Down in Jungleland: Winging It مثل المحترفين

تبدو أجنحة الحشرة واهية ، لكن يمكنها التغلب على 250 مرة في الثانية ، وتطير بطريقة لا يمكن للإنسان إلا أن يحلم بها

إنه لأمر مدهش كيف يمكن لمخلوق هش مثل الفراشة ، بجناحيه الرقيقين الأنسجة ، أن يقوم برحلات عابرة للقارات ، ويخوض بطريقة ما العواصف والرياح في طريقه.

لقد حسدناهم ، ربما منذ اللحظة التي أدركنا فيها أنهم يستطيعون الطيران ولكننا لا نستطيع ذلك ؛ أن لديهم أجنحة ونحن لا نملك. ولإدراك ذلك ، قامت الطبيعة الأم بإنتاج تصميمين مختلفين تمامًا ، وإن كانا مبدعين على حد سواء ، للأجنحة وتقنيات الطيران لتمكين الحشرات والطيور من الطيران بطرق مختلفة. هنا ، سوف نلقي نظرة على ماهية أجنحة الحشرات وكيف تعمل.

أجنحة الحشرات مصنوعة من طبقتين من الكيتين ، وهي مرنة ومرنة وقوية ، محصورة معًا - وهي نفس المادة التي يتكون منها الهيكل الخارجي للحشرة. قد تكون شفافة ولامعة بشكل قزحي مثل السيلوفان - كما هو الحال في أجنحة الذباب واليعسوب - أو ملونة ومزخرفة براقة ، كما هو الحال في الفراشات. تبدو واهية وتبدو هشة للغاية لأنها تلتف وتدور - ولكن هذا مجرد وهم ، لأنها يمكن أن تضرب 250 مرة في الثانية ، وتلتف وتدور حول محورها مع كل نبضة واحدة ، مما يخلق ويذرف الأعاصير الصغيرة الغاضبة (الدوامات). فعل. يتم توفير القوة الهيكلية من خلال شبكة من الأوردة (النمط فريد لكل نوع من أنواع الحشرات) ، وبينما مات معظم الجناح ، هناك بعض النهايات العصبية التي لا تزال حية وحساسة. في حالة الراحة ، لا تبدو حتى كأجنحة نموذجية - كونها مسطحة ، أسطح مستوية. ولكن بمجرد أن يتم تشغيلها ، فإنها تأخذ شكل الطائرات الهوائية ، وتوفر المصعد الضروري للحصول على ما هو في الأساس مخلوق غير ديناميكي هوائي بعيدًا عن الأرض وينطلق في الهواء.

تمتلك معظم الحشرات زوجًا واحدًا من الأجنحة ، على الرغم من أن العديد منها بدأ بزوجين. لا يزال بعض التقليديين القدماء مثل اليعسوب يفعلون ذلك. في عشيرة الخنفساء ، تطور زوج الأجنحة الأمامية إلى أغطية أجنحة ملونة تسمى elytra ، والتي يتم رفعها عندما تطير الحشرة. هم أيضا يساهمون في رفع قليلا. في حالات أخرى ، مثل الذباب الحقيقي ، تطورت الأجنحة الخلفية إلى مقابض قصيرة تعرف باسم haltres والتي توفر الاستقرار أثناء الطيران. العديد من الحشرات ذات الأجنحة الأربعة مثل الفراشات والنحل والدبابير ، تربط أو تربط أجنحتها الخلفية والأمامية معًا أثناء الطيران بحيث تعمل كزوج واحد. رحلة الحشرات معقدة للغاية وقد أربكتنا لفترة طويلة جدًا قبل أن نبدأ في اكتشافها.

ربما تكون أبسط طريقة لتفسير ذلك هي أن الحشرات تطير بنفس الطريقة التي تطير بها طائرات الهليكوبتر - وهي تهب الهواء أسفلها وبعيدًا عنها ، وبالتالي توفر الرفع والدفع. بينما تقوم المروحية بإمالة أنفها لأسفل لتحقيق التركيبة الصحيحة للرفع والدفع (بحيث تكون دواراتها مائلة بشكل صحيح) ، تحقق الحشرة ذلك عن طريق لف أجنحتها حول محورها مثل شكل ثمانية خلال كل ضربة جناح. يتطلب الأمر قدرًا هائلاً من الطاقة لجعل هذه المخلوقات الصغيرة الضخمة الساقطة تقلع وتطير ، ويتم توفير ذلك من خلال العضلات الضخمة في صدر الحشرة. هنا أيضًا يوجد نظامان مختلفان يعملان.

تمتلك الحشرات رباعية الأجنحة مثل اليعسوب زوجًا واحدًا من عضلات الطيران لكل جناح ، والتي تدير الأجنحة مباشرة من خلال آلية مفصلية بارعة - إحدى العضلات مسؤولة عن الضربة العلوية والأخرى عن الضربة السفلية. يتم تثبيت العضلات عموديًا في القفص الصدري ، وتتوقف عند قاعدة الأجنحة من الأعلى. نظرًا لأن كل جناح لديه مجموعة عضلاته الخاصة ، فإنه يمكنه التغلب بشكل مستقل عن الآخرين ، مما يمكّن الحشرة من إجراء مناورات طيران مذهلة. على الجانب الآخر ، لا يستطيع اليعسوب أن يضرب أجنحته بأكثر من 25 نبضة في الثانية ، على الرغم من أن هذا لا يبدو أنه يؤثر على أدائه الجوي على الإطلاق - ويمكنه الطيران براحة تامة حتى مع وجود ثلاثة أجنحة فقط. الحشرات مثل النحل والدبابير لها زوجان من عضلات الطيران غير المباشرة ، والتي ترتبط بالصدر ، أفقيًا وعموديًا ، وأجنحتها متصلة بجوانب الصدر. يؤدي تقلص العضلات الرأسية إلى شد الجزء العلوي من القفص الصدري لأسفل ويجعل جوانبه تنتفخ مما يجعل الأجنحة تتحرك لأعلى ، ويؤدي تقلص العضلات الأفقية إلى تقوس سقف الصدر لأعلى مما يؤدي إلى تحرك الأجنحة للأسفل. يتم رفع النظام لدرجة أن حركة صغيرة للصدر تؤدي إلى حركة جناح كبيرة نسبيًا وآلية نقر مذهلة (تشبه إلى حد ما تشغيل وإيقاف مفتاح كهربائي للضوء) تعمل بين الصدر والأجنحة مما يؤدي إلى تسريع وتيرة تردد دقات الجناح.

يضمن جزء فريد من الأنسجة العضلية شديدة النشاط تسمى العضلة الليفية ، والتي تنقبض تلقائيًا بعد التمدد ، استمرار إمداد الأجنحة بالطاقة بشكل جيد بعد توقف النبضات من الجهاز العصبي المركزي. وبالتالي ، يمكن للعضلات أن تنقبض وتسترخي بشكل أسرع بكثير مما يمكن للجهاز العصبي أن يأمرها به ، مما يتيح ترددات ضربات الجناح تبلغ 250 نبضة في الثانية. بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من العضلات الملحقة الأخرى التي تسمح للأجنحة بالالتفاف والدوران ، مما يتيح للحشرة مناورة مبهرة - وتهبط الذبابة رأسًا على عقب على السقف! مثل معظم المحركات ، تحتاج محركات طيران الحشرات أيضًا إلى التسخين قبل أن تتمكن من العمل ويمكن لبعض الحشرات أن تفصل أجنحتها عن عضلاتها (أو ببساطة ترتجف أجنحتها) أثناء اهتزازها حتى تصل إلى درجات حرارة التشغيل (بين 30) و 40 درجة مئوية). هذا هو السبب في أن الحشرات لا تطير عادة في أيام الشتاء المتجمدة.

إنه لأمر مدهش حقًا التفكير في كيف يمكن لمخلوق هش مثل الفراشة ، بجناحيه الرقيق الأنسجة الرقيق ، أن يقوم برحلات عبر القارات ، بطريقة ما يخرج من العواصف والرياح في طريقه ؛ من الصعب بما يكفي أن نتخيل كيف أنه ، من خلال نمط رحلة اليويو المتشنج هذا ، يتمكن من الهبوط بمثل هذه الدقة على زهرة تنفجر بالرياح (مثل هبوط طائرة هليكوبتر على متن قارب متمايل!). أو ، كيف تتجنب ذبابة المنزل المزعجة بسهولة ذبابة الذباب ، وتكبر أمام وجهك وتتقلب أربع مرات قبل أن تهبط رأسًا على عقب على السقف ، مرة أخرى.

يمكنك فقط إعطائها 10 مثالية.