Forskere fra Cornell University undersøger fysikken bag denne evne ved at optage videooptagelser af guldsmede i høj hastighed og integrere dataene i computermodeller, og de vil præsentere deres resultater på det 67. årlige møde i American Physical Society (APS) Division of Fluid Dynamics, der afholdes den 23.-25. november i San Francisco.

“Guldsmede har en tendens til at have uforudsigelige flyvninger – det er det, der gør dem fascinerende. De svæver lidt, og af og til laver de et hurtigt, skarpt sving. De bliver sjældent lige foran kameraet, så vi kan betragte dem,” forklarede den ledende forsker Jane Wang.

I samarbejde med Anthony Leonardo på Janelia Farm, som er Howard Hughes Medical Institutes forskningscampus, udviklede Wang en unik eksperimentel metode til at få guldsmede til at udføre gentagelige flyvemanøvrer, nemlig ved at fastgøre en lille magnet på undersiden af hvert insekt, så de kunne hænge med hovedet nedad fra en metalstang. Når magneten slippes fri, siger Wang, “forstår libellerne på en eller anden måde orienteringen, og de udfører en stereotypisk manøvre: de ruller deres krop for at foretage en 180 graders drejning.”

Ved at spore kroppens og vingernes orientering ved hjælp af højhastighedsvideooptagelse af denne hurtige rulning i høj opløsning afdækkede holdet, hvordan libellerne ændrede aerodynamikken på deres vinger for at udføre drejningen.

“Vingerne på et fly er orienteret i en eller anden fast vinkel. Men insekter har frihed til at dreje deres vinger”, forklarede Wang. Ved at justere vingeorienteringen kan guldsmede ændre de aerodynamiske kræfter, der virker på hver af deres fire vinger.

De iriserende insekter kan også ændre den retning, som de slår med vingerne i — teknisk set kendt som deres “slagplan”. De nye data viste, at guldsmede kan justere slagplanets retning for hver vinge uafhængigt af hinanden.

Med så mange forskellige variabler er det en kompliceret opgave at forstå, hvordan guldsmede styrer deres flugt. “Vores opgave er at forsøge at finde ud af de vigtigste strategier, som libellerne bruger til at dreje,” forklarede Wang. Hun og hendes kandidatstuderende James Melfi Jr. indarbejder deres data i en computersimulering af insekter i fri flugt, hvilket giver dem mulighed for at undersøge den separate effekt af hver kinematisk ændring.

Wang beskrev sin gruppes arbejde som “at bruge fysiske principper til at forklare dyrs adfærd.”

“Selv om biologiske organismer er komplekse, adlyder de stadig nogle grundlæggende love – i dette tilfælde væskedynamik. … Jeg håber at kunne forstå, hvordan disse grundlæggende love påvirker udviklingen af insekter og ledningerne i deres neurale kredsløb.”