It's A Bug's Life: MIT Team Tells Moving Tale

It's A Bug's Life: MIT Team Tells Moving Tale
It's A Bug's Life: MIT Team Tells Moving Tale
Anonim

MIT matematikusai felfedezték, hogy bizonyos rovarok hogyan tudnak felmászni a számukra meredek, csúszós lejtőkre a víz felszínén anélkül, hogy megmozdítanák a végtagjaikat – és ezt nagy sebességgel teszik.

Üdvözöljük a tavak, tavak és más álló víztestek felszínén élő apró lények világában. Ott "minden szabály megváltozik" - mondta David Hu, a matematika tanszék végzős hallgatója, és a szeptemberben megjelenő mű első szerzője. A Nature 29. száma.

Az elmúlt négy évben Hu és JohnBush, a tanszék docense azokat az új stratégiákat tanulmányozta, amelyekkel ezek a rovarok navigálnak a környezetükben. Ennek érdekében nagy sebességű videót készítettek a lényekről az MIT Edgerton Központja által biztosított kamerával, majd digitalizálták és elemezték a képeket.

2003-ban ők ketten és Brian Chan, a Gépészmérnöki Tanszék végzős hallgatója a Nature-ben számolt be arról, hogyan járkálnak ezek a lények a vízen. Az újság és a mostani is a Nature címlapjai voltak.

Most Bush és Hu leírja, hogy három rovarfaj hogyan képes felmászni a csúszós lejtőkön, vagy meniszkuszokon, amelyek akkor keletkeznek, amikor a víz felszíne találkozik a szárazfölddel, az úszó testekkel vagy a feltörekvő növényzettel.

Miért akarnák elhagyni a vizet? "Sok oka lehet, mint például a tojásrakás vagy a ragadozók megszökése" - mondta Hu.

Menisciare körülöttünk – képzelje el a víz enyhén felfelé ívelő ívét egy pohárban, ahol találkozik az oldalával. "De nem vesszük észre őket, mert nagyon kicsik, csak néhány milliméter magasak" - mondta Hu. De ha ennél sokkal kisebb lény vagy, akkor ezek a lejtők „olyan hegyek, mint a súrlódásmentes hegyek” – mondta Hu."Ráadásul csúszós."

Ilyen körülmények között a rovarok normál hajtásmódja nem működik. Hu és Bush nagy sebességű videót készített arról, hogy a rovarok rohanó indulással próbáltak feljutni a meniszkuszra, és azt találták, hogy részben felfelé mozdultak, majd visszacsúsztak.

A megoldás? A lények különleges testhelyzeteket vesznek fel, amelyek olyan erőket hoznak létre, amelyek csaknem 30 testhosszúság/másodperc sebességgel húzzák fel őket a lejtőn (összehasonlításképpen: egy olimpikon sprinter másodpercenként körülbelül öt testhosszal mozog).

Például Hu és Bush azt találta, hogy a vízi taposók két fajának elülső és hátsó lábaikon behúzható karmok vannak, amelyek lehetővé teszik, hogy „megfogják” a víz felszínét, és aminisztikus csúcsra húzzák. A rovar egyszerre nyomja le a vizet középső lábpárjával, és gödröcskéket képez a víz felszínén, amelyek elbírják a lény súlyát.

Mivel a rovarok nagyon kicsik, ezek a perturbációk olyan erőket hoznak létre, amelyek felszívják őket a lejtőn, hasonlóan ahhoz, ahogy a pezsgőbuborékok a pohár széléig emelkednek.

Bush elmagyarázza, hogy a rovar valójában "apró meniszkuszokat generál" elülső és hátsó lábával. Mivel a meniszkuszokat más meniszkuszok vonzzák, a kumulatív hatás az, hogy a rovar felfelé és a meniszkusz fölé húzza a víz szélén.

Emlékszel a pezsgőbuborékokra? Mindegyik lényegében saját meniszkuszát alkotja, ezért vonzódik az üveg széléhez.

A tavirózsa levélbogár lárvája másképp oldja meg ugyanazt a problémát. A csigaszerű lény egyszerűen meghajlítja a hátát, így meniszkuszok jönnek létre. A hatás ugyanazt a végeredményt eredményezi, a lárvát a lejtőn felfelé hajtja.

Bush és Hu bekapcsolódott ebbe a munkába, mert el akarták magyarázni, hogyan csinálják ezek a lények, amit csinálnak. Bush azonban megjegyzi, hogy "a fizika az innanotechnológiával foglalkozó embereket is érdekli, mert őket is aggasztják a nagyon kis méretű problémák."

Hu szeptember 28-án védi meg szakdolgozatát.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
A nem mérgező ázsiai kígyók védekező mérget „kölcsönöznek” mérgező varangyoktól
Olvass tovább

A nem mérgező ázsiai kígyók védekező mérget „kölcsönöznek” mérgező varangyoktól

A legtöbb kígyó mérgező harapással születik, amelyet védekezésre használ. De mit tehetnek a nem mérgező kígyók a ragadozók elűzésére? Mi lenne, ha egy adag mérget kölcsönöznének azzal, hogy mérgező varangyokat esznek, majd újrahasznosítják a méreganyagokat?

A NASA megvizsgálja a világ apró szennyezőanyagainak forrásait
Olvass tovább

A NASA megvizsgálja a világ apró szennyezőanyagainak forrásait

A szennyezőanyag-források azonosítása fontos része a levegőminőség javításáért és az éghajlatra gyakorolt hatásának megértéséért folyó küzdelemnek. A NASA adatait használó tudósok a közelmúltban nyomon követték az aeroszolok – a levegőben szuszpendált apró részecskék – útját és eloszlását, hogy összekapcsolják származási régiójukat és forrástípusukat a légkör felmelegedésére vagy hűtésére való hajlamukkal.

Hatalmas település tárult fel a Stonehenge komplexumban
Olvass tovább

Hatalmas település tárult fel a Stonehenge komplexumban

A National Geographic által támogatott ásatások Durrington Walls-ban, a Stonehenge Világörökség része, egy hatalmas ókori települést tártak fel, amely egykor több száz embernek adott otthont. A régészek úgy vélik, hogy a házakat a közeli Stonehenge, az angliai Salisbury-síkság legendás emlékműve építői építették és fogl alták el.