Чтобы парить в воздухе над цветами, шмелям и пчелам приходится непрерывно махать крыльями с большой частотой. Это требует значительных энергетических затрат и вызывает сильный внутренний нагрев. Интенсивная работа летательных мышц может поднять температуру тела насекомых на 30−35 °C выше окружающей среды. Летом такое повышение становится критическим и может вызвать опасный перегрев, пишет Phys.org.
При резких скачках температуры насекомые используют разные способы охлаждения, включая перенос избыточного тепла из груди в брюшко. Оттуда оно выводится наружу. Недавно ученые выявили еще одну стратегию защиты от перегрева.
Исследование с применением компьютерного моделирования продемонстрировало, что потоки воздуха, образующиеся при полете, выполняют важную функцию естественного кондиционера. В рамках работы ученые применяли специальные сенсоры и высокочувствительные камеры, способные фиксировать движение крыльев со скоростью 1500 кадров в секунду. Эксперимент показал, что зависший в воздухе шмель создает направленный воздушный поток, достигающий около 1,22 м/с.
Серия опытов наглядно показала воздействие воздушных потоков на охлаждение недавно умерщвленных шмелей. В специально оборудованной аэродинамической трубе тела насекомых подвергали нагреву до 50 °C, после чего изучалась эффективность процесса охлаждения при воздействии искусственно воссозданных воздушных потоков. По силе они были аналогичны тем, которые образуются естественным образом во время реального полета.
Финальным этапом стала компьютерная симуляция теплового баланса шмелей в разных климатических ситуациях. Моделирование подтвердило важность самоохлаждения воздухом, особенно в жаркую погоду. Вместе с тем выяснилось, что при утренней прохладе (+15°C) мелким особям грозит обратная проблема: чрезмерное охлаждение собственным воздушным потоком снижает внутреннюю температуру ниже уровня, необходимого для эффективной работы летательной мускулатуры. Это существенно осложняет способность насекомых сохранять устойчивое положение в воздухе.
Тем временем в России нашли четыре новых вида бабочек и уникальную вислокрылку. Подробнее о них рассказали в другом материале Hi-Tech Mail.
