojom vztlaku, komár by nedokázal vzlietnuť. „Vedeli sme, že (počas letu komára) musí dochádzať k niečomu čudnému. Len sme nevedeli, o čo presne ide,“ vyjadril sa Richard Bomphrey, hlavný autor štúdie, pre Science News.

Aby vedci preskúmali aerodynamiku komárieho letu, nakrútili let komára druhu Culex quinquefasciatus. Využili na to osem vysokorýchlostných kamier.

Výsledné aerodynamické údaje použili na namodelovanie prebiehajúcich fyzikálnych javov.

Let komára zblízka. Foto – R. J. Bomphrey, Toshiyuki Nakata, Nathan Phillips, Simon M. Walker

Rotovanie krídlami

Autori zistili, že okrem vzniku vírov vzduchu na nábežnej strane komárích krídel sú na let potrebné ešte ďalšie dva procesy. Ide o vznik vírov na takzvanej odtokovej hrane krídla a rotáciu krídel, ktorých úlohou je zvýšiť intenzitu vznikajúceho vztlaku.

Krídla komára počas letu opisujú tvar ležatej číslice osem. Keď sa krídla pri pohybe dostanú na okraj pomyselnej osmičky a začnú sa pohybovať smerom nahor, zachytia časť vznikajúcich vírov a využijú ich v opačnom smere, no tentoraz na opačnej strane krídla.

Počas tohto procesu dochádza aj k rotácii krídel. Pri nej sa mierne mení os rotácie z prednej časti krídla viac do tej zadnej.

Komár počas letu opisuje krídlami tvar číslice 8. Foto – Nature

Úloha pri komunikácii

Ako autori opísali v štúdii, „ukázali sme, že veľká časť aerodynamickej sily podporujúcej váhu komára počas letu vzniká spôsobom, aký doteraz nebol opísaný u žiadneho iného zvieraťa“.

To, či podobný štýl lietania používajú aj iné druhy hmyzu, nie je zatiaľ jasné. Ak vezmeme do úvahy pomerne nízku efektivitu takéhoto spôsobu lietania a veľké výdaje na energiu, je to málo pravdepodobné.

Komáre si mohli tento svojský štýl letu vyvinúť ako formu sexuálnej komunikácie. Počas vysokofrekvenčného kmitania krídlami totiž vzniká zvuk, ktorý komáre používajú na hľadanie vhodného partnera.

Zvláštny druh letu sa preto mohol z generácie na generáciu prenášať ako snaha dosiahnuť vyššie tóny zvukov (prednostne sa páril ten komár, čo mal vyšší tón počas lietania, čím sa znak preniesol na potomkov).

Aerodynamika letu komára. Zdroj – YouTube

Dostupné z doi: 10.1038/nature21727

Teraz najčítanejšie