как насекомые приспособлены к полету какое это имеет значение для насекомых
Как насекомые приспособлены к полету
Насекомые (Insécta) — самый многочисленный, удивительный и разнообразный класс обитателей нашей планеты. Бронированные и летающие, землекопы и хищники, живущие в колониях и по одному, все они носят одно название — насекомые. Спустя 1000 лет, после того как их предки вышли из моря, насекомые покорили сушу, получили они и крылья, чтобы подняться в воздух, единственное место где нет никаких границ.
Как насекомые приспособлены к полету, и какое это имеет значение? Благодаря способности летать насекомые завоевали воздушный океан. Развиваясь в процессе эволюции, эта способность позволила им освоить места обитания, недоступные для других животных. Благодаря появлению крыльев, насекомые стали более быстрыми, маневренными, приобрели способность к регулярным миграциям, резко усложнилось их поведение. Увеличились возможности для питания и размножения и появились новые способы для избегания врагов.
Например, в полете бабочка крапивница подвергается двойному нагреванию: изнутри — от работы мышц, приводящих в движение крылья, и извне — от солнечных лучей; поэтому-то ее и можно встретить в горах Кавказа на высоте 4000 метров, где температура воздуха не поднимается выше 0°.
Фундамент для процветания насекомых был заложен после выхода первых живых организмов из воды на сушу. Природа подвергла их сотням видам изменения, чтобы приспособить их к различным условиям обитания. Какое это имеет значение? Обретя крылья, насекомые одержали биологическую победу. Полет дал им свободу перемещения и позволил заселить каждый приспособленный для жизни уголок земли.
Полет — один из основных способов передвижения многих видов насекомых, помогающий им находить пищу, полового партнера для размножения, расселяться и мигрировать, спасаться от хищников. Более 300 миллионов лет назад некоторые крылатые насекомые, например, стрекоза достигали 75 сантиметров в длину. Со временем, размеры, форма и функция крыльев претерпевали изменения, становились разнообразнее. Тело насекомых тоже приспосабливалось к полету, становясь более обтекаемым и легким.
Многообразие крыльев насекомых, можно классифицировать по типам полетов. Существует активный или машущий, поступательный, пассивный полет и зависание. В зависимости от траектории и скорости движения пассивный полет в свою очередь подразделяют на парашютирование, пикирование, планирование и парение.
Среди всего этого разнообразия летунов жесткокрылым или жукам было суждено стать самой удачной модификацией. Где только не обитают эти насекомые. Она могут жить не только в воздухе, но и в воде, откуда вышли их прародители.
Полёт насекомых
Полёт — один из основных способов передвижения множества насекомых различных отрядов, помогающий им искать пищу, полового партнёра для размножения, расселяться и мигрировать, спасаться от хищников. Насекомые первыми на Земле выработали способность к полёту и поднялись в воздух, являясь единственной группой беспозвоночных, способной к полёту. Благодаря появлению крыльев, насекомые стали более быстрыми, маневренными, приобрели способность к регулярным миграциям, резко усложнилось их поведение. Увеличились возможности для питания и размножения и появились новые способы для избегания врагов. Изучение принципов полёта насекомых представляет большой интерес для сравнительной физиологии, систематики, прикладной энтомологии и бионики.
Содержание
Эволюция и адаптация
В течение длительного периода исторического развития система обеспечения полета насекомых прогрессивно развивалась, а их полетные возможности совершенствовались.
Анатомия структур, приспособленных к полёту
Крылья
Крыловая мускулатура
Крылья насекомых, в отличие от крыльев летающих позвоночных животных, лишены собственной мускулатуры и приводятся в движение сокращением мышц груди.
Виды полёта
Полет насекомых может быть активным и пассивным.
Активный полёт
Основной формой передвижения насекомых в воздухе является машущий полет, который используют всё способные к нему крылатые насекомые.
Поступательный полёт
Поступательный машущий полет насекомых расценивают как маневренный, экономичный, устойчивый и быстрый, хотя отдельные его показатели могут изменяться у разных групп насекомых.
Крупные насекомые способны к прямолинейному полету в течение более длительного временного промежутка, чем мелкие. Причем, у жесткокрылых данная тенденция выражена гораздо больше, чем у других групп насекомых. Данная тенденция связана со стабилизацией траектории полёта с помощью расставленным в стороны надкрылий. Траектория полета большинства видов складывается из различных поворотов, коротких бросков в стороны, петель, неожиданных остановок, резких изменений высоты. Эти изменения сопровождают все маневры в горизонтальной плоскости и обычны в прямолинейном полете. Из-за этого траектория полёта часто становится волнистой. Также полёт насекомых характеризуется выраженной неравномерностью скорости движения. В отдельные моменты насекомое может развивает высокую скорость, а в другие — останавливаться или продолжать полёт с гораздо меньшей скоростью.
Зависание
В зависающем полете, в отличие от поступательного, насекомое стремится сохранить свое положение в пространстве неизменным. В англоязычной литературе для обозначения данного типа машущего полета применяется специальный термин — ховеринг (англ. hovering). Он характерен для:
К ховерингу способны бражники, стрекозы, некоторые виды клопов, жуки, а также все двукрылые и перепончатокрылые. Траектория, которую описывают крылья насекомого, находящегося в состоянии зависающего полета, может быть под разными углами наклонена к горизонтальной плоскости. В зависимости от этого различают три типа ховеринга.
При первом типе плоскость взмаха крыла располагается горизонтально, что достигается путем придания телу наклонного или вертикального положения. Крылья насекомого при этом двигаются с большой амплитудой, а их вершины описывают траекторию в форме горизонтальной восьмерки. В крайней передней и задней точках траектории крыло сильно вращается вокруг своей продольной оси; обе ветви оно проходит с одинаковым по величине углом атаки, причем вектор полной аэродинамической силы направлен вверх. Это так называемый нормальный ховеринг. Его наиболее часто используют в полете различные насекомые: комары-долгоножки, мухи-сирфиды, пчелы, бражники, некоторые жуки.
Пассивный полёт
Пассивный полёт по сути является продолжением машущего: крылья не создают тягу, и насекомое движется за счет энергии, накопленной ранее в активном машущем полёте. При данном типе полёта на насекомое действуют следующие силы: 1) сила тяжести; 2) полная аэродинамическая сила, возникающая при обтекании потоками воздуха движущегося тела с расправленными крыльями. [2] Движущей силой при планирующем полёте служит составляющая массы тела по направлению перемещения, которая возникает вследствие наклона траектории движения к горизонту. Следовательно, только сравнительно крупные и тяжелые насекомые способны к пассивному полёту. В среднем площадь крыльев увеличивается при возрастании массы тела однако не все крупные насекомые способны к пассивному полёту.
Планирующий полет характерен для насекомых с большой площадью крыльев (бабочки, стрекозы). Разогнавшись, они прекращают движения крыльями и некоторое время планируют благодаря инерции. Некоторые насекомые, например стрекозы, способны не только планировать, но и использовать восходящие потоки воздуха, чтобы подниматься вверх — парящий полёт.
В зависимости от траектории и скорости движения пассивный полёт подразделён на [2] :
Парашютирование обеспечивает наиболее простое взаимодействие крыльев с воздухом и представляет собой медленное снижение по вертикальной траектории. Встречается у насекомых двух групп: поденок и длинноусых молей рода Adela при полёте в рое. Роящиеся самцы взлетают вертикально, а затем, остановив крылья в приподнятом положении, медленно снижаются.