Wetenskaplikes het die geheim van die lieveheersbeestjie se opvouende vlerke ontbloot

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Wetenskaplikes van die Universiteit van Tokio kon die geheim van die vou agtervlerke van lieveheersbeessies ontdek, nadat hulle uitgevind het dat nie net die reeds goed bestudeerde "hidrouliese aandrywing" met 'n maas van vaartuie nie, maar ook die elytra met die buik, direk by hierdie proses betrokke is.

Die navorsers se werk word in die Proceedings of the National Academy of Sciences gepubliseer en word by Phys.org opgesom.

Lieveheersbeessies kan, wanneer hulle op hul voete loop, hul vlerke kompak onder stywe elytra vou om hulle teen skade te beskerm. As dit nodig is om op te styg, vou die agterste gewebde vlerke in gemiddeld 0,1 sekondes oop. Hierdie meganisme word goed verstaan, want lieveheersbeessies verhoog die elytra voordat hulle hul vlerke sprei.

Die membraanagtige agtervlerke van kewers onder die elytra is soos origami gevou en word deur 'n netwerk van vate wat met vloeistof gevul word binnegedring. Voor opstyg lig die lieveheersbeestje die elytra op en span die spiere van die derde torakale segment, wat die vloeistofdruk in die vate van die vlieënde vlerke verhoog. As gevolg hiervan neem die elastisiteit van die vate toe en brei die vlerk uit.

Wetenskaplikes kon nie die proses van vou van die vlerk in detail sien nie. Die feit is dat die lieveheersbeestje na die landing die elytra vou en eers daarna die agtervlerke begin terugtrek en homself aktief met die maag help. Gemiddeld neem kewers ongeveer twee sekondes om hul vlieënde vlerke te vou.

Om die vou van die vlerke te bestudeer, het wetenskaplikes 'n sewe-gevlekte liewenheersbesie (Coccinella septempunctata) gebruik. Sy het 'n deel van haar regter rigiede elytra laat verwyder. Die verwyderde area is dan gebruik as 'n hulpmiddel om 'n kopie van helder UV-geneesbare akrielhars te skep. 'n Akrielkopie van die elytra is dan op die res van die lieveheersbeestjie-elytra geplak.

Die navorsers het 'n vinnige opname van die kewer gedoen en ook 'n afgeleë deel van die elytra onder 'n mikroskoop bestudeer. Dit het geblyk dat die binnekant van die elytron 'n reliëf het wat ooreenstem met die patroon van die vaartuie van die vlieënde vlerk. Daarbenewens is daar aan die binnekant van die elytron 'n soort "Velcro" - areas bedek met die kleinste hare wat die gevoude vlerk hou.

Soortgelyke "Velcro" is aan die bokant van die buik geleë. Dit het geblyk dat die lieveheersbeestje na die landing die elytra vou, en dan begin om die buik styf te maak en reguit te maak. Op hierdie oomblik neem die druk in die vate af. By die eerste stywer van die buik pas die vate in die ooreenstemmende uitsparings aan die binnekant van die elytron.

Na ontspanning van die buik gly dit langs die onderkant van die agtervlerke. Dan span die lieveheersbeestje weer die buik, wat styftrek, die vlerke optel en onder die elytra insteek. In hierdie geval dien die deursigtige membrane tussen die vate as gidse wanneer die vlerk gevou word.

Soos wetenskaplikes opmerk, in teenstelling met origami self, vou die vlerke van 'n lieveheersbeestje nie teen skerp hoeke nie, maar krul eerder. As gevolg hiervan sal hul meganiese sterkte waarskynlik behoue bly. Boonop maak draai dit moontlik om knik van die vate en hul oorvleueling as gevolg van vervorming te vermy.

Dus, deur die buik saam te trek en te ontspan, bereik die lieveheersbeestje volledige vou van die agtervlerke onder die elytra. Navorsers glo dat die gevoude elastiese vlerke as 'n soort saamgeperste vere begin optree. Wanneer die elytra gelig word, hou hul binneste deel op om aan die agtervlerke vas te klou en begin hulle, soos 'n veer, uitrek. Die strooiproses word dan deur "hidroulika" opgetel.

Japannese wetenskaplikes glo dat die bestudering van die meganismes van die ontvou en vou van die vlerke van lieveheersbeessies en 'n paar ander kewers die beste tegniese oplossings sal vind vir die skep van voumeganismes vir verskeie toerusting, van sonpanele en satellietantennas tot die vlerke van dekvliegtuie.

Tans is daar geen meganismes vir die vou en oopvou van die vlerk soortgelyk aan dié by kewers nie. Die meganismes wat op dekvliegtuie gebruik word, is 'n stel hidrouliese aandrywings en slotte. Die vlerk van 'n draer-gebaseerde vliegtuig op 'n afstand van sy wortel het 'n skarnier-lusvou.

Spesiale pompe, wat druk in die hidrouliese stelsel oppomp, dwing die aandrywing van die meganisme om die vlerk te ontvou of te vou. In uiterste posisies is die vlerk vas.’n Opvoubare vlerk word op versierde vliegtuie gebruik om spasie te bespaar sodat hulle meer kompak in hangars of dekparkering geplaas kan word.

Vroeg in Februarie vanjaar het navorsers van NASA en Brigham Young Universiteit 'n opvoubare verkoelerontwerp aangebied om klein kunsmatige aardesatelliete af te koel. Hierdie verkoeler vou en ontvou soos origami. Die toestel sal die vlak van hitte-oordrag beheer deur die diepte van die voue aan te pas: hoe hoër dit is, hoe meer hitte sal die toestel absorbeer.