Bilim adamları, uğur böceğinin katlanan kanatlarının sırrını ortaya çıkardı

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Tokyo Üniversitesi'nden bilim adamları, uğur kuşlarının katlanan arka kanatlarının sırrını ortaya çıkarmayı başardılar, sadece zaten iyi çalışılmış bir "hidrolik tahrikin" bir damar ağı ile değil, aynı zamanda karınlı elytranın da olduğunu keşfettiler. doğrudan bu sürece dahil olur.

Araştırmacıların çalışmaları Proceedings of the National Academy of Sciences'da yayınlandı ve Phys.org'da özetlendi.

Uğur böcekleri, ayakları üzerinde yürürken, kanatlarını sert elytra altında kompakt bir şekilde katlayarak onları hasardan koruyabilirler. Kalkış gerekirse arka perdeli kanatlar ortalama 0.1 saniyede açılıyor. Bu mekanizma iyi anlaşılmıştır, çünkü uğur böceği kanatlarını açmadan önce elitrayı kaldırır.

Elytranın altındaki böceklerin zarlı arka kanatları, origami gibi katlanır ve sıvı ile dolu bir damar ağı tarafından delinir. Kalkıştan önce, uğur böceği elitrayı kaldırır ve üçüncü torasik segmentin kaslarını zorlar, bu da uçan kanatların damarlarındaki sıvı basıncını arttırır. Sonuç olarak, damarların esnekliği artar ve kanat genişler.

Bilim adamları, kanadın katlanma sürecini ayrıntılı olarak göremediler. Gerçek şu ki, inişten sonra, uğur böceği elitrayı katlar ve ancak bundan sonra arka kanatları geri çekmeye başlar ve aktif olarak karına yardım eder. Ortalama olarak, böceklerin uçan kanatlarını katlamaları yaklaşık iki saniye sürer.

Bilim adamları kanatların katlanmasını incelemek için yedi benekli bir uğur böceği (Coccinella septempunctata) kullandılar. Sağ sert eltrasının bir parçası alındı. Silinen alan daha sonra şeffaf UV ile kürlenebilen akrilik reçinenin bir kopyasını oluşturmak için bir araç olarak kullanıldı. Elitranın akrilik bir kopyası daha sonra uğur böceği elytrasının geri kalanına yapıştırıldı.

Araştırmacılar, böceğin hızlı bir araştırmasını yaptılar ve ayrıca elytra'nın uzak bir bölümünü mikroskop altında incelediler. Elytronun iç tarafının, uçan kanadın damarlarının modeline karşılık gelen bir kabartmaya sahip olduğu ortaya çıktı. Ek olarak, elytronun iç tarafında bir tür "Velcro" vardır - katlanmış kanadı tutan en küçük kıllarla kaplı alanlar.

Benzer "Velcro", karnın üst tarafında bulunur. İnişten sonra uğur böceğinin elitrayı katladığı ve ardından karnı sıkmaya ve düzeltmeye başladığı ortaya çıktı. Bu anda, damarlardaki basınç azalır. Karın ilk sıkıldığında, damarlar elytronun iç tarafındaki karşılık gelen girintilere oturur.

Karın gevşedikten sonra arka kanatların alt tarafı boyunca kayar. Sonra uğur böceği karnını tekrar zorlar, bu da gerilir, kanatları alır ve onları elytra'nın altına sokar. Bu durumda, damarlar arasındaki şeffaf zarlar, kanat katlanırken kılavuz görevi görür.

Bilim adamlarının belirttiği gibi, origami'nin kendisinden farklı olarak, bir uğur böceğinin kanatları keskin açılarla katlanmaz, aksine kıvrılır. Bu nedenle, mekanik mukavemetlerinin korunması muhtemeldir. Ek olarak, bükülme, damarların bükülmesini ve deformasyon nedeniyle üst üste binmesini önlemeyi mümkün kılar.

Böylece uğur böceği karnını kasıp gevşeterek elitranın altındaki arka kanatları tamamen katlar. Araştırmacılar, katlanmış elastik kanatların bir tür sıkıştırılmış yay gibi davranmaya başladığına inanıyor. Elitra kaldırıldığında, iç kısımları arka kanatlara yapışmayı bırakır ve bir yay gibi düzleşmeye başlarlar. Yayma işlemi daha sonra "hidrolik" tarafından alınır.

Japon bilim adamları, uğur böceklerinin ve diğer bazı böceklerin kanatlarını açma ve katlama mekanizmalarını incelemenin, güneş panelleri ve uydu antenlerinden güverte uçaklarının kanatlarına kadar çeşitli ekipmanlar için katlama mekanizmaları oluşturmak için en iyi teknik çözümleri bulacağına inanıyor.

Şu anda, böceklerde olduğu gibi kanadı katlamak ve açmak için hiçbir mekanizma yoktur. Güverte uçaklarında kullanılan mekanizmalar bir dizi hidrolik tahrik ve kilittir. Taşıyıcı tabanlı bir uçağın kökünden biraz uzakta olan kanadında bir menteşe halkası kıvrımı vardır.

Hidrolik sistemdeki basıncı artıran özel pompalar, mekanizmanın tahrikini kanadı açmaya veya katlamaya zorlar. Aşırı pozisyonlarda kanat sabittir. Katlı uçaklarda, hangarlara veya güverte park yerlerine daha kompakt bir şekilde yerleştirilebilmesi için yerden tasarruf etmek için katlanabilir bir kanat kullanılır.

Bu yılın Şubat ayının başlarında, NASA ve Brigham Young Üniversitesi'nden araştırmacılar, küçük yapay dünya uydularını soğutmak için katlanabilir bir radyatör tasarımı sundular. Bu radyatör origami gibi katlanır ve açılır. Cihaz, kıvrımların derinliğini ayarlayarak ısı transfer seviyesini kontrol edecektir: ne kadar yüksekse, cihaz o kadar fazla ısı emecektir.