Ny studie förändrar synen på flygande insekter
För första gången kan forskare bevisa att det finns en optimal hastighet för vissa insekter när de flyger. Vid den hastigheten är de mest effektiva och förbrukar minst energi. Motsvarande fenomen har tidigare påvisats bland fåglar men aldrig hos insekter.
VIDEO FRI ATT BÄDDA IN OCH ANVÄNDA
Tidigare studier på humlor har visat att de förbrukar lika mycket energi när de flyger framåt som när de ryttlar, det vill säga står stilla i luften. Nya rön från Naturvetenskapliga fakulteten i Lund visar att detta inte stämmer för alla insekter.
Biologen Kajsa Warfvinge har tillsammans med kollegor vid Biologiska institutionen, Lunds universitet, studerat stora nattfjärilar, så kallade tobakssvärmare, Manduca sexta. Resultaten visar att dessa, likt fåglar, förbrukar olika mycket energi vid olika flyghastigheter. Att flyga riktigt sakta eller riktigt fort är jobbigast.
Upptäckten kan hjälpa andra forskare som studerar hur insekter migrerar från en miljö till en annan.
– Jag kan tänka mig att våra resultat indirekt kan användas för att förutse hur pass bra olika arter kan svara på förändrade temperaturer i och med global uppvärmning. Vet man hur mycket energi som krävs för att flyga vid olika hastigheter kan man räkna ut hur långt och hur snabbt djuren kan förflytta sig med en viss mängd energi, säger Kajsa Warfvinge.
Experimenten har gjorts i en vindtunnel på Biologiska institutionen. Med hjälp av en särskilt utarbetad teknik, så kallad tomografisk PIV, kan forskarna registrera hur luften rör sig i tre dimensioner när tobakssvärmarna slår med sina vingar. Luftvirvlarna som uppstår kan liknas vid insektens fotspår i luften. Genom styrkan i virvlarna går det att mäta hur mycket rörelseenergi som insekterna tillför, något som i sig är ett mått på hur ansträngande det är att flyga i olika hastigheter.
Resultaten visar att klassisk flygplansteori även gäller för tobakssvärmare. Det vill säga det går åt mycket energi för att flyga långsamt, en meter per sekund, och skapa lyftkraft. Detsamma gäller när insekten flyger fort, fyra meter per sekund. Då är det luftmotståndet som gör flygningen mindre effektiv ur energisynpunkt.
– Vi visar att nattfjärilar har samma U-formade relation mellan hastighet och effekt som gäller för fåglar och flygplan. Det är mer ansträngande och kräver mer energi att flyga långsamt eller fort. Man kan säga att medelsnabbt är bäst, för nattfjärilar är två, tre meter per sekund den mest energisnåla hastigheten, säger Kajsa Warfvinge.
Syftet och målet med flygningen avgör dock vad som är den mest fördelaktigt. Vill nattfjärilarna stanna i luften så länge som möjligt bör de hushålla med energin och hålla en hastighet på cirka 2,5 meter per sekund. Är målet istället att flyga långt bör de öka hastigheten till cirka 4 meter per sekund. Trots luftmotståndet och att de inte kan flyga lika länge är det den mest effektiva hastigheten för långa sträckor.
Resultaten publiceras online i en artikel i den vetenskapliga tidskriften Royal Society Interface.
För mer information:
Kajsa Warfvinge, doktorand
Biologiska institutionen, Lunds universitet
070-209 25 35
kajsa.warfvinge@biol.lu.se
Presskontakt
Jan.Olsson@biol.lu.se
046-2229479
Taggar:
