Раскрыт секрет борьбы пчёл с турбулентностью

О результатах своего исследования рассказали Стейси Комбс (Stacey Combes) из Гарварда и Роберт Дадли (Robert Dudley) из Калифорнийского университета.

Самцы орхидейных пчёл извлекают многократную выгоду сотрудничества с цветками. Занимаясь опылением, они собирают на себя ароматические соединения, играющие большую роль в обозначении территории и ухаживании (фото Daniel-Costarica/flickr.com).

Ранее биомеханику полёта насекомых учёные пытались "расшифровать" в лабораторных условиях, соответственно снимая движения подопечных в неподвижном воздухе или ровном потоке. Однако в природе летающие животные постоянно сталкиваются с порывами ветра и различными завихрениями. Как при этом им удаётся сохранять стабильность?

Чтобы ответить на этот вопрос, биологи провели опыты с 10 видами диких орхидейных пчёл непосредственно на природе — в джунглях Панамы.

Правда, перед высокоскоростной камерой, записывающей полёты пчёл, авторы эксперимента намеренно создавали сильные хаотичные потоки воздуха, дабы посмотреть, как насекомые будут преодолевать это препятствие.

Стимулом к преодолению служили пахучие приманки — самцы орхидейных пчёл охотно собирают ароматные вещества, которые им нужны, к примеру, чтобы заманивать самок.

Стейси и Роберт. Кстати, Дадли нам известен по открытию превращения муравьёв в ягоды и участию в дискуссии вокруг природного алкоголизма животных (фотографии Harvard University, UC Berkeley).

Учёные зафиксировали максимальные скорости полёта в зависимости от уровня "искусственного урагана" и отсняли различие в поведении пчёл в тех или иных условиях.

Так обнаружилось, что по мере возрастания "атмосферных помех" крохотные летуны меняют свою аэродинамическую конфигурацию, а именно — расставляют в стороны свои массивные задние ноги.

Зачем? Ведь, как показали измерения, это только увеличивает аэродинамическое сопротивление насекомого на 30% и, соответственно, поднимает его энергозатраты, а также — ухудшает манёвренность.

Оказывается, это плата пчелы за повышение устойчивости в вихревых потоках. Биологи поясняют: расставленные ноги увеличивают момент инерции пчелы, уменьшая тем самым её раскачивание под действием воздушных порывов. Так насекомому удаётся дольше сопротивляться воздушным возмущениям. Стейси сравнивает эту тактику с действиями фигуриста на льду: когда вращающийся человек разводит руки, он замедляет своё вращение.

Впрочем, когда по мере роста скорости вихрей раскачивания из стороны в сторону начинали занимать больше 80% времени, пчёлы теряли стабильность и падали. До этого же момента им удавалось существенно наращивать собственную скорость, используя тактику расставленных ног, несмотря на вихри вокруг.

Комбс и Дадли полагают, что выводы, сделанные на основе наблюдений за пчёлами, можно распространить и на целый ряд их родственников — ос, летающих муравьёв, пилильщиков и так далее.

Детали исследования можно найти в статье в PNAS.