Куда прячутся комары во время дождя. Айкидо для комара - проходя сквозь капли

Один из выводов работы:

комары летают во время дождя,

потому что слишком мало весят (фото David Hu).

Американские биологи заставили насекомых пролететь сквозь контейнер, в котором имитировался сильный дождь. Съёмка высокоскоростной видеокамерой показала, что комары не уворачиваются от капель воды, но при этом умудряются не пострадать от ударов.

Дождевая капля размером с комара весит примерно в 50 раз больше насекомого. Столкновения с такими объектами, казалось бы, должны были изничтожить кровососов. Тем не менее они процветают в тех регионах мира, где ливни — обычное дело.

Дэвид Ху (David Hu) и его коллеги из технологического института Джорджии решили выяснить, что же происходит с комарами во время дождя. Учёные сделали небольшой контейнер с решётчатой крышкой, внутри которого при поливе сверху шёл искусственный дождь. От настоящего он почти не отличался, разве что скорость капель была ниже.

Насекомых поместили в резервуар и записали их полёты на видео. Просмотр полученных кадров высокоскоростной съёмки удивил учёных. «Они совсем не пытались избежать столкновений с каплями», — рассказывает Ху.

Комары постоянно получали скользящие и прямые удары от гигантских, по меркам мира насекомых, капель. Однако это не останавливало кровопийц, они лишь чуть сбивались с курса, а затем быстро приходили в себя и стабилизировали полёт.

Дэвид Ху, математик по образованию,

большую часть времени посвящает

изучению способов передвижения

животных и насекомых. (фото Georgia Tech).

Чтобы понять, как им это удаётся, команда Ху провела эксперимент с шариками из пенопласта. Учёные наполняли их различными жидкостями, стремясь получить наиболее реалистичную модель столкновения комара и капли воды.

Анализ полученных данных показал, что капля, соударяясь с малоинерционным объектом, деформируется, но не разлетается на брызги (как при столкновении с плоскостью). Из-за этого импульс, передающийся от водной капли насекомому, не велик. Согласно расчётам, шарик воды из-за удара теряет лишь 2% своей скорости, а комар продолжает лететь, как ни в чём не бывало.

В препринте статьи, появившемся на сайте ArXiv.org, авторы работы пишут, что комар в ходе столкновения с каплей может испытывать перегрузку от 30 до 300 g в течение одной миллисекунды. Для сравнения: предел человеческих возможностей - 25 g на протяжении 1,2 сек.

«Да, комары могут летать во время дождя», — заключают учёные. А инженеры тем временем грезят о том, что рано или поздно будут созданы миниатюрные беспилотные летательные аппараты, которые тоже смогут работать хоть в солнце, хоть в ливень.

Экология

Крошечное, очень легкое тело комара является ключом к его способности выживать, летая под дождем, согласно новым исследованиям.

Команда ученых их Технологического Института Джорджии сняли на видео комара, летящего во время дождя, который сталкивался с каплями. Записи показали, что тело комара оказывает такое маленькое сопротивление, что он как бы сливается с каплей, и они начинают движение вместе.

Недавние исследования помогли объяснить, как мелким насекомым удается жить во влажной и сырой среде, более того, они также помогли ученым разработать крошечных летающих роботов, которые не восприимчивы к природным стихиям.

"Я надеюсь, люди станут немного иначе относиться к дождю , - говорит руководитель исследований Дэвид Ху (David Hu). – Если вы имеете очень маленькие размеры, дождь для вас представляет угрозу. Однако кажется, что комары настолько малы, что их размеры позволяют оставаться целыми и невредимыми".

Доктор Ху и его коллеги заинтересовать вопросом о том, какие хитрости используют мелкие насекомые, чтобы выжить. После многочисленных попыток поиграть в "самую сложную игру в дротики", по словам ученых, Ху сумел попасть в летящих комаров каплями воды, а результаты записать на видео.

Каждая капля воды была по весу тяжелее самого комара в 2-50 раз, но то, что увидели ученые, очень их удивило. Описывая результаты, доктор Ху приводит параллели с китайским боевым искусством Тай-ци.

"Тут есть своя философия: если вы не можете противостоять силе противника, вы не почувствуете ее , - объясняет он. – Именно поэтому они не чувствуют силу, они просто соединяются с каплей и путешествуют вместе с ней".

Когда двигающийся объект сталкивается с другим, происходит внезапная остановка, в результате чего образуется сила, способная вызвать повреждения. Например, если машина врезается в стену на скорости 50 километров в час, неподвижная стена и машина должны поглотить всю энергию, которая получается при движении, что приводит к серьезным разрушениям.

Что касается комаров, они не могут замедлить движение капли, однако при столкновении берут на себя минимум энергии.

Выжить во время столкновения - не единственная проблема крошечных насекомых. Они должны как-то выбраться из водяного кокона еще до того, как капля придавит насекомое к земле, двигаясь со скоростью 30 километров в час.

Тело комара покрыто мелкими водоотталкивающими волосками, что также помогает насекомому "выйти сухим из воды" . Всем комарам, которые участвовали в исследованиях, удалось выбраться из капель воды еще до того, как они упали на землю.

Сегодня известны около 3500 разных видов семейства комаров.

Минимальный вес и маленькие размеры тела помогают комарам кусать животных и человека, будучи незамеченными.

Насекомые впрыскивают слюну, которая содержит антикоагулянт, который не позволяет их хоботкам забиваться.

Почему перед дождем ласточки летают низко?

Ласточка - это одна из самых красивейших птиц, которая вызывает у человека добрые ощущения. Человек с давних времен наблюдает за её поведением. По народной примете – если ласточки летают низко, то скоро будет дождь. А самое удивительное, что это верное наблюдение. Но почему так происходит?

По своей природе ласточки предпочитают обитать в воздухе и садятся на землю крайне редко. Они могут окунуться и напиться, пролетая над водоемом, но потом снова возвращаются в воздух! Эти удивительные птицы питаются летающими насекомыми, а поэтому полностью зависят от них. В ясную погоду ласточки парят достаточно высоко в небе и ловят там мошек и жуков, которых потоки теплого ветра и воздуха поднимают высоко от земли. Своих птенцов птицы также выкармливают насекомыми. А гнезда строят так, чтобы можно было быстро подняться высоко в небо. Обычно это стены под крышами зданий, склоны и обрывы.

Перед дождем увеличивается влажность воздуха, вследствие чего при полете тонкие крылышки жуков покрываются мелкими каплями воды, намокают и становятся тяжелыми. Мошки не могут активно размахивать крыльями и опускаются всё ниже, где воздух не такой влажный. Ласточки следуют за насекомыми и спускаются к земле. Конечно, маленьких насекомых невидно, а вот парящих ласточек - очень даже хорошо. Вот почему ласточки низко летают перед дождём!

Но не только приближающийся дождь является предвестником низкого полета ласточек. Резкие перепады температурного режима, а также похолодание в сумеречные часы провоцируют опускание насекомых ближе к земле. И ласточки снова виртуозно парят буквально в 20-ти сантиметрах от земли.

Ласточки летают низко к дождю – миф...

Если ласточки низко летают, значит, дело к дождю идет. Однако это совсем не так. На самом деле метеорологи из ласточек совсем никудышные.

Почему же, несмотря на явное несоответствие реальных наблюдений теоретическим выкладкам, в эту примету до сих пор верят? Наверное, потому, что данный миф, как это ни странно, имеет некое «научное» объяснение.
Все представители ласточек и стрижей питаются насекомыми, которых ловят прямо на лету. Само собой, эти птицы летают в основном там, где имеется добыча, то есть высота их полета зависит от того, в каком именно месте в воздухе в данный момент имеется наибольшее количество насекомых. Исходя из этого, некоторыми учеными было высказано предположение, что перед дождем из-за повышения влажности воздуха насекомые в массе своей опускаются поближе к земле – из-за того что влага конденсируется на их крыльях и образуются капельки, которые утяжеляют шестиногого летуна. Ну а вслед за едой опускаются к земле и добытчики, то есть ласточки и стрижи.
Что и говорить, картинка совершенно правдоподобная. Однако факты, полученные при наблюдении за насекомыми, говорят совсем о другом. Начнем с того, что ласточки и стрижи в основном охотятся за представителями отряда двукрылых, то есть за комарами и мухами.
Недавние наблюдения за тем, как летают эти насекомые, показали, что высота их полета совершенно не зависит от влажности воздуха. Во-первых, движения крыльев комаров и мух таковы, что на их концах постоянно образуются микровихри, которые стряхивают капли конденсата. Во-вторых, часто эти насекомые перемещаются, используя потоки восходящего и нисходящего воздуха. А комары так вообще умеют проходить сквозь дождевые капли, совершенно при этом не намокая. Так что перед дождем или даже во время него роящихся двукрылых можно встретить на достаточно большой высоте.
Следует признать, что высота полета стрижей и ласточек зависит не от того, будет ли дождь или нет, а от перемещения в воздухе роящихся насекомых. Ну а если представить себе стандартный жаркий летний день, то в основном рои двукрылых поднимаются ввысь по утрам и ближе к вечеру. В середине дня, когда жара максимальна, эти насекомые предпочитают прятаться в траве. Соответственно, чаще всего и ласточки со стрижами утром и вечером летают высоко, а в середине дня – низко. Что касается пасмурного дня, то тут все может быть и по-другому – например, днем рои могут подниматься высоко (и птицы, соответственно, тоже), а утром и вечером, когда холоднее, они «толпятся» на малой высоте.

Задумывались ли вы, что происходит с комарами во время дождя? Дождевая капля по величине сравнима с комаром, но массой превосходит его в 50 раз. При этом вертикальная составляющая скорости капли составляет 9 метров в секунду. Столкновения с такими объектами, казалось бы, должны были уничтожить москитов. Тем не менее, они процветают в условиях повышенной влажности и частых дождей, хотя в дождь по подсчётам учёных комар должен сталкиваться с каплями, по крайней мере, раз в двадцать секунд.

Дэвид Ху (David Hu) и его коллеги из технологического института Джорджии решили выяснить, как же удаётся комарам противостоять дождевым каплям. Они соорудили небольшой контейнер с решётчатой крышкой, внутри которого при поливе сверху на комаров шёл искусственный дождь. Размер капель составлял 3–5 мм, а их скорость достигала 2 - 9 м/с. Происходящее записывалось на высокоскоростную видеокамеру. Просмотр полученных кадров удивил учёных. «Они вовсе не пытались избежать столкновений с каплями» - говорит Ху.

Чаще капли попадали по ногам комара, после чего он просто переворачивается в воздухе, и продолжал свой полёт. Но даже при прямом попадании по телу это не причиняло комару вреда, он лишь чуть сбивался с курса, а затем быстро приходил в себя и стабилизировал свой полёт. Такое возможно благодаря интересной технике, которую использует насекомое при столкновении с каплей. Падающая капля прилипают к его телу, но комар не сопротивляется ей, а продолжает в течение короткого промежутка времени двигаться вместе с ней вниз на расстояние порядка 60 миллиметров. Затем комар просто проходит сквозь каплю и легко освобождается от неё.

Ученые полагают, что, видимо, здесь играет роль маленькая масса насекомого и обтекаемая форма тела. Другие полагают, что это становится возможным благодаря длинным конечностям и крыльям комара.

Проведя другое исследование, учёные выяснили, что при ударении с малоинерционным объектом капля деформируется, но не разлетается на брызги (как при столкновении с плоскостью). Из-за этого импульс, передающийся от водной капли насекомому, сравнительно не велик. Согласно расчётам, шарик воды из-за удара теряет лишь 2% своей скорости, а комар продолжает лететь, как ни в чём не бывало.

Как пишут учёные в журнале PNAS, такой трюк удаётся комарам только в воздухе. Если же капля попадет в комара, сидящего на поверхности, то он не сможет пройти сквозь неё и будет расплющен ею. Кроме того, такой приём становится возможным только благодаря малой массе тела комаров. Однако из-за той же малой массы тела они не могу быть активными при ветреной погоде. Сильному ветру комары противостоять не в состоянии, поэтому при ветре они вынуждены прятаться в надежном убежище.

Учёным также удалось вычислить силу и ускорение, которые действуют на комара при его столкновении с дождевой каплей. Оказалось, что в ходе столкновения с каплей, в течение одной миллисекунды комар может испытать перегрузку от 30 до 300g. Для сравнения, у человека этот предел составляет 25g на протяжении 1,2 сек.

Учёные надеются, что в будущем исследования такого рода помогут создать миниатюрные беспилотные летательные аппараты, способные противостоять любым капризам погоды.

информация взята с "багдисижна", спасибо за внимание =)