Cercetătorii de la Universitatea Cornell investighează fizica din spatele acestei abilități, înregistrând imagini video de mare viteză ale libelulelor în zbor și integrând datele în modele computerizate, și își vor prezenta descoperirile la cea de-a 67-a reuniune anuală a Diviziei de dinamică a fluidelor a Societății Americane de Fizică (APS), care va avea loc între 23 și 25 noiembrie la San Francisco.

„Libelulele au tendința de a avea un zbor imprevizibil – asta le face fascinante. Ele plutesc pentru un timp și, din când în când, fac un viraj rapid și brusc. Rareori rămân chiar în fața aparatului de fotografiat pentru ca noi să le contemplăm”, a explicat cercetătorul principal Jane Wang.

În colaborare cu Anthony Leonardo de la Janelia Farm, campusul de cercetare al Institutului Medical Howard Hughes, Wang a conceput o metodă experimentală unică pentru a face libelulele să efectueze manevre aeriene repetabile: să atașeze un magnet minuscul la partea inferioară a fiecărei insecte care să le permită să atârne cu capul în jos de o tijă metalică. Când magnetul este eliberat, a spus Wang, „libelulele înțeleg cumva orientarea și fac o manevră stereotipă: își rostogolesc corpul pentru a face un viraj de 180 de grade.”

Prin urmărirea orientării corpului și a aripilor folosind înregistrarea video de mare viteză a acestei rostogoliri rapide la rezoluții ridicate, echipa a descoperit modul în care libelulele își modificau aerodinamica aripilor pentru a executa virajul.

„Aripile unui avion sunt orientate la un anumit unghi fix. Dar insectele au libertatea de a-și roti aripile”, a explicat Wang. Prin ajustarea orientării aripilor, libelulele pot schimba forțele aerodinamice care acționează asupra fiecăreia dintre cele patru aripi ale lor.

Insectele irizate pot schimba, de asemenea, direcția în care își bat aripile – cunoscută sub denumirea tehnică de „planul de bătaie”. Noile date au arătat că libelulele pot ajusta orientarea planului de bătaie al fiecărei aripi în mod independent.

Cu atât de multe variabile diferite, înțelegerea modului în care libelulele își controlează zborul este o sarcină complicată. „Treaba noastră este să încercăm să aflăm strategiile cheie pe care libelulele le folosesc pentru a vira”, a explicat Wang. Ea și studentul ei absolvent James Melfi Jr. își încorporează datele într-o simulare pe calculator a insectelor în zbor liber, ceea ce le permite să examineze efectul separat al fiecărei modificări cinematice.

Wang a descris munca grupului ei ca fiind „folosirea principiilor fizice pentru a explica comportamentul animalelor.”

„Chiar dacă organismele biologice sunt complexe, ele se supun unor legi de bază – în acest caz, dinamica fluidelor. … Sper să înțeleg modul în care aceste legi de bază influențează evoluția insectelor și cablarea circuitelor lor neuronale.”

.