A Cornell Egyetem kutatói a szitakötők repüléséről készült nagysebességű videofelvételek rögzítésével és az adatok számítógépes modellekbe való integrálásával vizsgálják e képesség fizikai hátterét, és eredményeiket az Amerikai Fizikai Társaság (APS) áramlástani osztályának 67. éves ülésén fogják bemutatni, amelyet november 23-25-én tartanak San Franciscóban.

“A szitakötők repülése általában kiszámíthatatlan – ez teszi őket lenyűgözővé”. Egy ideig lebegnek, és időnként egy gyors, éles fordulatot tesznek. Ritkán maradnak közvetlenül a kamera előtt, hogy szemlélődhessünk rajtuk” – magyarázta Jane Wang vezető kutató.

A Janelia Farmon, a Howard Hughes Orvosi Intézet kutatóközpontjában működő Anthony Leonardóval együttműködve Wang egyedülálló kísérleti módszert dolgozott ki arra, hogy a szitakötőket ismétlődő légi manőverekre bírja: minden rovar aljára egy apró mágnest erősített, amely lehetővé tette, hogy fejjel lefelé lógjanak egy fémrúdról. Amikor a mágnest elengedik, mondta Wang, “a szitakötők valahogy megértik a tájolást, és egy sztereotip manővert hajtanak végre: elgörgetik a testüket, hogy 180 fokos fordulatot tegyenek.”

A test és a szárnyak tájolását nagy sebességű videofelvételek segítségével követve ezt a gyors gurulást nagy felbontásban, a csapat felfedte, hogyan változtatják meg a szitakötők a szárnyaik aerodinamikáját a fordulás végrehajtása érdekében.

“A repülőgépek szárnyai egy fix szögben vannak tájolva. A rovarok azonban szabadon forgathatják a szárnyaikat” – magyarázta Wang. A szárnyak tájolásának beállításával a szitakötők képesek megváltoztatni a négy szárnyuk mindegyikére ható aerodinamikai erőket.

Az irizáló rovarok azt az irányt is meg tudják változtatni, amerre a szárnyaikkal csapkodnak — amit technikailag “csapássíknak” neveznek. Az új adatok azt mutatták, hogy a szitakötők képesek az egyes szárnyak csapási síkjának irányát egymástól függetlenül beállítani.

A sok különböző változó miatt bonyolult feladat megérteni, hogyan irányítják a szitakötők a repülésüket. “A mi feladatunk az, hogy megpróbáljuk kideríteni azokat a kulcsfontosságú stratégiákat, amelyeket a szitakötők a forduláshoz használnak” – magyarázta Wang. Ő és végzős hallgatója, James Melfi Jr. beépítik adataikat a rovarok szabad repülésének számítógépes szimulációjába, ami lehetővé teszi számukra, hogy megvizsgálják az egyes kinematikai változások külön-külön hatását.

Wang úgy jellemezte csoportja munkáját, hogy “fizikai elveket használunk az állatok viselkedésének magyarázatára.”

“Bár a biológiai szervezetek összetettek, mégis engedelmeskednek néhány alapvető törvénynek – ebben az esetben a folyadékdinamikának -. … Azt remélem, hogy megérthetem, hogyan befolyásolják ezek az alaptörvények a rovarok evolúcióját és idegi áramköreik felépítését.”