За время, которое требуется человеку, чтобы моргнуть, мясная муха может взмахнуть крыльями 50 раз, контролируя каждое взмах крыла с помощью множества крошечных управляющих мускулов, некоторые из которых тонкие, как человеческий волос. Перепончатые крылья не содержат мышц, поэтому все летательные мышцы скрыты вне поля зрения грудной клетки. «Ткани грудной клетки блокируют видимый свет, но могут проникать через рентгеновские лучи», – говорит доктор. Раджмунд Моксо из PSI. «Вращая мух на специальной экспериментальной установке с быстрой визуализацией изображения на швейцарском источнике света, мы записывали рентгенограммы с такой высокой скоростью, что мускулы полета можно было рассматривать под разными углами на всех этапах взмаха крыльев.
Мы объединили эти изображения в 3D-визуализацию летающих мышц, когда они колебались назад и вперед 150 раз в секунду."
Мухи реагировали на вращение, пытаясь повернуться в противоположном направлении, что позволяло ученым регистрировать асимметричные движения мышц, связанные с полетом с поворотом. «Рулевые мышцы составляют менее 3% от общей массы летных мышц мухи», – говорит проф.
Грэм Тейлор, руководивший исследованием в Оксфорде, «поэтому ключевой вопрос заключался в том, как управляющие мышцы могут модулировать мощность гораздо более крупных силовых мышц. Силовые мускулы работают симметрично, но, переключая механизм каждого крыла между различными режимами колебаний, муха может направлять мощность в рулевую мышцу, специализирующуюся на поглощении механической энергии – это похоже на использование шестерен автомобиля для торможения."
Ученые надеются использовать свои результаты для разработки новых микромеханических устройств. «Мухи решили проблему, с которой сталкиваются инженеры, работающие в том же масштабе», – говорит проф. Тейлор: «Как создавать большие, сложные, трехмерные движения, используя приводы, которые создают только маленькие, простые, одномерные?«Продуманная конструкция лётного двигателя мясной мухи превосходно решает эту проблему, как показывают результаты этого исследования.
Доктор. Саймон Уокер из Оксфорда, который был первым автором исследования с Дэниелом Швином, добавляет: «Шарнир крыла мухи, вероятно, является самым сложным суставом в природе и является результатом более чем 300 миллионов лет эволюционного совершенствования. В результате получился механизм, резко отличающийся от обычных рукотворных конструкций; построен, чтобы гнуться и сгибаться, а не работать как часы."
Фильм 1: http: // youtu.be / P6lBkK3J9wg
Фильм 2: http: // youtu.быть / ehG4G-NOTQg
Фильм 3: http: // youtu.be / mVL6cWbOZRQ