Badacze z Cornell University badają fizykę stojącą za tą zdolnością, rejestrując szybkie nagrania wideo ważek w locie i integrując dane z modelami komputerowymi, a swoje odkrycia przedstawią na 67. dorocznym spotkaniu American Physical Society (APS) Division of Fluid Dynamics, które odbędzie się w dniach 23-25 listopada w San Francisco.

„Ważki mają tendencję do nieprzewidywalnego lotu – to właśnie czyni je fascynującymi. Zawisają na chwilę, a co jakiś czas wykonują szybki, ostry zwrot. Rzadko pozostają tuż przed kamerą, abyśmy mogli je kontemplować”, wyjaśniła główna badaczka Jane Wang.

Współpracując z Anthonym Leonardo w Janelia Farm, kampusie badawczym Howard Hughes Medical Institute, Wang opracowała unikalną metodę eksperymentalną, aby ważki wykonywały powtarzalne manewry powietrzne: przyczepiła maleńki magnes do spodu każdego owada, który pozwolił im zwisać do góry nogami z metalowego pręta. Kiedy magnes jest zwolniony, powiedział Wang, „Ważki w jakiś sposób rozumieją orientację i wykonują stereotypowy manewr: obracają swoje ciało o 180 stopni.”

Śledząc orientację ciała i skrzydeł przy użyciu szybkiego zapisu wideo tego szybkiego obrotu w wysokiej rozdzielczości, zespół odkrył, jak ważki zmieniały aerodynamikę na swoich skrzydłach, aby wykonać obrót.

„Skrzydła w samolocie są zorientowane pod pewnym stałym kątem. Ale owady mają swobodę w obracaniu skrzydeł” – wyjaśnia Wang. Poprzez dostosowanie orientacji skrzydeł, ważki mogą zmienić siły aerodynamiczne działające na każde z ich czterech skrzydeł.

Opalizujące owady mogą również zmienić kierunek, w którym trzepoczą skrzydłami — znany technicznie jako ich „płaszczyzna skoku”. Nowe dane pokazały, że ważki mogą dostosować orientację płaszczyzny skoku każdego skrzydła niezależnie.

Z tak wieloma różnymi zmiennymi, zrozumienie jak ważki kontrolują swój lot jest skomplikowanym zadaniem. „Naszym zadaniem jest próba odkrycia kluczowych strategii, których ważki używają, aby się obrócić”, wyjaśniła Wang. Ona i jej student James Melfi Jr. włączają swoje dane do symulacji komputerowej owadów w locie swobodnym, co pozwala im zbadać oddzielny efekt każdej zmiany kinematycznej.

Wang opisała pracę swojej grupy jako „wykorzystanie zasad fizycznych do wyjaśnienia zachowania zwierząt.”

„Nawet jeśli organizmy biologiczne są złożone, nadal przestrzegają pewnych podstawowych praw — w tym przypadku, dynamiki płynów. (…) Mam nadzieję zrozumieć, jak te podstawowe prawa wpływają na ewolucję owadów i okablowanie ich obwodów nerwowych.”

.