Cornellin yliopiston tutkijat tutkivat tämän kyvyn taustalla olevaa fysiikkaa tallentamalla nopeaa videomateriaalia sudenkorennoista lennon aikana ja yhdistämällä tiedot tietokonemalleihin.He esittelevät tuloksensa 23.-25.11. San Franciscossa järjestettävässä American Physical Societyn (APS) fluididynamiikan osaston 67. vuosikokouksessa.

”Sudenkorennot pyrkivät yleensä lentämään arvaamattomasti – se tekee niistä kiehtovia”. Ne leijuvat jonkin aikaa, ja silloin tällöin ne tekevät nopean, jyrkän käännöksen. Ne harvoin pysyvät suoraan kameran edessä, jotta voimme tarkastella niitä”, selitti johtava tutkija Jane Wang.

Yhteistyössä Anthony Leonardon kanssa Janelia Farmilla, Howard Hughesin lääketieteellisen instituutin tutkimuskampuksella, Wang kehitti ainutlaatuisen kokeellisen menetelmän, jolla sudenkorennot saatiin suorittamaan toistettavissa olevia lentoliikkeitä: jokaisen hyönteisen alapuolelle kiinnitettiin pieni magneetti, jonka avulla ne pystyivät roikkumaan ylösalaisin metallitangosta. Kun magneetti vapautetaan, sanoi Wang, ”sudenkorennot jotenkin ymmärtävät suunnan ja tekevät stereotyyppisen manööverin: ne pyörittävät vartaloaan tehdäkseen 180 asteen käännöksen.”

Valvomalla vartalon ja siipien suuntaa käyttämällä nopeaa videotallennetta tästä nopeasta pyörimisestä suurella resoluutiolla, ryhmä paljasti, miten sudenkorennot muuttavat siipiensä aerodynamiikkaa käännöksen suorittamiseksi.

”Lentokoneen siivet suunnataan jossakin kiinteässä kulmassa. Mutta hyönteisillä on vapaus kääntää siipiään”, Wang selittää. Säätämällä siipien suuntausta sudenkorennot voivat muuttaa kuhunkin neljään siipeensä vaikuttavia aerodynaamisia voimia.

Värikylläiset hyönteiset voivat myös muuttaa suuntaa, johon ne räpyttelevät siipiään — teknisesti ”iskutasoksi” kutsuttu. Uudet tiedot osoittivat, että sudenkorennot voivat säätää kunkin siiven iskutasosuuntausta itsenäisesti.

Koska on niin monia eri muuttujia, sen ymmärtäminen, miten sudenkorennot hallitsevat lentoaan, on monimutkainen tehtävä. ”Tehtävämme on yrittää selvittää keskeiset strategiat, joita sudenkorennot käyttävät kääntyäkseen”, Wang selitti. Hän ja hänen jatko-opiskelijansa James Melfi Jr. liittävät tietonsa hyönteisten vapaata lentoa kuvaavaan tietokonesimulaatioon, jonka avulla he voivat tutkia kunkin kinemaattisen muutoksen erillistä vaikutusta.

Wang kuvasi ryhmänsä työtä ”fysikaalisten periaatteiden käyttämiseksi eläinten käyttäytymisen selittämiseen.”

”Vaikka biologiset organismit ovat monimutkaisia, ne noudattavat silti joitakin peruslakeja – tässä tapauksessa nestedynamiikkaa. … Toivon ymmärtäväni, miten nämä peruslait vaikuttavat hyönteisten evoluutioon ja niiden hermopiirien kytkentään.”