Тайны полета

Особенно поражает гениальность «изобретений», заложенных в организме животных, когда человек старается приблизиться к ним в своих технических решениях. Все больше и больше вопросов приносит изучение стрекоз. Это насекомое с легкостью поднимает в воздух груз, в пятнадцать раз превышающий ее собственный вес. Как удалось выяснить, это происходит благодаря особому устройству крыльев. Они создают над своей верхней плоскостью особые завихрения, в которых и кроется секрет невиданной подъемной силы стрекоз. Ученые и инженеры до сих пор не сумели использовать этот секрет в авиастроении.

Секреты майского жука и шмеля. Многое из сказанного относится и к жукам. Например, ученые считают, что по всем законам аэродинамики майский жук летать не должен. Значит, он обеспечен особым, не известным науке способом создания высокой подъемной силы. Непонятно и то, как держится в воздухе со своими маленькими крылышками увалень-шмель. Проводились самые разные исследования полета этого насекомого, в том числе в аэродинамической трубе, где измеряли баланс энергии и затраты кислорода. Остается только сожалеть, что не удалось надеть на шмеля кислородную маску. Ведь он обеспечен двадцатью четырьмя дыхальцами. При изучении строения и энергетических возможностей шмеля обнаружилось много удивительных фактов, но не меньше и вопросов – тайна его полета остается неразгаданной.

Полет насекомых отличается и превосходной маневренностью. Так, стрекозы некоторых видов в совершенстве владеют фигурами высшего пилотажа. Они с легкостью выполняют «мертвую петлю и «бочку». А мухи, стрекозы, бабочки, осы, пчелы ряда видов легко меняют направление полета и способны двигаться в любую сторону, в том числе назад. Бабочки бражники, питающиеся нектаром, ловким маневром огибают препятствия и могут подолгу зависать над цветами, как делают это колибри.

Сложность и целесообразность

Итак, столь миниатюрные существа, какими являются стрекозы, бабочки, жуки, шмели и другие насекомые, наделены удивительными устройствами и летными способностями, использующие законы аэродинамики, механики, автоматики. Современная наука, со своим широким арсеналом знаний и исследовательской техники так и не может определить истоки «мудрости» организма насекомых и разгадать многочисленные секреты этих существ. Большинство людей думает, что пройдет еще немного времени, пока будут созданы более совершенные приборы, расширятся научные горизонты, и основные тайны живых созданий будут раскрыты. А может быть, стоит согласиться с теми учеными, которые уже давно осознали одну из главных истин жизни: чем глубже погружаешься во внутренний мир живого, тем больше проявляется его непостижимая сложность и целесообразность?

«Инженерное чудо» у насекомых

Недоступное пока пониманию и воспроизведению устройство демонстрирует целая группа перепончатокрылых насекомых – наездников. Они наделены «инструментом», подобным нашему сверлу, но гораздо более совершенным и микроминиатюрным. Во-первых, это «инженерное чудо» насекомых тоньше человеческого волоса, и в тоже время легко просверливает в коре и даже в довольно прочной древесине отверстия глубиной 5–6 см. Во-вторых, такое совершенное «сверло» никогда не тупится. А в-третьих, оно еще и снабжено очень удобными для работы насекомого приспособлениями автоматического удаления образуемых опилок. Знания о строении подобных органов и принципах их действия представляют большой интерес, так как могут стать полезными при создании деталей и устройств миниатюрных приборов.

Удивляют и восхищают сложность, целесообразность и полное соответствие друг другу устройств организма насекомых и поведенческих приемов. Достаточно проследить за изящной осой-аммофилой. Из века в век она роет норки для гнезд с помощью мощного устройства подобного отбойному молотку. Небольшой воздушный мешочек для пневматики расположен в ее груди между мышцами, управляющими работой крыльев. Приступая к работе, оса активно машет крыльями. Их колебания, попеременно сжимая мешочек, быстро посылают порции воздуха по каналам-«шлангам» к основанию челюстей, которые начинают вибрировать. Стоит осе прикоснуться ними к камешку, плотно спаянному глиной, как он отлетает в сторону.

Интерес биоников издавна привлекают средства коммуникации водных насекомых – удивительный механизм действия их звукового и слухового «аппаратов». Изучение строения и функционирования этих живых «приборов» позволило разработать оригинальный способ связи между судами в водной среде. Связь стала осуществляться без выхода сигналов в атмосферу во избежание перехвата и расшифровки информации.

По подобию живых анализаторов

Бионики предпринимают попытки создать электронный искусственный нос, работающий по принципу совершенных анализаторов запахов насекомых. И хотя ученые добились некоторых успехов, они все же признают, что эти рукотворные приборы невозможно сравнить с живыми анализаторами. Для химической локации насекомые используют перистые антенны-усики, усаженные хеморецепторами – своеобразными миниатюрными биодатчиками. Их чувствительность просто поразительна. Так, например, самки бабочек тутового шелкопряда выделяют вещество, которое назвали «бомбикол» (от латинского названия шелкопряда). Даже незначительная его концентрация приводят самцов в сильное возбуждение – они начинают трепетать крыльями и совершать вращательные движения телом. Какие же минимальные концентрации бомбикола может ощутить самец? Цифра эта поразительно мала. Самцу шелкопряда подносили стеклянную палочку с каплей раствора бомбикола, в котором содержалась миллионная доля пиктограмма (один пиктограмм равен одной миллионной доле грамма) этого вещества. И этого было достаточно, чтобы самец начинал сильно трепетать крыльями. Кроме того, биохимики, изучив состав бомбикола, получили четыре стереоизомера соединения и открыли еще одно удивительное качество самцов непарного шелкопряда. Те не только улавливают своим анализатором минимальное количество бомбикола, но и различают стереоизомеры пахучих веществ, то есть конфигурацию молекул. На вопрос, каким образом они это делают, исчерпывающего ответа пока нет.