Секрет мастерского прыжка бескрылых коллембол

Исследователи из Технологического института Джорджии раскрыли механику, позволяющую коллемболам (ногохвосткам) — самым многочисленным бескрылым шестиногим — совершать идеально контролируемые прыжки на поверхности воды для спасения от хищников.

Механика прыжка

Ключ к успеху — особая поза и уникальные придатки:

• Управляемый взлёт: Коллемболы регулируют угол своего прыгательного органа — furcula.
• Самостабилизация в воздухе: В полёте они принимают U-образную позу, создающую аэродинамический момент. Это позволяет им выровняться всего за 20 миллисекунд — быстрее любого другого бескрылого организма.
• Идеальная посадка: Приземление происходит на коллофор — трубчатый придаток, удерживающий каплю воды. Он обеспечивает адгезию и гасит энергию через капиллярные волны, предотвращая отскок.

Экспериментальное подтверждение

Используя высокоскоростную съёмку, математическое моделирование гидродинамического осциллятора и эксперименты в аэродинамической трубе, учёные доказали, что коллофор критически важен для стабильности и выживания. Моделирование подтвердило, что, контролируя угол тела, коллемболы могут планировать на поверхности воды.

Роботизированная модель

В коллаборации с учёными из Университета Аджоу (Южная Корея) был создан небольшой робот с «стабилизаторами-заслонками», имитирующий коллофор и форму тела. Его успешность приземления на «ноги» составила 75% (против 85% у коллембол), что подтвердило гипотезу.

Значение исследования

Работа, опубликованная в PNAS, демонстрирует неожиданный уровень контроля над движением у микроскопических животных. Полученные данные могут привести к прорывам в создании прыгающих роботов микро-масштаба, способных безопасно перемещаться по сложным поверхностям, включая водные, и дать новые представления об эволюции полёта.