Dlaczego muchy są tak trudne do zabicia?

Mucha bzyczy nad twoją głową i ląduje w pobliżu; łapiesz packę na muchy lub zwijasz gazetę i zbliżasz się ostrożnie – i uderzasz!

Ale bez względu na to, jak szybki jesteś, mucha jest prawie zawsze szybsza i zwykle udaje jej się uciec przed ciosem bez szwanku.

Muchy mają wiele adaptacji, które nadają im zwiększoną prędkość, manewrowość i percepcję, dzięki czemu są bardzo, bardzo dobre w wykrywaniu i unikaniu nawet najszybszych uderzeń. Nowe dowody pokazują, że zmodyfikowane tylne skrzydła much odgrywają ważną rolę w szybkim starcie – często w samą porę.

Muchy domowe ( Musca domestica ) należą do rzędu muchówek. Muchy dwuskrzydłowe posiadają zmodyfikowane tylne skrzydła, które ewoluowały w maleńkie, podobne do patyków struktury z główką na końcu, zwaną przezmianką. Ich wibracje pomagają owadom stabilizować ich ciała podczas lotu, wyczuwają ruch i przekazując informacje do skrzydeł.

Muchy z podgrupy Diptera Calyptratae, która obejmuje muchy domowe, również wibrują swoimi przezmiankami podczas chodzenia, ale naukowcy nie wiedzieli dlaczego. W badaniu opublikowanym w Internecie 13 stycznia 2021 r. w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, naukowcy zbadali muchy Calyptratae, aby sprawdzić, czy ograniczenie działania przezmianki wpływa na ich wzbijanie się w powietrze oraz czy wpływa na kierowanie dodatkowych bodźców sensorycznych, które pomagają koordynować ruchy skrzydła i odnóży.

Używając kamer high-speed do uchwycenia much podczas startu, naukowcy zarejestrowali materiał filmowy z prędkością do 3000 klatek na sekundę. Okazało się, że muchy Calyptratae wystrzeliwały około pięć razy szybciej niż inne muchy; ich starty wymagały średnio około 0,007 sekundy (7 milisekund) i tylko jednego uderzenia skrzydłem.

„Żadna z Calyptratae nie miał czasu startu dłuższego niż 14 milisekund [0,014 sekundy]” – poinformowali naukowcy. Dla porównania, zgodnie z badaniem, starty much innych niż Calyptratae trwały około 0,039 sekundy (39 milisekund) i wymagały około czterech uderzeń skrzydłami.

Plujka – rodzaj muchy z kladu Calyptratae – robi szybką ucieczkę. (Zdjęcie: Alexandra Yarger)

Następnie naukowcy znieczulili muchy i usunęli przezmianki, które mają wszystkie muchówki. Muchy Calyptratae bez tych guzowatych struktur potrzebowały dużo więcej czasu, aby wznieść się w powietrze, ale czas startu – bez przezmianek – nie miał wpływu na muchy inne niż Calyptratae. Stabilność podczas startu również ucierpiała przy usuwaniu przezmianki, ale tylko u much Calyptratae.

Na przykład plujki, które próbowały uciekać bez ich przezmianki, „zawsze kończyły awaryjnym lądowaniem” – poinformowali naukowcy.

„To wskazuje, że w przypadku much Calyptratae konieczna jest przezmianka w celu szybkiego i stabilnego startu” – powiedziała główna autorka badań, Alexandra Yarger, badaczka z tytułem doktora w Imperial College London. Yarger przeprowadziła badania nad muchami w Fox Lab na Wydziale Biologii Uniwersytetu Case Western w Cleveland w stanie Ohio.

Usunięcie przezmianki muchy plujki sprawiło, że mucha była mniej stabilna podczas startów. (Zdjęcie: Alexandra Yarger)

Możliwość ucieczki przed drapieżnikiem to duży plus dla zwierzęcia, a muchy Calyptratae są niezwykle skuteczne; przy około 18 000 opisanych gatunków stanowią około 12% różnorodności muchówek, powiedziała Yarger.

„Podczas startu uciekając zawsze będzie istniała kompromis między szybkością a stabilnością, ale wydaje się, że Calyptratae znalazły sposób na zniwelowanie utraty stabilności poprzez użycie ich przezmianek” – powiedział Yarger. „Przezmianka umożliwia Calyptratae szybszą i stabilniejszą ucieczkę niż wielu innym gatunków much”.

W mgnieniu oka

Przezmianki nie są jedyną tajną bronią w arsenale much służącym do uciekania; gdy mucha znajduje się w powietrzu, może wykonywać manewry, których pozazdrościłby pilot myśliwca. Muszki owocówki mogą zmienić kurs w mniej niż 1/100 sekundy – około 50 razy szybciej niż oko może mrugnąć. W eksperymentach idealnie zgrane w czasie klapy skrzydłowe generowały wystarczającą siłę, aby szybko odepchnąć muchy od drapieżnika w locie.

„Te muchy skręcają pod kątem 90 stopni – niektóre są prawie do góry nogami – aby zmaksymalizować swoją siłę i uciec” – Florian Muijres, który studiował biomechanikę lotu na University of Washington w Seattle, a obecnie studiuje na Wageningen University & Research w Holandia, powiedział w 2014 roku.

Muchy mają również wyjątkową wizję, która pomaga im zaplanować odskoki przed zagrożeniem. Około 200 milisekund przed startem muszki owocowe wykorzystują wizualne ostrzeżenia o zbliżającym się niebezpieczeństwie, aby dostosować swoją postawę i obrać kierunek, w którym będą uciekać, napisali naukowcy w 2008 roku w czasopiśmie Current Biology.

W rzeczywistości ich ulepszona percepcja przetwarza do sześciu razy większą ilością informacji wizualnych w ciągu jednej sekundy niż ludzie, donosiło BBC w 2017 roku.

Mózgi zwierząt dostrzegają upływ czasu, przetwarzając obrazy z prędkością zwaną „próg zespolenia migotania [flicker fusion rate]”, terminem opisującym, ile obrazów pojawia się w ich mózgach na sekundę. Roger Hardie, emerytowany profesor neuronauki komórkowej na Uniwersytecie Cambridge w Anglii, wszczepił elektrody do fotoreceptorów oczu much, aby zmierzyć ich próg zespolenia migotania, obliczając ją na 400 razy na sekundę; Według BBC średni współczynnik progu zespolenia migotania u ludzi wynosi około 60 razy na sekunde. Oznacza to, że ruch, który postrzegasz jako „normalny” dla muchy jest swpolniony.

Dzięki tym wszystkim wbudowanym zaletom nic dziwnego, że mucha, którą próbujesz złapać, może uciec. Jednak jednym ze sposobów, które może zwiększyć twoje szanse, jest wycelowanie w miejsce, w które prawdopodobnie poleci mucha, a nie tam, gdzie odpoczywa, powiedział Michael Dickinson z California Institute of Technology w Pasadenie The Independent w 2011 roku.

„Najlepiej nie uderzać w pozycję startową muchy” – powiedział Dickinson. „Wyceluj trochę do przodu, aby przewidzieć, gdzie mucha ucieknie”.

Z drugiej strony możesz po prostu zostawić muchę w spokoju, dodała Yarger. „Mają takie samo prawo do przeżycia, jak każde inne zwierzę” – powiedziała.

Źródło: Mindy Weisberger

Takeoff diversity in Diptera

Visually Mediated Motor Planning in the Escape Response of Drosophila

Why is it so hard to swat a fly?

Gotcha! How to swat a fly, and know that it will die

Zdjęcie: Suman Acharya/Alamy Stock Photo

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x