Magický let hmyzu


Jak to komár dělá, že dokáže mávnout křídly tisíckrát za vteřinu?

Jak to blecha dělá, že vyskočí do výšky 100x vyšší než je ona sama?

Jak je to možné, že motýl letí kupředu, ikdyž mává křídly nahoru a dolů?

Lidé, je vám uváděno podobenství, vyslyšte je! Ti, které vzýváte místo Boha, nejsou schopni stvořit ani mouchu, i kdyby se k tomu všichni spojili! A kdyby jim moucha něco vzala, nebyli by schopni si to vzít nazpět od ní. Jak slabí jsou oba: žádající i žádaný! 22:73

Navzdory všemu výzkumu a veškeré technologii, kterou Bůh umožnil lidem dosáhnout, si mnoho vlastností živých tvorů stále uchovává své tajemství. I taková maličkost, jako je tělo obyčejné mouchy, poskytuje důkaz svrchované inteligence.

V tomto článku uvedu některé detaily z výzkumu letu mouchy a jiného drobného hmyzu. Ze složitosti mouchy jasně vyplývá, že ani nahodilost ani metoda pokus-omyl, její původ vysvětlit nedokážou.

Letové svaly u druhů hmyzu jako je saranče a vážka se silně stahují důsledkem stimulů vydávaných nervy, které kontrolují každý jejich pohyb. Tedy signály vydávané jednotlivými nervy způsobují stah svalu. Dvě spolupracující skupiny svalů umožňují pohyb křídel nahoru a dolů. Saranče mávne křídly 12-15 za sekundu, menší hmyz, aby mohl letět, musí mávat rychleji. Včely, vosy a mouchy mávnou křídly 200 – 400x za sekundu, a mušky velikosti 1mm zvyšují frekvenci pohybu křídel až na 1000 mávnutí za sekundu! Křidélka mávající tak rychle, že to lidské oko ani nepostřehne, jsou zkonstruována pro neustálou náročnou činnost.

Ale nerv je schopen odeslat pouze 200 signálů za sekundu. Jak je tedy schopen drobný hmyz mávnout křídly 1000 za sekundu? Výzkum odhalil, že u velmi malého hmyzu neexistuje vztah mezi nervy a činností křídel.

Moucha masařka mávne křídly 200x za sekundu, ale její stavba svalů a nervů se velmi liší od sarančete. Její svaly jsou ovládány nervy pouze na počátku letu. Jakmile svaly dosáhnou určitého napětí, pracují samostatně.

V těchto létacích systémech stvořených pro každý druh hmyzu zvlášť nikdy nedojde k sebemenší nepravidelnosti. Nervy nikdy nevydají nesprávný signál a svaly každý signál vždy správně interpretují.

U výše jmenovaných druhů hmyzu dokonce ani nejsou létací svaly napojeny na křídla! Místo toho jsou připojeny k hrudi klouby, které fungují jako čepy. Jakmile se svaly stáhnou, povrch hrudi se sploští a nadzvedne křídlo. Postranní část křídla podporuje funkci křídla a umožňuje jeho zvednutí. Svaly, které se starají o pohyb dolů operují podél hrudi. Při jejich kontrakci se hruď stáhne v opačném směru a křídlo se pohybuje směrem dolů.

Kloub křídla tvoří protein resilin, který je charakteristický svou pružností. Ohebnost resilinu však daleko přesahuje všechny přírodní i syntetické gumy a proto se chemičtí inženýři snaží vytvořit tuto látku i v laboratoři. Resilin je schopen přeměnit téměř všechnu energii vydanou do stlačení a pak ji téměř všechnu zase vydat. 

Výsledkem je 96 % výkonnost energie při letu. Během zvedání křídla je asi 85 % energie "uschováno na později"; ta stejná energie je znovu využita při zvedání křídla. Hruď a svaly mají zvláštní stavbu, která umožňuje hromadění této energie.

Je samozřejmě nemožné, aby se hmyz sám vybavil tak dokonalým zařízením pro svůj let. Svrchovaná inteligence a moc Boha vytvořila resilin v tělech hmyzu.

Resilin sám o sobě je však pro let stále málo. Křídlo také musí mít možnost měnit úhel pohybu během každého máchnutí. Křídlo většiny hmyzu má možnost rotace. Tu zajišťují tzv. přímé letové svaly.

Při vzletu hmyz neustále stahuje svaly mezi klouby křídla. Zpomalením a zobrazením snímků při letu se zjistilo, že během letu křídlo opisuje elipsu a pro každé křídlo se úhel systematicky sřídá. Tato variace je umožněna změnou pohybu přímých svalů.

Největší problém, jemuž čelí drobný hmyz při svém letu, je odpor vzduchu. Čím menší jsou křídla, tím rychleji jimi musí daný hmyz mávnout, aby ho překonal. Muška forcipomya, například, jejíž křídla neměří víc než 1mm, musí mávnout 1000x/s.

Vědci zjistili, že ani tato rychlost však není dostačující k tomu, aby udržela tento drobný hmyz ve vzduchu a že musí být zapojeny dodatečné systémy. Brouček anarsia k tomu používá metodu "uhodit a otřást". Když křidélka dosáhnou nejvyššího bodu, uhodí jedno o druhé. Vzduch tak vytvoří kolem křídel vzdušný vír, který na delší dobu pomůže při udržení křídel nahoře.

Mnoho druhů hmyzu včetně sarančat sleduje viditelná data jako je linie horizontu, aby podle nich určili směr letu a svůj cíl. Pro určení polohy mají mouchy mnohem neobvyklejší zařízení. Mají jen jeden pár křídel, ale ke každému křídlu se připojuje mini křidélko ve tvaru uzlu známé jako ohlávka. Ačkoli ohlávka neprodukuje žádnou zvedací energii, vibruje společně s křídly. Pokud moucha změní směr letu, tyto přípony křídel jí brání v odchýlenní se z kurzu.

Tyto informace se týkají pouze několika málo druhů hmyzu. Vezmeme-li v úvahu, že na Zemi je celkově asi 10 milionů druhů hmyzu a každý vládne nesčetnými neobvyklými charakteristikami, můžeme jen žasnout nad úžasnou a nekonečnou Boží mocí.

Gen blechy řešením cévních chorob?

Vědci oddělili gen resilinu z ovocné mušky a naočkovali jej do bakterie Escherichia coli.

Tito vědci v CSIRO (Australian Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization ) vyrobili polymer, který by mohl být užitečný v léčbě onemocnění cév.

Resilin, který mimo výše uvedené vlastnosti, také umožňuje bleše vyskočit do výšky i do dálky, zajišťuje mnoha druhům hmyzu neobvyklou pohyblivost.

Vědci by rádi aplikovali resilin vytvořený z klonovaných genů hmyzu v mnoha oblastech, od medicíny po průmysl. Nejpodstatnější ovšem je naděje, že by jeho použití mohlo navrátit pružnost poškozeným lidským tepnám. 




(Z článků Haruna Yahyi)

 

---