science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe libellen zichzelf oprichten als ze ondersteboven worden neergezet

Dragonfly herstelt van ondersteboven vallen in ~200ms met behulp van complexe vleugelbewegingen. Krediet:Z. Jane Wang, Cornell University

Een drietal onderzoekers, twee aan de Cornell University en de andere aan het Howard Hughes Medical Institute, heeft de manier ontdekt waarmee libellen zichzelf zo snel kunnen oprichten vanuit een omgekeerde oriëntatie. In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Science , Z. Jane Wang, James Melfi en Anthony Leonardo beschrijven experimenten die ze hebben uitgevoerd met vliegende libellen en wat ze hebben geleerd over de vliegmechanica van het insect.

Libellen zijn vliegende insecten die worden gekenmerkt door paren transparante vleugels, een lang, dun lichaam en veelzijdige samengestelde ogen. Ze worden over het algemeen gezien rond vijvers en moerassen. Ze staan ​​ook bekend om hun vliegende behendigheid, en het was deze eigenschap die de onderzoekers deed afvragen of ze in staat waren om te herstellen van een scenario waarin ze zich van nature waarschijnlijk niet zullen bevinden - door plotseling ondersteboven te vallen.

Het werk omvatte het verzamelen van monsters voor laboratoriumonderzoek. Ze begonnen met het pakken van exemplaren, draaiden ze om en lieten ze vallen. Ze ontdekten dat alle exemplaren heel snel herstelden - zo snel dat de onderzoekers de actie niet konden volgen. Vervolgens schilderden ze kleine witte stippen op de vleugels en lichamen van verschillende exemplaren en filmden ze hoe ze vielen met een hogesnelheidscamera. In de slow-motionvideo waren ze slechts gedeeltelijk in staat om te bepalen wat de libellen deden om zichzelf met de goede kant naar boven te draaien.

Dragonfly herstelt van ondersteboven vallen in ~200ms. Berekening van de oprichtende manoeuvre onthult de belangrijkste controlestrategie die leidt tot de rollende manoeuvre. Krediet:Z. Jane Wang, Cornell University

Onverschrokken gebruikten de onderzoekers de video om een ​​geautomatiseerd 3D-model te maken van de libellen terwijl ze zichzelf oprichtten. Toen konden ze precies zien wat de libellen aan het doen waren toen ze vielen - ze wierpen hun linker- en rechtervleugel in enigszins verschillende hoeken, en dwongen hun lichaam te draaien totdat ze weer met de goede kant naar boven waren. Ze merkten op dat sommigen naar links rolden, terwijl anderen naar rechts rolden, maar in beide omstandigheden was het eindresultaat hetzelfde:een hervatting van de normale vlucht.

De onderzoekers vroegen zich toen af ​​hoe de insecten wisten dat ze ondersteboven waren - om een ​​mogelijk antwoord te vinden, bedekten ze de ogen van verschillende exemplaren, draaiden ze om en lieten ze vallen - geen van de libellen kon herstellen, wat suggereert dat ze visuele aanwijzingen gebruiken voor oriëntatie.

Dragonfly herstelt van ondersteboven vallen in ~200ms. Berekening van de juiste manoeuvre onthult de belangrijkste controlestrategie die leidt tot de rollende manoeuvre. Krediet:Z. Jane Wang, Cornell University