Կենդանիներ, որոնք տիրապետել են ակտիվ թռչող թռիչքին: Թռչունների պիտանիությունը թռիչքի համար. Սա պետք է սովորել

Թռչունները կենդանիների երրորդ խումբն են, որոնք տիրապետում են ակտիվ թռիչքին: Նախ, միջատները օդ բարձրացան: Այնուհետեւ, մեզոզոյան դարաշրջանում, նրանց միացան թռչող մողեսների պտերոզավրերը: Այսօր թռչող ողնաշարավորների շարքում առաջատարներն են թռչունները։ Ի՞նչն է թույլ տալիս նրանց այդքան ազատ և հեշտությամբ թռչել:

Առաջին հերթին թռչուններն ազատվել են մարմնի ավելորդ քաշից։ Միզապարկ չունեն։ Ինչու՞ խնայել ավելորդ հեղուկը: Թռչունները կորցրել են իրենց ատամները. Արդյունքում ծնոտները դարձել են թեթև, իսկ գանգը՝ բաց: Ծնոտների աշխատանքը սկսեց կատարել մկանուտ ստամոքսը։ Նրա ամուր պատերը կարողանում են մանրացնել կուլ տված կերակուրը, օրինակ՝ հացահատիկները։ Թռչունների ոսկորները ծակոտկեն են և բարակ։ Երկար պոչի փոխարեն թռչուններն ունեն փոքրիկ կոկիքս՝ բաղկացած մի քանի միաձուլված ողերից։ Ապահովում է գերազանց տեսանելիություն և գլխի շարժում Երկար պարանոց. Բվերն, օրինակ, կարող են գլուխները հետ շրջել՝ առանց մարմնի դիրքը փոխելու։

Թռչունները գերազանց տեսողություն ունեն։ Նրանց կողերը բարակ են և հարթ։ Կրծքավանդակը նման է հյուսած զամբյուղի, այն թեթև է, բայց ամուր։ Դրան կցված է կիլի ոսկոր, որն անհրաժեշտ է կրծքավանդակի հզոր թռչող մկանները ամրացնելու համար։ Նրանց աշխատելու համար շատ էներգիա է պետք, ուստի թռչունները կուլ տված կերերի վերամշակման շատ բարձր արագություն ունեն: Օրինակ՝ կեռնեխը միայն 45 րոպեում մարսում և յուրացնում է այն հատապտուղները, որոնք կուլ է տալիս դպրոցական մեկ դասի ընթացքում։ Բուսակեր թռչուններ չկան, քանի որ խոտի մեջ շատ քիչ էներգիա կա: Թռչունների մարսողական հյութերը գործում են շատ արագ և արդյունավետ։ Մարաբուում նրանք ամբողջությամբ լուծարում են կուլ տված ոսկորները, իսկ կորմորանների և բադերի մեջ՝ ձկան թեփուկները։ Թռչունները տաքարյուն են։ Նրանց մարմնի ջերմաստիճանը կախված չէ շրջակա միջավայրի պայմաններից: Ավելին, այն հաճախ ավելի բարձր է, քան մարդու մարմնի ջերմաստիճանը։ Ճնճղուկում այն ​​գրեթե 42 ° C է: Նման ջերմաստիճանում գտնվող մարդու վիճակը մոտ է մահվան։ Աստղի արյունը նույնիսկ ավելի տաք է, քան 44 °C: Սակայն թռչունների մեծամասնության կյանքի տեւողությունը կարճ է: Փոքր երգեցիկ թռչուններն ապրում են երկու տարուց պակաս:

Հին ժամանակներից մարդիկ, թռչուններին նմանակելով, փորձում էին երկինք բարձրանալ։ Սակայն նրանց կառուցած առաջին թռչող անիվները չեն կարողացել իջնել գետնից։ Ժամանակակից ինքնաթիռները՝ ինքնաթիռներն ու ուղղաթիռները, թռչունների պես չեն թռչում։ Նրանք իրենց թեւերը չեն թափահարում: Այնուամենայնիվ, թռչող թռչնի թևը գործում է ինչպես ինքնաթիռի թևի, այնպես էլ պտուտակի սայրի նման: Թռչնի թևի հատվածը նախաբազուկից մինչև ձեռքը ինքնաթիռի թևի պրոֆիլին նման ձև ունի։ Հենց այստեղ օդային հոսքի մեջ է առաջանում թևի բարձրացնող ուժը:

Աստղի մարմնի ջերմաստիճանը 44°C է։ Նման բարձր ջերմաստիճանը պահպանելու համար շատ էներգիա է պահանջվում, ուստի թռչունները սննդի վերամշակման շատ բարձր արագություն ունեն: Աստղի մարմնի ջերմաստիճանը 44°C է։ Նման բարձր ջերմաստիճանը պահպանելու համար շատ էներգիա է պահանջվում, ուստի թռչունները սննդի վերամշակման շատ բարձր արագություն ունեն:

Շաֆինչը Ռուսաստանի եվրոպական մասի կենտրոնական և հարավային շրջաններում ամենատարածված և բազմաթիվ երգեցիկ թռչուններից է: Հաճախ բնակություն է հաստատում ոչ միայն անտառում, այլև այգիներում, զբոսայգիներում և հրապարակներում, ներառյալ մեծ քաղաքներ. Սինին հեշտությամբ ճանաչելի է թեւին վառ սպիտակ շերտով և շատ հաճելի երգով։ Անտառի մեջ միջին գոտիՌուսական սերինջները գալիս են ապրիլի սկզբին, նույնիսկ տերևների ծաղկումից առաջ, և առաջիններից են, ովքեր մեզ ուրախացնում են իրենց երգով և թռչում սեպտեմբեր-հոկտեմբեր ամիսներին։ Հարավային շրջաններում նրանք շարունակում են ձմեռել և թափառել՝ հավաքված հոտերով։

Թռչունների մարմինը ձվի ձև ունի, որը թռիչքի ժամանակ հեշտությամբ հարթվում է օդով։ Պարանոցը ճկուն է, բարակ և երկար, թռչնի թռիչքի ժամանակ այն դուրս է քաշվում՝ նվազեցնելով քաշքշուկը։ Թռչունները ատամներ չունեն, ինչի պատճառով գլուխը թեթևացնում է, ինչը կարևոր է թռիչքի համար: Գլխի կողքերում մեծ աչքեր են, գլխի հետևին ավելի մոտ՝ թաքնված ականջակալներ, որոնց ներքևում թմբկաթաղանթներ են։ Մաշկը չոր է, զուրկ գեղձերից։ Պոչի հիմքում կա մեկ կոկիկագեղձ։

Թռչունների մարմինը ծածկված է փետուրներով։ Թռչունների մարմինը ծածկված է փետուրներով։ Եզրագծային - հիմնական փետուրները, նրանք ստեղծում են թռչունների մարմնի ուրվագիծը: Դրանք գտնվում են մարմնի որոշակի մասերում՝ pterylae: Ապտերիա - ուրվագծային փետուրներից զուրկ տարածքներ: Եզրագծային փետուրը բաղկացած է.

Ուրվագծային փետուրներ Առաջնային փետուրներ - փետուրներ, որոնք տեղակայված են թեւերի վրա Առաջնային փետուրներ - փետուրներ, որոնք տեղակայված են թեւերի վրա Պոչի փետուրներ - փետուրներ, որոնք տեղակայված են պոչի վրա: Պոչի փետուրներ - պոչի վրա տեղակայված փետուրներ: Փետուրի ստորին հատվածը, որը գտնվում է մաշկի մեջ, կոչվում է փետուր, փետուրի ստորին մասը, որը գտնվում է մաշկի մեջ, կոչվում է փետուր: Թռիչքի փետուրները բաժանվում են երեք խմբի. Թռիչքի փետուրները բաժանվում են երեք խմբի. Առաջնային, երկրորդական և երրորդ ուժ - նրանք ստեղծում են թևի թռչող մակերեսը:

26

Դիտարկենք հորիզոնական օդի հոսքը թևի թեք մակերևույթի համեմատ, այն դեպքում, երբ նրա առջևի եզրը բարձրացված է հետևի եզրից վեր: Այս առումով թեւը հանդես է գալիս որպես կրող ինքնաթիռ։ Թևից վերև օդի հոսքը հանդիպում է ավելի քիչ դիմադրության և զարգացնում է ավելի մեծ արագություն, քան թևի տակ (նկ. 17.52): Արդյունքում թևի վերևում օդի ճնշումը նվազում է, իսկ թևի տակ այն մեծանում է։ Ահա թե ինչպես բարձրացնող ուժ. Դրա արժեքը կախված է թևի չափից և ձևից, մարմնի երկար առանցքի (հարձակման անկյուն) և թռիչքի արագությունից նրա թեքության անկյունից։ Օդում թռչնի մարմնի վրա գործում է մեկ այլ ուժ, որը ձգտում է թեւը հետ քաշել օդի հոսքի ուղղությամբ; այն կոչվում է ճակատային, կամ աերոդինամիկ, քաշել. Թևի մեխանիկական արդյունավետությունը կախված է բարձր վերելքը զարգացնելու նրա կարողությունից՝ դիմադրության փոքր հարաբերական աճով:

Թռիչքի երեք հիմնական տեսակ կա՝ թռչող, ճախրող (սահող) և սավառնող։

թռչկոտող թռիչք

Թռչունները, ինչպիսին է աղավնին, որոնց թեւերը վայրկյանում 2 անգամ են զարկում, իրենց ուժի մեծ մասը զարգացնում են, երբ թեւերը իջեցնում են: Դա պայմանավորված է բարձր զարգացած խոշորների կրճատմամբ կրծքային մկանները, որոնք մի ծայրով կպած են բազուկին, իսկ մյուս կողմից՝ կրծոսկրի կիլային։ Գետնից օդ բարձրանալիս թռիչքի սկզբում թեւը իջնում ​​է գրեթե ուղղահայաց, և նրա առաջնային եզրը ցածր է հետևի եզրից: 1-ին կարգի թռիչքային փետուրները օդի ճնշման տակ շեղվում են դեպի վեր։ Նրանք սերտորեն փակված են՝ ապահովելու օդի առավելագույն դիմադրություն, հետևաբար՝ առավելագույն բարձրացում: Այնուհետև, իջնելիս, թեւը առաջ է շարժվում և այնպես է պտտվում, որ նրա առջևի եզրը շեղվում է դեպի վեր։ Այս դիրքում թեւը ստեղծում է ուժ, որը բարձրացնում է մարմինը: Թռիչքի փետուրների արանքով անցնող օդը ձգտում է բաժանել դրանք և թեքել վեր (նկ. 17.53):

Թևի բարձրացումը սկսվում է այն ժամանակ, երբ թեւը դեռ ամբողջությամբ իջեցված չէ: Նախաբազկի ներքին հատվածը կտրուկ բարձրանում է վեր և հետ, մինչդեռ թևի առաջնային եզրը թեքված վիճակում է թիկունքից վեր։ Փոքրերն են անում կրծքային մկաններըամրացված է բազուկի մեջքային մակերեսին և կրծոսկրին: Երբ թեւը շարժվում է դեպի վեր, այն թեքում է դաստակի մոտ, և ձեռքը պտտվում է այնպես, որ 1-ին կարգի սկզբնաղբյուրները կտրուկ հետ են քաշվում և վերև, մինչև ամբողջ թեւը որոշ չափով ուղղվի թռչնի մարմնից վեր։ Այս շարժման ժամանակ 1-ին կարգի թռչող անիվները բաժանվում են այնպես, որ օդն անցնի նրանց միջով, և նրա դիմադրությունը նվազում է։ Այս փետուրների հետ շարժումը հիմնականում հզոր հրում է ստեղծում, որը թռչունն օգտագործում է առաջ շարժվելու համար: Նույնիսկ այն պահից առաջ, երբ 1-ին կարգի թռչող անիվները բարձրանում են ամենաբարձր կետը, կրծքավանդակի խոշոր մկանները նորից սկսում են կծկվել՝ իջեցնելով թեւերը, և ամբողջ գործընթացը կրկնվում է։

Երկար թափահարող թռիչքի ժամանակ թեւերի աշխատանքը նկատելիորեն փոխվում է և շատ ավելի քիչ էներգիա է պահանջում, քան գետնից բարձրանալու դեպքում։ Միևնույն ժամանակ, թափահարումն այնքան էլ ուժեղ չէ, թևերը չեն դիպչում մեջքի հետևից, և վրան առաջ շարժ չկա: եզրափակիչ փուլիջեցնող թեւեր. Թևերը սովորաբար երկարացվում են, և վեր ու վար ծալումը տեղի է ունենում դաստակի մոտ (որտեղ միանում են նախաբազկի և դաստակի ոսկորները): Ձեռքի ակտիվ առևանգումը վերև և մեջքի վրա տեղի չի ունենում. թեւը պասիվորեն բարձրանում է իր ստորին մակերևույթի օդային ճնշման հետևանքով:

Թռիչքի վերջում թռչունը վայրէջք է կատարում՝ իջեցնելով և տարածելով իր պոչը, որը միաժամանակ ծառայում է որպես արգելակ և բարձրացնող աղբյուր։ Այս ուժի առաջացումից հետո ոտքերը իջեցվում են, և թռչունը դադարում է շարժվել: Թռիչքի պոչը նաև ղեկ է ծառայում, իսկ թռչնի կայունությունն ապահովում է նյարդային հսկողությունը՝ կիսաշրջանաձև ջրանցքների մասնակցությամբ։ Նրանց մեջ առաջանում են իմպուլսներ, որոնք խթանում են օժանդակ մկանները, որոնք փոխում են թեւերի ձևն ու դիրքը և դրանց հարվածների հարաբերակցությունը։

Տարբեր թռչուններ են թռչում տարբեր արագություններ. Այս տարբերությունները պայմանավորված են թեւերի ձևով և թռիչքի ընթացքում դրա փոփոխություններով, ինչպես նաև թափահարելու հաճախականությամբ: Բրինձ. 17.54-ը թույլ է տալիս համեմատել արագ թռչողների (օրինակ՝ սվիֆթների) և դանդաղների (ինչպես ճնճղուկների) թեւերը:

17.9. Ցուցակ բնութագրերը swifts, թույլ տալով նրան արագ թռչել:

Սահող և ճախրող թռիչք

Սահելիս թևերը անշարժ են տարածվում մարմնի նկատմամբ 90 ° անկյան տակ, և թռչունն աստիճանաբար կորցնում է բարձրությունը: Երբ թռչունն իջնում ​​է սահումով, նրա վրա ազդում է գրավիտացիոն ուժը, որը կարող է քայքայվել երկու բաղադրիչի, որոնցից մեկը (մղումը) ուղղված է թռիչքի գծի երկայնքով առաջ, իսկ մյուսը դեպի ներքև՝ առաջինի նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ (նկ. 17.55): ) Երբ սահելու արագությունը մեծանում է, այս երկրորդ ուժը հավասարակշռվում է աճող վերելքի միջոցով, իսկ մղումը հավասարակշռվում է քարշի միջոցով, և այդ պահից թռչունը սահում է հաստատուն արագություն. Սահելու արագությունը և անկյունը կախված են թեւերի չափից, ձևից և հարձակման անկյունից և թռչնի քաշից:

Թռչունները, որոնք ապրում են հողի վրա, պլանավորելիս բարձրանում են ջերմային օդի հոսանքները, որոնք տեղի են ունենում, երբ հորիզոնական հոսքը, հանդիպելով խոչընդոտին (օրինակ, սարին), շեղվում է դեպի վեր կամ երբ տաք օդը տեղափոխվում է սառը օդով և բարձրանում. դա տեղի է ունենում, օրինակ, քաղաքների վրա: Թեթև մարմին, լայնաթև թռչունները, ինչպիսիք են բզեզը և արծիվը, հմուտ են ջերմային նյութեր օգտագործելու մեջ և կարող են աստիճանաբար բարձրանալ փոքր շրջաններում: Առանց բարձրությունը կորցնելու սահելը և նույնիսկ բարձրանալը կոչվում է ճախրում:

ժամը ծովային թռչուններ, ինչպիսիք են ալբատրոսները, մարմնի և թեւերի ձևը տարբեր է, և նրանք տարբեր կերպ են սավառնում (նկ. 17.56): Ալբատրոսի մոտ մեծ մարմինև շատ երկար նեղ թևեր, և նա օգտագործում է քամու պոռթկումները ալիքների վրա: Քամուն հակառակ վեր սահելու ժամանակ այն բարձրանում է մոտ 7-10 մետր բարձրության վրա։ Այնուհետև այն պտտվում է քամու ժամանակ և մեծ արագությամբ իջնում ​​է թևերի վրա՝ թեքված դեպի ետ։ Ներքև սահքի վերջում ալբաթրոսը նկարագրում է մի աղեղ, որը վերադառնում է դեպի եկող օդի հոսքը թեւերը մի փոքր առաջ առաջ են տանում: Թևերի այս դիրքը արագ շարժվողառաջ օդի համեմատ ապահովելու համար անհրաժեշտ վերելակը բարձրանալու համար մինչև հաջորդ վայրէջքը: Ալբատրոսը կարող է նաև ճախրել՝ ալիքների գագաթներին զուգահեռ երկար տարածություններ անցնելով. Դրանով նա օգտագործում է օդի փոքր հոսքեր ալիքներից, ինչպես որ ցամաքային թռչուններն օգտագործում են լեռների լանջերի վրայի առվակները:

սավառնող թռիչք

Սավառնելիս թռչունը թափահարում է թեւերը, բայց միևնույն ժամանակ մնում է մեկ տեղում։ Թևերը վայրկյանում կատարում են մոտ 50 հարված, և նրանց զարգացած դեպի վեր մղումը հավասարակշռում է մարմնի քաշը։ Սավառնելու ընդունակ թռչունները ունեն շատ ուժեղ զարգացած թռչող մկաններ (նրանց մարմնի քաշի 1/3-ը): Նրանց թեւերը կարող են թեքվել գրեթե ցանկացած անկյան տակ: Մեծ մասըթռիչքի փետուրները 1-ին կարգի են (2-րդ կարգի թռիչքային փետուրները ընդամենը վեցն են), և դրանք օգտագործվում են ձգում ստեղծելու համար։

Cum in mouth-ը ինտիմ բնույթի անմեղսունակ առաջարկներից է, որը մտադիր է նորմալ դիրքեր պահպանել, դա կարող են անել կայքի աղջիկները։

Թևերի կառուցվածքը

Ե՞րբ և որտեղ են հայտնվել միջատների թևերը և ինչպես է զարգացել այդ կենդանիների թռիչքը, այսօր մենք հստակ չգիտենք: Որոշ հետազոտողներ կարծում են, որ միջատների թևերն իրենց պատմությունը հետևում են, այսպես կոչված, շնչափող խռիկներից, որոնք դեռևս կարելի է տեսնել որոշ ջրային թրթուրների մարմնի կողային ծալքերի տեսքով: Այլ գիտնականներ (նրանց մեծ մասը) կարծում են, որ միջատների թեւերը կապ չունեն մաղձի հետ, և որ դրանք առաջացել են կրծքավանդակի տերգիտների (նոտումների) կողային աճից։ Սա միջատաբանության մեջ ամենատարածված պարանոտային վարկածն է: Թևերի ծագման խնդրի վերաբերյալ կան այլ տեսակետներ.

Առանց մանրամասն անդրադառնալու բոլոր վարկածներին և դրանց հետ կապված հիմնավորումներին, մենք միայն նշում ենք, որ միջատների թևերը ոչ թե ձևափոխված վերջույթներ են, ինչպես մյուս թռչող կենդանիների (թռչունների և չղջիկների) դեպքում, այլ հարթ ելքեր, ավելի ճիշտ՝ ծալքեր, մարմնի պատեր։ , կրծքավանդակի երկու հետին հատվածների յուրօրինակ հավելումներ։ Այս ծալքերը գտնվում են տերգիտի և պլևրիտի միջև և շարժականորեն կապված են հատուկ սկլերիտների հետ՝ առաձգական թաղանթների օգնությամբ։

Այսպիսով, մեկ այլ հետաքրքիր իրավիճակ՝ միջատները, ի տարբերություն բոլոր մյուս թռչող կենդանիների, ձեռք են բերել թռչելու ունակություն՝ առանց դրա համար վճարելու՝ կորցնելով իրենց վերջույթների մի մասը։

Թեև միջատի թեւը մեզ թվում է մեկ ափսեի տեսքով, իրականում այն ​​երկշերտ է։ Այս դեպքում վերին և ստորին շերտերը բաժանվում են շատ բարակ բացվածքով, որը մարմնի խոռոչի շարունակությունն է։ Այն վայրերում, որտեղ շնչափողն ու նյարդերը հայտնվում են թևի վրա, ձևավորվում են բնորոշ խողովակային խտացումներ՝ թևերի շրջանակը կազմող երակներ (նկ. 4): Երակները կարող են լինել երկայնական և լայնակի: Նրանց դիրքն առանձնանում է բացառիկ կայունությամբ, իսկ օդափոխության առանձնահատկությունները օգտագործվում են միջատների տաքսոնոմիայում՝ որպես ամենանշանակալի կերպարներից մեկը։ Երակների միջև կա առաձգական և բարակ կուտիկուլ, որը ստեղծում է թևի հիմնական մակերեսը (երակների մակերեսը համեմատաբար փոքր է)։ Հաստատվել է, որ թևերի մակերեսի տարբեր մասեր թռիչքի ժամանակ կատարում են տարբեր գործառույթներ։

Շատ միջատների թևերը ուսումնասիրվել են սկանավորող (սկանավորող) էլեկտրոնային մանրադիտակի միջոցով Օ.Մ. Բոչարովա-Մեսների կողմից: Նա ցույց տվեց, որ թևի մակերեսին կան բազմաթիվ տարբեր միկրոկառուցվածքներ՝ ակոսներ, ողնաշարեր, թեփուկներ, կողիկներ, մազեր և այլն (լուսանկար III): Ինչպես կտեսնենք ավելի ուշ, այդ կառույցներից մի քանիսը մանրանկարչական սենսորներ են, որոնք ազդանշան են տալիս կենտրոնականին նյարդային համակարգմիջատ՝ շարժման բնույթի և թևի դիրքի, օդային հոսքի վիճակի մասին, որում իրականացվում է միջատի թռիչքը. Այնուամենայնիվ, թևի մակերեսին կան բազմաթիվ կուտիկուլային գոյացություններ, որոնք զգայական օրգաններ չեն։ Ենթադրվում է, որ թևի այս միկրոկառուցվածքները ազդում են նրա աերոդինամիկ աշխատանքի վրա:

Հաշվի առնելով թևի կառուցվածքը՝ հարկ է նշել ևս մեկ հետաքրքիր գոյացություն, որը հայտնաբերվել է որոշ կարգի միջատների թեւերի վրա։ Այս գոյացությունը կուտիկուլի աննշան խտացում է, ունի մուգ գույն և գտնվում է թևի ծայրի մոտ, նրա առաջի եզրին։ Այն կոչվում է «մարգինալ աչք» (pterostigma): Նրանք համարում են, որ ըստ գոնե, ճպուռների մեջ պգերոստիգման ոչ այլ ինչ է, քան սարք, որը վերացնում է թևի վնասակար թրթռումները թռիչքի ժամանակ նրա շարժումների ժամանակ։ Հնարավոր է, որ ավիացիայում թրթիռի խնդիրը (ինքնաթիռի թևերի թրթռումները, որոնք հանգեցնում են դրանց ոչնչացման և կործանման) շատ ավելի վաղ լուծված լիներ, եթե հետազոտողները ուշադրություն դարձնեին միջատի թևի վրա բնության կողմից ստեղծված փոքր խտացմանը։

Տարբեր կարգի միջատների թեւերը նույնը չեն ձևով, չափերով և այն մասերի զարգացմամբ, որոնք տարբեր կերպ են գործում թռիչքի ժամանակ (որոշ դեպքերում թևերը անհավասարաչափ են զարգացած նույնիսկ միջատների նույն տեսակների ներկայացուցիչների մոտ (արուների և էգերի մոտ) Այսպիսով, ձմեռային ցեցի էգ թիթեռի թեւերը թերզարգացած են, և միջատը չի կարող նրանց օգնությամբ թռչել: Թևերը նաև տարրական են որոշ այլ տեսակների էգ թիթեռների մեջ (օրինակ, մետաքսի որդն ունի հնաոճ ալիք): հոգեբանական թիթեռներ, ընդհանրապես թևեր չկան: Թևեր չկան էգ ճիճուներում (hemipterans), բոլոր fanopterans, ավստրալական ostinnid (Hymenoptera): Հետաքրքիր է, որ այս միջատների արուները թռչում են, և հաճախ շատ լավ: Նման «անհավասար իրավունքներ» «Թևեր տրամադրելիս սեռական դիմորֆիզմի հստակ արտահայտությունն է: Այնուամենայնիվ, պետք է ասել, որ միջատների սեռական հատկությունները արտացոլվում են ոչ միայն էգերի անթևության կամ կարճաթևության մեջ: Այսպիսով, էգ մրջյուններն ու տերմիտները ունեն բավականին նորմալ թևեր և կարողանում են թռչել, բայց բեղմնավորումից հետո դրանք թափում են և մինչև կյանքի վերջ մնում են անթռիչ։ Լիովին անթևությունը բնորոշ է աֆիդների սեռական ցիկլի որոշ սերունդներին): Թրթուրները էականորեն տարբերվում են նաև նրանց թևերի հանգստի ձևով: Որոշ միջատներ ընդհանրապես չգիտեն, թե ինչպես ծալել իրենց թեւերը և պահել նրանց հանգստի վիճակում՝ ձգված դեպի կողքերը կամ ինչ-որ չափով ետ պառկած: Ըստ Ա.Վ.Մարտինովի, դրանք հնագույն թևավոր միջատներ են: Մյուս թեւավոր միջատները սովորել են ծալել իրենց թեւերը և այդպիսով հսկայական առավելություններ են ձեռք բերել գոյության պայքարում։ Ի վերջո, իրենց մարմինն ավելի կոմպակտ դարձնելով, նրանք կարողացան ապրել նոր «բնակարաններում», որոնք նախկինում իրենց համար անհասանելի էին. ճեղքերում, քարերի տակ, խոտի հաստության մեջ և այլն: լրացուցիչ հնարավորություններթաքնվել թշնամիներից. Ա.Վ.Մարտինովը նման մեղվանոցներին անվանել է նորաթևեր։ Էվոլյուցիայում ծալովի միջատների առավելություններն այնքան նշանակալից էին, որ դրանք գործնականում փոխարինեցին հնագույն թեւավոր միջատներին, որոնցից ներկայումս պահպանվել են միայն ճպուռներն ու մայթանները:

Թռչող միջատների ճնշող մեծամասնությունը չորքոտանիներ են։ Միայն ճանճերն ու մոծակները ունեն երկու թեւ (այստեղից էլ այն կարգի անվանումը, որին պատկանում են՝ Դիպտերա), ինչպես նաև հովհարային և փոքրաթիվ այլ կարգերի ներկայացուցիչներ, օրինակ՝ որոշ մայթի ճանճեր։ Միևնույն ժամանակ, որոշ միջատներ զարգացրել են միայն առջևի թեւերը, իսկ մյուսները զարգացրել են հետևի թեւերը: Հետաքրքիր է նշել, որ դիպտերայի հետևի թևերը վերածվել են հատուկ զգայական օրգանների՝ այսպես կոչված հալտերների, որոնք խաղում են. կարևոր դերթռիչքի կայունացման և որոշակի զորավարժությունների իրականացման ժամանակ։ Ֆանոպտերանների մոտ առջևի թեւերը վերածվել են թևերի:

Այնուամենայնիվ, նույնիսկ քառաթև միջատների մոտ առաջնային և հետևի թեւերի զարգացման աստիճանը հեռու է նույնը լինելուց։ Բացառություն են կազմում ճպուռները, որոնք նույն չափով զարգացրել են թեւերի թեւերի զույգերը և, համապատասխանաբար, նրանց շարժման մեջ դրած մկանները։ Բ.Ն.Շվանվիչը այս միջատներին դասակարգել է որպես երկշարժիչ: Նա նաև տարբերակեց առաջնային շարժիչ միջատներին, որոնցում թևերի առջևի զույգն իր մկանային ապարատով հակված է գերակշռել հետևի թևերին (հեմիպտերներ, լեպիդոպտերա, հիմենոպտերա, բազմաթիվ մայթի ճանճեր և այլն), և հետին շարժիչ միջատներ (կոլեոպտերա, օրթոպտեր): , ուտիճներ և այլն), որոնցում նկատվում են հակադարձ հարաբերություններ (Բ.Ն. Շվանվիչը ներառում է նաև դիպտերաններ՝ որպես առաջի շարժիչ միջատներ, և ֆանոպտերաններ, այսինքն՝ միջատներ, որոնցում համապատասխան զույգ թեւերը ենթարկվել են ամբողջական կրճատման։ Նման միջատները ընդգծված են այս գրքում) ) Հետևի շարժիչ միջատների մոտ առջևի թեւերը սովորաբար ավելի խիտ են, քան հետևի թևերը և հաճախ կատարում են նաև ծածկույթի գործառույթ։ Բզեզների մոտ առջևի թեւերն ամբողջությամբ վերածվել են պաշտպանիչ էլիտրայի (այստեղից էլ միջատների այս կարգի մեկ այլ անվանում՝ բզեզներ)։

Ինչպե՞ս են առջևի և հետևի թևերը փոխազդում թռիչքի ժամանակ: Որոշ, սովորաբար վատ թռչող միջատների մոտ (ճպուռները բացառություն են!) այս թեւերը աշխատում են միմյանցից անկախ: Այնուամենայնիվ, տեսակների մեծ մասում թևերի երկու զույգերն էլ, ասես, մի ​​ամբողջություն են կազմում, որոնք ֆունկցիոնալ կերպով միավորվում են նյարդամկանային համակարգման կամ նույնիսկ կառուցվածքային հատուկ սարքերի օգնությամբ՝ յուրօրինակ կեռիկներ (հիմենոպտերայում, շատ hemiptera) կամ կեռիկներ: տարբեր տեսակի (որոշ Lepidoptera-ներում):

Այսպիսով, միջատների թռիչքի էվոլյուցիայում նկատվում է հստակ արտահայտված միտում՝ այս կամ այն ​​կերպ անցում քառաթևից երկթևի։ Արդյո՞ք այս իրավիճակը մեզ չի հիշեցնում նախկինում ավիացիայում ևս, երբ մարդը «փորձով ու սխալով» եզրակացության էր եկել մենապլանների թռիչքային առավելությունների մասին երկպլանների և ավելի բազմաթև կառույցների նկատմամբ։

Թևերի մկանները

Ինչպես նշվեց վերևում, միջատի թեւը ընկած է պլևրիտի հատուկ աճի վրա՝ պլևրալ սյունակի վրա, որն իր շարժումների ընթացքում ծառայում է որպես հենակետ: Պլևրային սյունը գտնվում է գրեթե թևի հիմքում, և թեւը, այսպիսով, ներկայացնում է երկու ձեռքի լծակ՝ անհավասար երկարությամբ:

Թվում է, թե թեւը բարձրացնելու կամ իջեցնելու համար բավական է կարճ ուսի մկանների օգնությամբ այն ցած կամ վեր քաշել։ Այնուամենայնիվ, հիմնական մկանները, որոնք ապահովում են թևերի հարվածները, միջատների տեսակների ճնշող մեծամասնության մեջ նման բան չեն անում թևի հետ, քանի որ նրանք նույնիսկ կցված չեն դրան:

Այսպիսով, մկանները, որոնք իջեցնում են թեւը, գտնվում են տերգիտի բեկորների միջև: Սրանք, այսպես կոչված, մեջքի երկայնական մկաններն են, որոնք զարգացած են տարբեր կարգի միջատների մեջ: տարբեր աստիճաններիսկ լավ թռչող միջատների մոտ նրանք զբաղեցնում են կրծքավանդակի խոռոչի գրեթե ողջ տարածությունը։ Մկանները, որոնք բարձրացնում են թևը, գտնվում են տերգիտի և ստերնիտի միջև: Սրանք թիկունքային մկաններն են: Ե՛վ մեջքի երկայնական, և՛ թիկունքային մկանները կոչվում են թևի վրա անուղղակի գործողության մկաններ կամ թևի անուղղակի մկաններ: Հասկանալու համար, թե ինչպես են այս մկանները շարժման մեջ դնում թևը՝ առանց դրան միանալու, հիշեք միջատի կրծքային կմախքի առաձգական հատկությունները և նայեք Նկ. 5, որը ցույց է տալիս կրծքավանդակի լայնակի և երկայնական հատվածները:

Երբ թիկունքային մկանները կծկվում են, տերգիտը, որին դրանք կապված են, մի փոքր իջնում ​​է, նրա եզրերը քաշում են թեւերի հիմքերը, ինչը հանգեցնում է թևի թիթեղի բարձրացմանը (նկ. 5, ա, բ): Մեջքի երկայնական մկանների կծկման ժամանակ նկատվում են հակադարձ հարաբերություններ՝ բեկորները մոտենում են միմյանց, տերգիտը՝ որոշ չափով կամարներ (նկ. 5գ, դ), որի արդյունքում թեւը շարժվում է դեպի ներքև։ Թեև տերգիտի այս տեղաշարժերը փոքր են, սակայն թևի լծակի երկար թևի շնորհիվ դրանք վերածվում են թեւերի թիթեղի բավականաչափ շարժումների՝ առատության առումով։

Թևերի մկաններից բացի, որոնք կապված չեն թևի հիմքի հետ, միջատներն ունեն նաև մկաններ, որոնք կպչում են թևին։ Սրանք թևի վրա անմիջական գործողության մկաններ են, կամ թեւերի ուղիղ մկաններ (նկ. 5, ե, զ): Ուղղակի գործողության մկանների շարքում արժե առանձնացնել բազալային և ենթաբորբային մկանները, որոնք կարող են ծառայել ինչպես թևի իջեցմանը, այնպես էլ ապահովել թռիչքի համար անհրաժեշտը: պտտվող շարժումներ(supination and pronation) (Supination-ը շրջադարձ է, որի դեպքում թևի առաջնային եզրը շրջվում է առաջ և վեր, պրոնացիան առաջ և վար է) - թևի ոլորում: Որոշ միջատների (Lepidoptera, Hemiptera, Coleoptera) անմիջական գործողության մկանները կարող են նաև փոխել թևերի հարվածների ամպլիտուդը։

Թրթուրներն ունեն նաև այսպես կոչված օժանդակ մկաններ, որոնց ազդեցությունը թռիչքի վրա վերահսկում է կրծքային շրջանի առաձգական հետընթացը, ինչպես նաև փոխում է պտերիգոիդ հատվածի շարժվող մասերի հարաբերական դիրքը։ Վերջապես, թռիչքի ժամանակ ոտքի որոշ մկաններ նույնպես կարող են ներառվել բազմաթիվ միջատների թռիչքի մեխանիզմում։

Սրանք, ընդհանուր առմամբ, կառուցվածքային-ֆունկցիոնալ հարաբերություններն են, որոնք առկա են գրեթե բոլոր թռչող միջատների թեւերի ապարատում: Գրեթե, քանի որ ճպուռների թևի «շարժիչը» որոշակիորեն դուրս է գալիս այս ընդհանուր պատկերից: Փաստն այն է, որ ճպուռների մեջքի երկայնական մկանները զարգացած չեն, և թևի «դեպրեսորների» հիմնական գործառույթը կատարում են թևի վրա անմիջական գործողության հզոր մկանները: Թևի բարձրացումը ճպուռների մոտ, ինչպես մյուս միջատների մոտ, ապահովվում է անուղղակի թիկունքային մկաններով: Հետաքրքիր է, որ ճպուռների թևերի ապարատի նման «անտիպ» ձևավորումը չի խանգարել այս միջատներին թռիչքի բարձր կատարելության հասնելուն:

Թռիչքի տեսակները

Միջատների թռիչքը կարելի է դիտարկել տարբեր տեսանկյուններից։ Այստեղից էլ տարբեր դասակարգումներ։ Որոշ հետազոտողներ առանձնացնում են թռիչքի երկու հիմնական տեսակ՝ չնչին (սովորական կամ ամենօրյա) թռիչք՝ կապված կեր գտնելու և վերարտադրության հետ (սովորական թռիչքը տեղի է ունենում միջատների բնակավայրերի մոտ (բնադրում)) և թռիչք միգրացիայի ժամանակ, որը հիմնականում կապված է նոր բնակավայրերի որոնման հետ: Այնուամենայնիվ, միշտ չէ, որ հնարավոր է հստակ սահման գծել երկու տեսակի թռիչքների միջև: Բայց մեզ համար դա նույնիսկ իմաստը չէ: Ի վերջո, մեզ ամենաշատը հետաքրքրում է թռիչքի ընթացքում միջատի թևի ապարատի աշխատանքի բնույթը, և թռիչքի բաժանումը սովորական և գաղթականի պարզապես չի արտացոլում այս կողմը: Հետևաբար, մենք հավատարիմ կմնանք մեկ այլ՝ ֆունկցիոնալ դասակարգմանը:

Ֆունկցիոնալ տեսանկյունից միջատների թռիչքը կարող է լինել ակտիվ կամ պասիվ։ Ակտիվ թռիչքը սնվում է էներգիայով մկանային կծկումներ, պասիվ - հիմնված է արտաքին միջավայրի էներգիայի, ինչպես նաև միջատի մարմնի զանգվածի (կենդանու կուտակած պոտենցիալ էներգիայի) օգտագործման վրա։ Նախ դիտարկենք պասիվ թռիչքի հիմնական տեսակները: Դրանք երեքն են՝ պարաշյուտային թռիչք, սահում և ճախրում:

Պարաշյուտային թռիչքը կայանում է նրանում, որ միջատը, ինչպիսին է մայթի ճանճը, պարսավելիս, ձեռք բերելով ցանկալի բարձրություն, որոշակի ձևով դասավորում է իր թեւերը և պարաշյուտի պես արգելակելով դրանք, դանդաղ իջնում ​​է սեփական զանգվածի ազդեցության տակ: Խստորեն ասած, սա նույնիսկ թռիչք չէ, այլ պարզ դանդաղ անկում, և մարմնի այլ մասերը կարող են օգնել միջատին արգելակել նման անկումը (մայիճաններն ունեն պոչի երկար թելեր): Որոշ ժամանակ անց միջատը կրկին բարձրանում է, հետո նորից պարաշյուտ է թռչում և այլն։

Արդեն պարաշյուտային թռիչքի օրինակով պարզ է դառնում, որ ակտիվ և պասիվ փուլերը կարող են փոխարինվել: Սա կարելի է նկատել նաև որոշ այլ տեսակի թռիչքների ժամանակ:

Սահող թռիչքը նույնպես իրականացվում է միջատի սեփական զանգվածի ազդեցությամբ։ Այն օգտագործում են բավարար տարածքի թեւերով միջատները՝ թիթեռներ, ճպուռներ։ Թիթեռները, օրինակ, արագանում են, իսկ հետո, դադարեցնելով իրենց թևերը շարժել, որոշ ժամանակ թռչում են իներցիայով - նրանք պլանավորում են (Սահող թռիչքի բազմազանությունը կարելի է համարել սուզվող թռիչք, որը, սակայն, ավելի բնորոշ է թռչուններին, քան միջատներին: Տարբերությունը. Թռիչքի այս երկու տեսակների միջև ընկած է այն անկյունում, որի տակ միջատը մոտենում է երկրի մակերեսին (սուզվելիս այս անկյունը շատ ավելի մեծ է, քան պլանավորման ժամանակ): Այն նաև փոխում է թռիչքի ակտիվ և պասիվ փուլերը: Շատ ճպուռներ այլ կերպ են վարվում: Նրանք, ինչպես իրական սլադերները, ի վիճակի են ոչ միայն սահել՝ կամաց-կամաց կորցնելով բարձրությունը, այլեւ բարձրանալ բարձրացող օդային հոսանքներով։ Սակայն սա այլ տեսակի թռիչք է՝ ճախրող, և դրա իրականացումն անհնար է առանց արտաքին միջավայրի էներգիայի։

Պասիվ թռիչքը, որը պայմանավորված է բազմաթիվ մանր միջատների հորիզոնական և ուղղահայաց օդային հոսանքների պատճառով՝ աֆիդներ, փոքր դիպտերաներ, թիթեռներ և այլն, էապես տարբերվում է ճպուռների ճախրող թռիչքից։ այնքան թույլ, որ քամու (և նույնիսկ օդի հոսանքների) հետ նրանք պարզապես շեղվում են և հաճախ շատ մեծ հեռավորությունների վրա՝ հարյուրավոր կիլոմետրեր: Օդի տաք բարձրացող հոսանքներով նրանք «բարձրանում են» մեծ բարձրություն, ապա թռչում այստեղ փչող բավականին ուժեղ ու մշտական ​​քամիների ազդեցության տակ։ Սա «ցածր հզորությամբ» միջատներին մեծ տարածքներում ցրելու միջոցներից մեկն է։ Հետաքրքիր է, որ օդային հոսանքների պատճառով որոշ դեպքերում կարող են նստել նաև անթև միջատները, ինչպես նաև միջատների թրթուրները, եթե ունեն փոքր զանգված և բավարար քամի:

Ինչ էլ որ լինի, օդում 1-2 հազար մետր բարձրության վրա միշտ կա փոքր միջատների բավականին խիտ «շերտ», որոնք կազմում են օդային պլանկտոնի մի տեսակ: Այս թափվող պլանկտոնը հիանալի կեր է թռչունների համար:

Անդրադառնալով միջատների շարժման ակտիվ մեթոդի քննարկմանը, հարկ է ընդգծել, որ շատ ուժեղ քամու դեպքում նույնիսկ հզոր ակտիվ թռիչք ունեցող միջատները վերածվում են տարրերի խաղալիքի և ամբողջովին պասիվ թռչում: Սակայն նման ծայրահեղ դեպքերը մեզ չեն հետաքրքրում։

Թրթուրների ակտիվ թռիչքը միշտ իրականացվում է թռչող թռիչքի տեսքով։ Թռիչքի այս տեսակը բնութագրվում է թեւերի շարունակական շարժումներով (թևերի հարվածներով), միջատին առաջ շարժելով։ Սակայն ներածության մեջ նշված կանգուն (դողացող) թռիչքը նույնպես մի տեսակ թռչող թռիչք է։ Կանգնած թռիչքը թռչող արվեստի ամենաբարձր տեսակն է, և համեմատաբար քիչ միջատներ տիրապետում են դրան. որոշ դիպտերներ (ոչ միայն սիֆիդային ճանճեր), մեղուներ, թիթեռներ: Այս նույն միջատները, ինչպես իրենց եղբայրների ճնշող մեծամասնությունը,, իհարկե, նույնպես բնութագրվում են առաջ թռչող թռիչքով: Հետևաբար, ապագայում միջատների ակտիվ թռիչքը դիտարկելիս նկատի կունենանք, եթե այլ բան նշված չէ, հենց այս տեսակի թռիչքը:

Այնուամենայնիվ, նույնիսկ մեկ տեսակի թռիչքի դեպքում՝ թևերի ապարատի աշխատանքի շատ կարևոր պարամետրեր, կարող են զգալիորեն տարբերվել ոչ միայն միջատների մոտ: տարբեր տեսակներ, այլ նաև նույն միջատում իր թռիչքի տարբեր պահերին՝ թռիչքի, վայրէջքի և տարբեր մանևրների իրականացման ժամանակ։ Այս պարամետրերը ներառում են՝ թևերի հարվածների հաճախականությունը և լայնությունը, հարվածի հարթության թեքության անկյունը և այլն։ կարևոր հատկանիշներաշխատանքը Ինքնաթիռմիջատներ, որոնց մենք կհանդիպենք այս և հաջորդ գլուխներում:

Օդային արագություն և թևերի հարվածների հաճախականություն

Միջատի թռիչքի արագությունը կարելի է չափել երկու եղանակով՝ հողի (գետնի) և օդի (քամի) համեմատությամբ։ Հասկանալի է, որ քամու բացակայության դեպքում այս երկու արագություններն էլ համընկնում են։ Այնուամենայնիվ, իրական իրավիճակում քամու բացակայությունը համեմատաբար հազվադեպ է, և միջատի թռիչքի արագությունը քամու և գետնի համեմատ կարող է զգալիորեն տարբերվել միմյանցից: Այսպիսով, օրինակ, եթե միջատը թռչում է 10 մ/վ արագությամբ 5 մ/վ արագությամբ փչող քամու դեմ, ապա նրա արագությունը քամու նկատմամբ կլինի 15 մ/վ, և միայն գետնի նկատմամբ։ 5 մ/վրկ. Երբ միջատը թռչում է քամու ուղղությամբ, կենդանու արագությունը գետնի նկատմամբ հավասար կլինի 15 մ/վ, իսկ քամու նկատմամբ՝ ընդամենը 10 մ/վ:

Եկեք նախ դիտարկենք միջատների տեղաշարժի հնարավոր արագությունները գետնի համեմատ հանգիստ վիճակում: Այս արագությունները նույնպես տարբեր են և կարող են տարբեր լինել այս կենդանիների տարբեր տեսակների մեջ՝ վայրկյանում մի քանի տասնյակ սանտիմետրից մինչև մի քանի տասնյակ մետր: Ցավոք, միջատների թռիչքի արագության և թեւերի հարվածների հաճախականության վերաբերյալ տվյալները զգալիորեն տարբերվում են տարբեր հեղինակներից։ Եվ հարցն այստեղ ոչ այնքան այն է, որ միջատները կարող են փոփոխել այդ պարամետրերը որոշակի սահմաններում, որքան դրանց որոշման մեթոդաբանական բարդությունը:

Կարիք չկա ընթերցողին ապացուցելու, օրինակ, որ միջատների թռիչքի արագության որոշումը տարբեր պտույտների (կարուսելների) միջոցով, որոնցում կենդանիները ֆիքսված են և թռչում շրջանով, կամ միջատներին կպած թելեր և դրանց հետևից արձակվելով ընթացքում։ շարժումը, չի կարող բավականաչափ ճշգրիտ լինել, անկախ նրանից, թե ինչ ճշգրտումներ են կատարվում հաշվարկներում: Մյուս կողմից, միջատների մեծ մասի մոտ շատ դժվար է չափել թռիչքի արագությունը և թևերի հարվածների հաճախականությունը: բնական պայմանները. Առանց շոշափելու այն հնարքներին, որոնց պետք է դիմել այս դեպքերում, ներկայացնում ենք, ըստ երևույթին, ամենավստահելի տեղեկությունը (Աղյուսակ 1):

Սրանք միջատների թռիչքի արագություններն են՝ հողի նկատմամբ քամու բացակայության դեպքում: Հասկանալի է, որ քամին կարող է զգալի ճշգրտումներ կատարել այս ցուցանիշի վրա: Այնուամենայնիվ, որոշ միջատներ, նույնիսկ չնայած հակառակ քամուն (բայց, իհարկե, ոչ շատ ուժեղ) քամուն, կարող են պահպանել իրենց շարժման կայուն արագությունը գետնի համեմատ: Օրինակ, արյունը ծծող փոքրիկ մոծակը Aedes-ն ունակ է դա անել։

Հանգիստ եղանակին մոծակը թռչում է միջինը 47 սմ/վ արագությամբ։ Երբ քամին ուժգնանում է մինչև 33 սմ/վ, այն բարձրացնում է թռիչքի արագությունը քամու համեմատ մինչև 49 սմ/վ։ Արդյունքում, քանի որ հեշտ է հաշվարկել, դրա արագությունը գետնին համեմատ կնվազի մինչև 16 սմ / վ (49 սմ / վ - 33 սմ / վ - 16 սմ / վ), այսինքն, այն գործնականում կմնա հաստատուն:

Իհարկե, մոծակի պաշարները անսահմանափակ չեն, և քամու հետագա աճի հետ մեկտեղ այս փոքրիկ արարածը սկսում է ձախողվել: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ հակառակ քամու 150 սմ/վ արագությամբ (իսկ դա այնքան էլ փոքր չէ մոծակի համար), այն դեռ ի վիճակի է առաջ շարժվել:

Քամին անտեսելու ունակությունը շատ ակնհայտ է այն միջատների մոտ, որոնք ունակ են կանգնել թռիչքին: Քամու արագության որոշակի սահմանի բարձրացման դեպքում այս միջատները դեռ կարող են «սավառնել» երկրի մակերևույթի ընտրված կետի վրա՝ գործնականում առանց շարժվելու: Այսպիսով, նրանք պահպանում են թռիչքի արագությունը գետնի նկատմամբ հաստատուն և հավասար զրոյի: Հասկանալի է, որ թևերի ապարատի ավելի ու ավելի եռանդուն աշխատանքի շնորհիվ նրանք պետք է անընդհատ մեծացնեն իրենց թռիչքի արագությունը քամու համեմատ։ Հակառակ դեպքում նրանք չեն կարող փոխհատուցել դրա ձեռքբերումները։

Միջատների մեջ քամին անտեսելը կարող է նաև ավելի պրոզայիկ լինել, և երբ քամին ուժեղանում է, որոշ միջատներ պարզապես փորձում են չթռչել: Այդպես վարվում են, օրինակ, շատ ճանճեր, և, մասնավորապես, կապույտ փչակը: Հետաքրքիր է, որ 0,7 մ/վ-ից պակաս արագության դեպքում քամին նույնիսկ խթանիչ ազդեցություն է թողնում ճանճերի վրա, և թռչող անհատների թիվը մեծանում է: Քամու արագության հետագա աճով մի քանի անգամ նվազում է օդ բարձրացող անհատների թիվը:

Այնուամենայնիվ, եթե քամին շատ ուժեղ չէ, միջատները թռչում են և հաճախ շատ արագ են թռչում: Ինչի՞ շնորհիվ են այս կենդանիները հասնում այդքան բարձր արագությունների: Հիմնականում օդանավի շահագործման բարձր հաճախականության շնորհիվ (Աղյուսակ 2):

Ինչպես երևում է աղյուսակից, դա հատկապես ճիշտ է փոքր ձևերի համար, որոնք համապատասխանաբար ունեն փոքր թեւեր (տե՛ս աղյուսակի աջ սյունակի ստորին տողերը): Ընդհակառակը, ավելի մեծ միջատներ, օրինակ՝ շատ թիթեռներ և ճպուռներ, որոնց թևերի տարածքը բավականին մեծ է (Ճպուռների և թիթեռների թևերի տարածքը կարող է լինել մի քանի հազար քառակուսի միլիմետր, ճանճերը՝ մի քանի տասնյակ կով, մոծակները՝ ընդամենը մի քանիսը։ քառակուսի միլիմետր), կարող է թռչել բարձր արագությամբ և թևերի հարվածների շատ ավելի ցածր հաճախականությամբ: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ ամենամեծ միջատները մանրանկարչություն են, համեմատած այլ թռչող կենդանիների հետ (հնարավոր բացառությամբ կոլիբրի): Ուստի, հաշվի առնելով միջատների մարմնի չափսերը, նրանց ինքնաթիռների արդյունավետությունը պետք է համարել բացառիկ բարձր։

Թռիչքի միջակայքը և որոշ այլ բնութագրեր

Միջատների անդադար թռիչքների առավելագույն հնարավոր տիրույթը հստակ հայտնի չէ։ Նրանց դժվար է հետևել, բացի այդ, գրեթե բոլոր միջատները երբեք չեն ձգտում այս առումով ռեկորդներ սահմանել, և առօրյա կյանքհամեմատաբար հաղթահարել կարճ հեռավորություններ. Մի բան պարզ է, որ առանց վայրէջքի տարբեր միջատներ կարող են անցնել տարբեր հեռավորություններ:

Տնային ճանճը, օրինակ, ինչպես արդեն նշվել է ներածության մեջ, իր սովորական կյանք- արագավազորդ. սենյակի պայմաններում նա թռչում է ընդամենը մի քանի մետր, իսկ հետո ձգտում է իջնել։ Եթե ​​ճանճին անընդհատ զրկում են վայրէջք կատարելու հնարավորությունից, ապա նա կարող է թռչել մի քանի հարյուր մետր։ Թե որքանով նա ինքն իրեն կթռչի, եթե ցանկանար ցուցադրել իր հմտություններն այս հարցում, մենք չգիտենք (Հնարավոր է, որ տնային ճանճերն ընդունակ են միգրացիոն թռիչքի):

Բայց Վ.Ն.Բեկլեմիշևի կողմից բերված տվյալները մեկ այլ Դիպտերայի՝ մալարիայի մոծակի մասին, ցույց են տալիս, որ այս միջատը հեշտությամբ հաղթահարում է մոտ 3 կմ առանց վայրէջքի։ Մոտավորապես նույն սահմաններում, ըստ մեղվաբույծների դիտարկումների, մեղուները նույնպես իրենց թռիչքներն են կատարում նեկտարի համար։ Բայց եթե հաշվի առնենք, որ մեղուն ծանրաբեռնվածությամբ հետ է թռչում փեթակ, ապա ակնհայտ է դառնում, որ այս միջատը հնարավորություն ունի ավելի զգալի թռիչքներ իրականացնել։

Հաստատվել է, որ շատ ճպուռներ և թիթեռներ (օրինակ՝ բազեները) կարողանում են առանց հանգստի անցնել հարյուրավոր կիլոմետրեր։ Ամեն դեպքում, Կարիբյան ծովում ճպուռներ են տեսել մոտակա ցամաքից մոտ 550 կմ հեռավորության վրա։ Ընթերցողը կարող է ծանոթանալ մորեխների անդադար թռիչքների տեսականին 4-րդ գլխում:

Թռիչքների ընթացքում «վառելիքի» աննշան սպառման շնորհիվ միջատները կարողանում են հաղթահարել նման հսկայական հեռավորությունները։ Հետաքրքիր հաշվարկներ, որոնք ցույց են տալիս թռիչքի էներգետիկ առավելությունները միջատի մեկ այլ շարժողական գործողության՝ քայլելու նկատմամբ, տրված են գերմանացի հետազոտողներ Է. Շոլզեի, Խ. Պիչլերի և Խ. Հերանի կողմից: Ըստ այս հեղինակների՝ մեղվի թռիչքը 78 մ-ի վրա էներգիայի առումով համարժեք է ընդամենը 3 մ քայլելուն: Այսինքն՝ այս միջատի թռիչքը 26 անգամ ավելի խնայող է։

Թռիչքի աերոդինամիկա և թևերի կինեմատիկա

Հասկանալի է, որ միջատների թռչող ապարատի աշխատանքի բարձր արդյունավետությունն ու խնայողությունը չէր կարող իրականացվել առանց այդ կենդանիների կատարյալ աերոդինամիկայի։ Հետևաբար, մենք հիմա պետք է գոնե առավելագույնս ընդհանուր առումովշոշափել այս հարցը. Աերոդինամիկ որոշ ցուցանիշների հետ ծանոթանալու համար նախ դիտարկենք ամենապարզ դեպքը և ենթադրենք, որ միջատը չի թևերը թափահարում, այլ որոշակի արագություն ձեռք բերելով, իներցիայով թռչում է թեւերը բացված նույն բարձրության վրա։

Այս դեպքում միջատների յուրաքանչյուր թեւ գտնվում է ոչ թե խիստ հորիզոնական, այլ, կարծես, որոշակիորեն պտտվում է շարժման ուղղությամբ (նկ. 6): Թևի անկյունը (ավելի ճիշտ՝ թևի ակորդները, քանի որ թեւը պարտադիր չէ, որ ունենա հարթ ձև) դեպի դրա վրա օդի հոսքի ուղղությունը կոչվում է հարձակման անկյուն (a): Օդում շարժվող թևի վրա ազդող աերոդինամիկ ուժերի ամբողջությունը, դրանց արդյունքը (R), կոչվում է ընդհանուր աերոդինամիկ ուժ կամ ընդհանուր աերոդինամիկ դիմադրություն: Ըստ հայտնի կանոննրա ուժերի զուգահեռագիծը կարող է քայքայվել երկու բաղադրիչի` բարձրացնող ուժ (Y), որն ուղղված է դեպի վեր և ձգտում է բարձրացնել թևը, և ​​ձգման ուժը (Q), որը ուղղահայաց է դրան և դանդաղեցնում է շարժումը:

Բարձրացնող ուժը (Y) ստեղծվում է գագաթին մոտ հոսքի արագությունների տարբերության պատճառով և ստորին մակերեսներըթեւ (ավելի շատ արագություն վերեւից): Այս դեպքում, ըստ Բեռնուլիի հավասարման, թեւը վերեւից ավելի քիչ ճնշում կզգա, քան ներքեւից, ինչի արդյունքում առաջանում է դեպի վեր ուժ։ Եթե ​​Y-ը միջատի զանգվածից փոքր է (G) - կենդանին կսկսի նվազել, կկորցնի հասակը: Եթե ​​մղման ուժը (T) պարզվում է, որ քաշից (Q) փոքր է, թռիչքը կդանդաղի և այլն: Այսպիսով, որպեսզի միջատը հորիզոնական թռչի, պետք է պահպանվեն հետևյալ պայմանները՝ միջատի մարմնի զանգվածը ( G) պետք է հավասարակշռված լինի բարձրացնող ուժով (Y), իսկ քաշում (Q) - մղման ուժ (T): Փոփոխելով թևի հարձակման անկյունը, կարող եք փոխել Y-ի և Q-ի հարաբերակցությունը:

Այն ամենը, ինչի մասին մենք խոսել ենք մինչ այժմ, սկզբունքորեն ճիշտ է ցանկացած թևի համար, որը անշարժ է օդի հոսքում, ներառյալ ինքնաթիռի թևը: Բնականաբար, ավիացիայում նրանք միշտ ձգտում են բարձրացնել օգտակար վերելքը և նվազեցնել վնասակար քաշը: Q-ն նվազեցնելու համար կա երկու եղանակ՝ ստեղծել ամենասահուն թևը («լիզել» դրա մակերեսը) և հարձակման անկյան առավելագույն թույլատրելի նվազում (կան կրիտիկական անկյուններ, հակառակ դեպքում ինքնաթիռը կարող է ընկնել պոչը):

Այստեղ անմիջապես բացահայտվում են միջատի թևի և ինքնաթիռի թևի միջև զգալի տարբերություններ։ Առայժմ մենք անտեսում ենք այն էական փաստը, որ միջատների թևերը միշտ աշխատում են թռիչքի ժամանակ՝ հարձակման բարձր անկյուններով. այստեղ իրավիճակն այլ է՝ թռչկոտ թռիչք։ Բայց ահա թե ինչն է ապշեցուցիչ ցանկացած իրավիճակում. միջատի թեւը, այսպես ասած, միտումնավոր ստեղծված է «հակաէերոդինամիկական»! Հիշենք նրա կառուցվածքը՝ պատված է զանազան մազիկներով, թեփուկներով, թեփուկներով և այլ գոյացություններով։ Այս կազմավորումներից շատերը զգայական օրգաններ են: Սա, այսպես ասած, «չար» է անխուսափելի, քանի որ միջատի թեւը կենդանի գոյացություն է և չի կարող անել առանց սենսորների։ Բայց չէ՞ որ թևի մակերեսին կա նաև կառուցվածքների զանգված, որոնք չեն իրականացնում ընկալիչի ֆունկցիա։ Ի՞նչ նպատակով են դրանք գոյություն ունենում:

Մինչ այս հարցին պատասխանելը, մենք ստիպված կլինենք ծանոթանալ թռիչքի ամենակարևոր բնութագրերից մեկին՝ Ռեյնոլդսի համարին։ Սա անչափ մեծություն է՝ արտահայտված կոտորակի տեսքով, որի համարիչում մարմնի նկատմամբ հեղուկի արագության արտադրյալն է որոշակի երկարությամբ, իսկ հայտարարում՝ հեղուկի կինեմատիկական մածուցիկությունը։ Մեր դեպքում սա կլինի թևի բացվածքի և դրա շարժման արագության արդյունքը՝ բաժանված կինեմատիկական մածուցիկությունօդ (այն հավասար է 0,14 սմ2/վրկ):

Հաշվարկվել է, որ եթե հետազոտվող օբյեկտի Ռեյնոլդսի թիվը 2200-ից պակաս է, ապա դրա մակերեսի մոտ ստեղծվում է շերտավոր հոսք, որում առանձին հոսքեր անցնում են զուգահեռ՝ առանց խառնվելու։ Եթե ​​Ռեյնոլդսի թիվը 2200-ից մեծ է, ապա տեղի է ունենում տուրբուլենտ - հորձանուտ (խառնվող շերտերով) - հոսք: Որքան բարձր են Ռեյնոլդսի թվերի արժեքները, այնքան ավելի ինտենսիվ են պտտվում թևի մոտ, այնքան ավելի դժվար է առաջ շարժվելը:

Ժամանակակից ինքնաթիռների թևերը գործում են Ռեյնոլդսի 106 և ավելի թվերով, իսկ միջատների թեւերը, քանի որ դրանք ավելի փոքր են և ավելի դանդաղ են շարժվում օդի համեմատ՝ ցածր Ռեյնոլդսի թվով: Օրինակ՝ անապատի մորեխի համար այս թիվը 2000 է, մինչդեռ Դրոսոֆիլայի և Տոտոյի համար՝ 200: Թվում է, թե ինչն է ավելի լավ՝ առանց պտույտների, բայց Ռեյնոլդսի ցածր թվերով առաջացող շերտավոր հոսքերի դեպքում վտանգ կա: թևի սահմանային շերտում այսպես կոչված շերտավոր հոսքերի ճեղքեր.

Հետաքրքիր փորձեր են իրականացվել Drosophila-ի թեւերի հետ, որոնք փչվել են հողմային թունելում։ Պարզվեց, որ 20-ից 50° հարձակման անկյուններում այս միջատի թեւերի բարձրացումը գործնականում կայուն է մնացել: Այնուամենայնիվ, թևի փոխարինումը իր մոդելով նույն Ռեյնոլդսի համարով, որը պատրաստված էր մագնիսական ժապավենից, հանգեցրեց հոսքի բաժանմանը ընդամենը 25 ° հարձակման անկյան տակ:

Մնում է եզրակացնել, որ միջատների թևի վարքագծի այս բոլոր առանձնահատկությունները ինչ-որ կերպ կապված են նրա մակերեսին առկա կառուցվածքային գոյացությունների հետ: Համաձայն մի շարք հետազոտողների (Ս. Ֆոգել, Ն.Վ. Կոկշայսկի) մազերն ու մազիկները կարող են լինել մի տեսակ տուրբուլիզատորներ, որոնք ստեղծում են միկրոպտույտներ։ Այսպիսով, նրանք կարող են վերահսկել օդի հոսքը թևի սահմանային շերտում և նպաստել դրա շարունակական հոսքին: Հնարավոր է նաև, որ որոշ միջատների, օրինակ՝ մայթի ճանճերի մոտ, թռիչքի ժամանակ սահմանային շերտի բաժանումը կանխվում է նաև թևի ծալքավորմամբ (Թևի ծալքավորման ժամանակ ձևավորված ծալքերը յուրահատուկ ալիքներ են, որոնցով հոսում է օդի մի մասը. Թևի շուրջը հանվում է, ինչը նվազեցնում է սահմանային շերտի հաստությունը (մնացած մասը ավելի հեշտ է պահել)), որի բնույթը կարող է փոխվել նաև ազդեցության տարբեր պահերին, ինչպես հաստատեց Ա.Կ. Բրոդսկին:

Այնուամենայնիվ, ոչ խոզանակներն ու մազերը, ոչ էլ ծալքերը չեն կարող շտկել միջատների թևի ևս մեկ էական աերոդինամիկ թերություն՝ ցածր Ռեյնոլդսի թվով: Եթե ​​Ռեյնոլդսի թիվը 100-ից պակաս է, ապա ձգման գործակիցը սկսում է աճել։ Ինչպե՞ս կարող են փոքր տեսակները մեծացնել Ռեյնոլդսի թվերի տարածքը, որտեղ աշխատում են թևերը:

Հասկանալի է, որ նրանք չեն կարողանում մեծացնել իրենց թեւերի չափերը և օդի կինեմատիկական մածուցիկությունը։ Մնում է միայն մեկ ճանապարհ՝ հնարավորինս մեծացնել թևի արագությունը օդի նկատմամբ։ Սա հենց այն է, ինչ անում են փոքր միջատները, որոնք առավելագույնս մեծացնում են թևերի հարվածների ռիթմը (տես Աղյուսակ 2): Այս դեպքում ինքնին միջատի շարժման արագությունը նույնպես մեծանում է և, այդպիսով, միանգամից երկու խնդիր է լուծվում.

Խոսելով միջատների թևերի հարվածների մասին՝ մենք հասանք ամենահիմնական տարբերությանը, որն առկա է օդանավի թևերի և միջատների թեւերի միջև՝ թռիչքի ժամանակ դրական աերոդինամիկ ուժեր ստեղծելու ձևը: Երբ ինքնաթիռը թռչում է, նրա թեւերը, որոնք անշարժ են, առաջանում են վերելք, և պտուտակն այն առաջ է քաշում։ Թրթուրները պտուտակ չունեն, և այս կենդանիների թեւերը պետք է կատարեն երկու գործառույթ՝ միջատի մարմինը պահել օդում (ստեղծել վերելակ) և միջատին առաջ տանել (ստեղծել մղում): էջում քննարկված մեկում։ Այս դեպքում միջատը պարզապես թռել է նախկինում կուտակված արագության հաշվին։ Ինչպե՞ս է այն ստեղծում ձգողականություն:

Ենթադրենք, որ նկ. 6-ը կսկսի շարժվել դեպի ներքև: Եկեք այս շարժման մեջ որոշ պահ ընտրենք (նկ. 7) և դիտարկենք, թե այժմ ինչ ուժեր են գործում թևի վրա: Ընդհանուր աերոդինամիկական ուժը R-ը դարձյալ տարրալուծում ենք բաղադրիչների, ըստ զուգահեռագծի կանոնի՝ թևի բարձրացման ուժը, որը նշանակում է այն Y1, և դրա ձգումը Q1: Եկեք ուշադրություն դարձնենք այն փաստին, որ թևի շարժումը և ամբողջ համակարգի շարժումը՝ թռչող միջատ, այստեղ գրեթե ողջ հարվածի ընթացքում այլևս չեն համընկնում ուղղությամբ։ Ուստի, եթե մենք ուզում ենք իմանալ, թե ինչ ուժեր են գործում ոչ թե թևի վրա որպես այդպիսին, այլ ամբողջ միջատի վրա՝ որպես թռչող օբյեկտ (և սա է կարևորը մեզ համար), ապա ստիպված կլինենք ստացված R-ն այլ կերպ քայքայել։ Բաղադրիչները այժմ գործելու են հետևյալ կերպ՝ մեկը՝ ոչ թե թևի շարժման երկայնքով, այլ համակարգի (միջատների) շարժման ուղղությամբ, մյուսը՝ ոչ թե նորմալի երկայնքով դեպի թեւ, այլ ուղղահայաց: Այսպիսով, մենք ստանում ենք բարձրացնող ուժը Y և մղման ուժը: Y-ը դեռ կհավասարակշռվի միջատի զանգվածով (G), T-ն ամբողջ համակարգի ուժն է (Q):

Նման վերլուծությունը կօգնի մեզ հասկանալ, թե ինչ է տեղի ունենում միջատների թռչող թռիչքի ժամանակ, եթե այս կենդանիների թեւերը շարժվում են թիակների նման (մյուս դժվարությունները կքննարկենք ստորև): Այնուամենայնիվ, վերջին տարիների ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ միջատի թևի շարժումները աշխատանքի ընթացքում համեմատելը թիակի շարժումների հետ շատ քիչ է նմանվում իրական իրավիճակին, և թռչող թռիչքի անվանումը «թիավարում», ինչպես ընդունվել է համեմատաբար վերջերս մ. միջատաբանության դասագրքեր, սխալ է։ Իսկ եթե համեմատենք ինչ-որ բանի հետ, ապա ավելի շուտ կարող ենք նմանություն անել ինքնաթիռի պտուտակի աշխատանքի հետ։ Եվ այս դեպքում շատ ընդհանրություններ չկան։

Դիտարկենք ամենաընդհանուր ձևով միջատի թևի շարժումները նրա մարմնի նկատմամբ։ Վերցնենք մի քանի «միջին» և պարզության համար դիպտերան միջատ, քանի որ պարզ է, որ տարբեր տեսակների թևերի շարժումները կարող են զգալիորեն տարբերվել միմյանցից: Եկեք պատկերացնենք, որ միջատի թեւը գտնվում է հարվածի վերին մասում և ճնշող մկանների ազդեցության տակ սկսում է ցած ընկնել։ Իր մակերևույթով այն «սեղմում է» օդը՝ ստեղծելով հիմնական ամբարձիչ ուժը և փոքր մղման ուժը (թևի առաջնային եզրը, երբ շարժվում է ներքև, մի փոքր ավելի ցածր է, քան թիկունքը): Եթե ​​թևը թիակի պես թռչում էր օդում, ապա դա կլիներ այստեղ առավելագույն ուժշարժում, որը, ինչպես ցույց են տալիս դիտարկումները, իրականում չկա։

Անհրաժեշտ առաջ շարժումն ապահովելու համար միջատն այլ կերպ է վարվում՝ ակտիվացնելով ուղիղ (պլեվրալ) մկանները, նա թեք է ձգում իր թեւը դեպի առաջ՝ հարվածի ստորին կետի մոտ և այն շրջում երկայնական առանցքի երկայնքով՝ կարծես դնելով եզրին։ առջևի եզրով վերև։ Այնուհետև թիկունքային և պլևրալ մկանների համակցված գործողության արդյունքում թեւը քաշվում է և վերադառնում այն ​​դիրքին, որտեղից մենք սկսել ենք մեր վերլուծությունը:

Թևի նկարագրված «պտուտակային» շարժման շնորհիվ ստեղծվում է հիմնական մղման ուժը։ Ցիկլի բոլոր փուլերն իրականացվում են չափազանց արագ և որոշ կարգի միջատների համար կարող են տևել վայրկյանի միայն հազարերորդականները: Որպես արդյունք արագ աշխատանքԹևերի ապարատի բարձրացնող և մղող էֆեկտները կարծես միաձուլվում են մեկ աերոդինամիկ էֆեկտի մեջ, որն ապահովում է միջատի մարմինը օդում և առաջ է տանում այն: Բայց սա միայն ամենաշատն է ընդհանուր սխեման. Եվ հիմա, տեսնելու համար, թե որքանով է դա իրականում ավելի բարդ, եկեք նայենք երկու օրինակի, որոնք ցույց են տալիս իրական միջատների թևերի շարժման բնույթը՝ մայճանճեր և ֆորմիա ճանճեր (մորեխի թևերի կինեմատիկան տրված է 5-րդ գլխում): Սկսենք ավելի պարզունակ թռչող միջատից՝ մայթի ճանճերից:

Այս գլխի սկզբում ասվում էր, որ զուգավորման թռիչքի ժամանակ մայթի ճանճը բարձրանում է որոշակի բարձրության վրա, այնուհետև դանդաղ թռչում է պարաշյուտով: Բայց նույն միջատն ընդունակ է նաև սովորական այլ տեսակների համար հորիզոնական թռիչք. Նման թռիչքի մասին և կքննարկվի:

Նայեք թզ. 8, որը ցույց է տալիս երկու կանխատեսումներով՝ առջևի և կողային, մայթի թևի ափսեի շարժման հիմնական պահերը։ Ըստ Ա.Կ. Բրոդսկու ուսումնասիրությունների, այս միջատի թևի ներքև շարժումը սկսվում է պրոնացիայով, որը նվազում է ինսուլտի կեսին և կտրուկ աճում դրա վերջում (Բոլոր ուսումնասիրված միջատների մոտ պրոնացիան աստիճանաբար փոխվում է դեպի ներքև՝ դեպի վերջ. ինսուլտը, որն անհրաժեշտ է հետագա ինսուլտի համար): Պրոնացիայի գործընթացում թևի հարձակման անկյունը բավականին զգալիորեն փոխվում է. հարվածի միջինից մինչև ստորին կետ ճանապարհին այն մեծանում է 15 °-ով: Արդյունքում, մայթի հիմնական բարձրացնող ուժը ստեղծվում է ներքև հարվածի կեսին, իսկ մղման ուժը՝ հարվածի վերջում: Այսինքն, երբ թեւը շարժվում է ներքև, նրա կողմից ստեղծված աերոդինամիկ ուժերը դրական են։ Քանի որ, ինչպես տեսանք, ճանճի թևի պրոնացիան առավելագույնն է հարվածի ստորին կետում, թևի վերընթաց շարժումը ստիպված է սկսել թևի կտրուկ սապինացիայով: Այս դեպքում թևի մակերեսը գտնվում է ճանճի թռիչքի ուղղությանը գրեթե ուղղահայաց։ Հետագա դեպի վեր շարժման դեպքում թևի supination-ը աստիճանաբար նվազում է։ Թևի վերընթաց ուղու հիմնական հատվածի վրա աերոդինամիկ ազդեցությունը չեզոք է կամ նույնիսկ բացասական: Սա, սակայն, չի վերաբերում թևի վերելքի հենց սկզբին, երբ, ինչպես նրա ստորին դիրքում, ստեղծվում է մղման ուժ։

Վերոհիշյալ բոլորը թույլ են տալիս եզրակացնել, որ ճանճի թևի հետագիծը պետք է բավականին բարդ տեսք ունենա: Ահա, օրինակ, այս միջատի մարմնի համեմատ թևի գագաթով նկարագրված պատկերը, եթե նայեք թևին կողքից (նկ. 9, I) և առջևից (նկ. 9, II): .

Մեկ այլ միջատի՝ ֆորմիա ճանճի թևի կինեմատիկան էլ ավելի բարդ է։ Նկ. 10-ը ցույց է տալիս նրա թևի հետագիծը մարմնի և օդի նկատմամբ: Ի դեպ, վերլուծելով ֆորմիայի թևի շարժման բնույթը՝ Վ. Նախտիգալը ցույց է տվել, որ միջատի մոտ կարող է առաջանալ մասնակի բարձրացնող ուժ նույնիսկ այն դեպքում, երբ թեւը հարվածի սկզբում շարժվում է դեպի վեր։ Օրինակ, ահա թե ինչպես է այս հեղինակը քայքայում մեզ արդեն հայտնի ուժերը՝ թևերի ցիկլի տարբեր փուլերում ազդելով թևի վրա (նկ. 11): Բարձրացված թեւերով ճանճի պատկերը խորհրդանշում է թեւերի հարվածի սկիզբը, իջեցրածներով՝ դրա ավարտը։ Ցուցադրված են ցիկլի չորս հաջորդական փուլեր, որոնց արդյունքում ստացված ուժը ներկայացված է կրկնակի սլաքներով գծված գծով:

Վ. Նախտիգալի կողմից բերված սխեմաներից ակնհայտորեն կարելի է եզրակացնել, որ թևի ներքև շարժման առաջին փուլում հարձակման և ձգման անկյունը համեմատաբար փոքր է, հետևաբար, պետք է ստեղծվի լավ բարձրացնող ուժ և երկուսի արդյունքը. ուժերը քիչ թե շատ ուղղահայաց են ուղղվելու։ II փուլում թևը սկսում է պտտվել, հարձակման անկյունը դառնում է գրեթե 90 °, քաշքշումը կտրուկ մեծանում է, իսկ վերելքը նվազում է (սակայն, այն դեռ կարող է նշանակալից մնալ, եթե ձևական թեւն իրեն պահի հարձակման բարձր անկյուններում, ինչպես Drosophila-ն): թև): Այստեղ արդյունքը դեռևս ուղղված է դեպի վեր։ Հետաքրքիր է, որ ցիկլի այս փուլում մեծացող քաշքշուկը կարող է նաև օգտակար լինել՝ նպաստել թևի արգելակմանը և այն դադարեցնել հարվածի ստորին կետում։ Վրա III փուլթևն արդեն բարձրանում է, և օդի հոսքը անցնում է նրա մյուս մակերեսի վրա՝ մեջքային: Արդյունքն այս փուլում ուղղվում է առաջ: Վերջապես, IV փուլում, հոսքը կրկին անցնում է թևի փորային մակերեսի վրա, և արդյունքը այժմ հետ է գնում և իջնում ​​(այս դեպքում այն ​​կարող է օգնել դանդաղեցնել թևը դեպի վեր շարժման վերջում):

Այսպիսով, հնարավոր է, որ թևերի շարժումների ժամանակ առաջացող աերոդինամիկ ուժերը կարևոր են ոչ միայն միջատի մարմինը օդում պահելու և առաջ տանելու, այլև թևի հարվածի վերին և ստորին կետերում թևը դանդաղեցնելու համար։ Ինչպես կտեսնենք ստորև, միջատի կրծքավանդակի առաձգական բաղադրիչները նույնպես կարող են էական դեր խաղալ թևերի հարվածների ժամանակ։

Այնուամենայնիվ, որքան էլ տպավորիչ լինեն միջատների թևի վրա գործող ուժերի քայքայման սխեմաները. տարբեր փուլերցիկլը, դուք պետք է հիշեք, որ ին այս դեպքըՎերլուծության համար օգտագործվում է դասական աերոդինամիկայի ապարատը։ Իսկ դասական աերոդինամիկան զբաղվում է ստացիոնար մոդելներ, Բայց կարելի՞ է միջատների թրթռացող թռիչքը վերագրել կամ գոնե իջեցնել ստացիոնարների կատեգորիային։

Իրականում միջատների թևի արագությունը նույնիսկ ցիկլի տարբեր փուլերում կայուն թռիչքի ժամանակ հաստատուն չէ. հարվածի վերին և ստորին կետերում այն ​​նվազում է մինչև զրոյի, և այդ կետերում թևերի շարժման ուղղությունը հակադարձվում է: Վերև հարվածը, համենայն դեպս որոշ միջատների մոտ, ավելի արագ է, քան դեպի ներքև հարվածը: Թևերի շարժման արդյունքում առաջացող արագությունը թևի թռիչքի ժամանակ թարգմանական և տատանվողների գումարն է, և թևի շարժումն ինքնին թևի ցիկլի մեծ մասի ընթացքում նույնիսկ չի համընկնում ամբողջ համակարգի շարժման ուղղությամբ (թռչող միջատ): Ավելին, թևի ցիկլի տարբեր փուլերում թռչելու ընթացքում հարձակման անկյունը փոխվում է (և շատ էականորեն!) և, համապատասխանաբար, թևի վրա գործող աերոդինամիկ ուժերը: Ընդ որում, նույնիսկ նույն փուլում թևի տարբեր հատվածների հարձակման անկյունները տարբեր են ստացվում։ Շատ յուրօրինակ (և ուսումնասիրվելուց հեռու) երևույթներ, որոնք տեղի են ունենում ճոճվող թևի սահմանային շերտում: Պտտվող և ճոճվող թևի հետևում ձևավորվող հորձանուտները բոլորովին այլ են…

Այսպիսով, երբ վերցնում ենք ոչ թե անշարժ թեւը, այլ բարդ հետագծով շարժվող թեւը, որը, ավելին, դեռ փոխում է իր պրոֆիլը ցիկլի տարբեր փուլերում, մենք գալիս ենք այն եզրակացության, որ անշարժ թևի համար շատ հաստատուններ այստեղ հանկարծ փոփոխական են դառնում։ (հարձակման անկյուններ, անկյունների տեղադրում և այլն): Մյուս կողմից, թռչող թռիչքի ժամանակ հայտնվում են նոր մեծություններ և կախվածություններ, որոնք պետք է ուսումնասիրվեն և հաշվի առնվեն՝ հարվածների հաճախականությունը և դրանց ամպլիտուդը, ցիկլի տարբեր փուլերում թևի ձեռք բերած արագացումը և այլն։

Ցավոք, միջատների թռչելու տեսություն դեռ չկա, և դժվար թե առաջիկա տարիներին նման տեսություն ստեղծվի բազմաթիվ դժվարությունների պատճառով։ Հետևաբար, միջատների թռիչքն ուսումնասիրող շատ քննիչներ փորձում են նվազեցնել ոչ ստացիոնար թռիչքային իրավիճակները, գոնե մոտավորապես, մինչև անշարժ իրավիճակների հաջորդականություն: Դա արել է, օրինակ, մորեխների և որոշ այլ միջատների թռիչքի աերոդինամիկայի հայտնի մասնագետ Տ.Վայս-Ֆոն։ Հետաքրքիր է, որ մի շարք միջատների համար դասական աերոդինամիկայի կանոնների համաձայն հաշվարկված որոշ աերոդինամիկական պարամետրեր (օրինակ՝ միջին բարձրացման ուժը և միջին մղման ուժը) միանգամայն համընկնում են այդ քանակությունների արժեքներին, որոնք ստացվել են ուղղակի փորձի ժամանակ։ միջատներ, որոնք ամրացված են աերոդինամիկ կշիռներին և «թռչում» քամու տակ.հոսք. Ինչո՞վ են բացատրվում այս զուգադիպությունները, որոնք հակասում են մեր բոլոր թվացող համոզիչ պատճառաբանություններին, մենք դեռ չգիտենք։

? Դիտարկենք թռիչքների տարբեր տեսակներ:

Պլանավորում

Ստանալով շարժման սկզբնական արագությունը ցատկից կամ ակտիվ թռիչքից՝ միջատը կարող է որոշ տարածություն թռչել բացված և մի փոքր հետ քաշված ֆիքսված թեւերի վրա (նկ. 86):

Տեսնում էիր, թե ինչպես է վախեցած մորեխը դուրս թռնում խոտից, բախվելով արագանում առաջ ու վեր՝ արագ աշխատելով իր թեւերի վրա, ապա իջնում ​​ֆիքսված թեւերի վրա ու 2-3 մետր թռչելով՝ անհետանում խոտերի մեջ։

Թևի վրա հոսող օդը բարձրացնող ուժ է ստեղծում, որը հավասարակշռում է Երկրի ձգողականության մի մասը և դանդաղեցնում անկումը: Իրենց փոքր չափերի պատճառով միջատները չեն կարող երկար ժամանակ պլանավորել:

ճախրող

Ճախրող միջատներ (նկ. 87) հնարավոր է, երբ օդում դեպի վեր օդային հոսանքներ կան։ Դրանք ձևավորվում են արևով տաքացած առարկաների վրա, ինչպես նաև, երբ քամին բախվում է խոչընդոտի` պատի, ժայռի, անտառի եզրին: Վերընթաց հոսքի մեջ միջատը լայն բացում է իր թեւերը, և բարձրացող օդը նրան տանում է դեպի վեր։ Միջատն օգտագործում է օդի բարձրացնող ուժի մի մասը՝ առաջ շարժվելու համար։

Եթե ​​մենք մտնեինք թևավոր հատվածի ներս՝ թռչող միջատի «շարժիչի սենյակ», կտեսնեինք հետևյալ պատկերը. Սրահի կողքերում՝ ամրացված հատակից մինչև շարժական առաստաղը ձգված են երկու հաստ սյուն՝ մեջք-որովայնային մկանները։ Դահլիճի երկայնքով առաստաղի տակ, երկու հաստ ճառագայթների պես, երկայնական մկաններ են անցնում։ Նրանք ջերմություն են արձակում - նրանք այնքան տաք են աշխատանքից: Թևերը վեր բարձրացնելու և հետ տանելու համար կծկվում են մեջք-որովայնային մկանները։ Նրանք ներքև են քաշում առաստաղը (կրծքավանդակի հատվածը), որը սեղմում է թևի ներքին ծայրը։ Թևը հենվում է կողային պատին (լծակի պտտման առանցքը), և, հետևաբար, նրա երկար արտաքին ծայրը բարձրանում է։ Երկայնական մկանները թուլացած են: Թևը ներքև և առաջ իջեցնելու համար միջատը թուլացնում է մեջք-որովայնի մկանները և սեղմում երկայնական մկանները։ Առաստաղը վեր են թեքում, թևի կարճ թեւը վեր են քաշում, իսկ երկար թեւը իջնում ​​է։

Խոշոր թիթեռները վայրկյանում կատարում են մոտ 5 հարված, մորեխները՝ մոտ 20, բազեի ցեցը՝ մոտ 50։ Նրանց թռիչքը մեզ լուռ է թվում։ Տնային ճանճը վայրկյանում կատարում է մոտ 100-200 հարված, իսկ նրա թռիչքը երբեմն հազիվ է լսվում։ Թևերի ավելի հաճախակի հարվածներով միջատին թռչելիս (օրինակ՝ ներս

Թևերը և միջատների թռիչքը վերացական

ցույց տալ ամբողջը

Թևի կապը մարմնի հետ

Թևերի ամրացումը մարմնին և դրանց շարժումը

Թռչելու ունակությունը միջատների մոտ զարգացել է էվոլյուցիայի ընթացքում. ինչպես գիտեք, ամենապրիմիտիվ ջոկատները կարող են շարժվել միայն օգնությամբ, քանի որ չունեն: Օդային ճանապարհորդությունն ավելի ձեռնտու է արագության տեսանկյունից, ինչպես նաև շատ ավելի քիչ էներգիա է ծախսում, քան քայլելը:

Միջատների թեւը կարելի է համեմատել երկու ձեռքով լծակի հետ։ Կարճ թեւը ներկայացված է նրա ներքին մասով (հիմքը), որը թաքնված է թաղանթի տակ, իսկ երկար թեւը գտնվում է դրսում՝ ըստ էության, այս տեսանելի մասը համարվում է թեւը։ Էկզոկմախքի ներքին մակերեսին, մարմնի հետ թևի միացումից անմիջապես ներքև, կա մի խիտ ելուստ, որը կոչվում է պլևրալ սյուն; այս կառույցը հենակետի դեր է կատարում ճոճանակի ժամանակ։ (լուսանկար)

Երբ միջատը պատրաստվում է տարածվել, նա կծկվում է հատուկ մկանները ()՝ կապված մեջքի վրա։ Մեջքը մի փոքր ցած կտեղափոխվի՝ սեղմելով թևի ափսեի ներսը։ Նա, իր հերթին, հենվում է պլեերալ սյունակի դեմ: Այս դեպքում թևի հիմքը իջեցվում է, և դրա արտաքին մասը միաժամանակ բարձրանում է: Եթե ​​անհրաժեշտ է թեւը իջեցնել, թիկունքը նորից բարձրանում է, և ամեն ինչ վերադառնում է իր սկզբնական դիրքին։

Թևերի փոխազդեցությունը թռիչքի ժամանակ

Թևերի փոխազդեցությունը թռիչքի ժամանակ

Միջատները շարժվում են կամ չորսի (բզեզներ, թիթեռներ) կամ երկուսի օգնությամբ։ Սովորաբար, թևերի զույգ թիթեղները, որոնք գտնվում են մարմնի մի կողմում, բացվելիս կազմում են մեկ թռիչքի մակերես: Միակ բացառությունը դասի որոշ անդամներ են: Օրինակ՝ ճպուռների մեջ կան և՛ հոմոպտերներ, որոնք նույն կերպ են շարժվում, և՛ հետերոտերաներ, որոնցում յուրաքանչյուր թեւ շարժվում է յուրովի։ (տեսանյութ)

Թռիչքի տեսակները

Թռիչքի բաժանումը սորտերի կարող է իրականացվել տարբեր տեսակետներից: Օրինակ, կախված դրա նպատակից, փորձագետները առանձնացնում են երկու հիմնական տեսակ.

• չնչին (սովորական)- թռիչք՝ սնունդ հայթայթելու, զուգընկեր գտնելու և այլնի համար։
• գաղթական- թռիչք, որն իրականացվել է նոր աճելավայրերի որոնման համար:

Այս աստիճանավորումը ամենահաջողներից չէ, քանի որ այն չի արտացոլում այս կամ այն ​​դեպքում միջատի թևերի ապարատի աշխատանքի առանձնահատկությունները: Այսպիսով, և՛ մորեխները, և՛ թիթեռները կարող են գաղթել երկար հեռավորությունների վրա, սակայն նրանց դա անելու կոնկրետ եղանակները տարբերվում են, և դա պետք է հաշվի առնել: Այդ իսկ պատճառով, թվում է, թե ամենահարմարն է ֆունկցիոնալ դասակարգումթռիչք դեպի պասիվ և ակտիվ ռեժիմներ:

պասիվ թռիչք

- իրականացվում է առանց մկանների ակտիվ աշխատանքի, ծանրության, օդային հոսանքների կամ ակտիվ թռիչքի ժամանակ կուտակված կինետիկ էներգիայի (իներցիայի ուժի) ազդեցության տակ.

Պատահում է:

ակտիվ թռիչք

դա հնարավոր է ակտիվ շարժումների շնորհիվ։ Միջատը կատարում է թեւերի հարվածներ, որոնք ապահովում են նրա շարժումը դեպի առաջ և վեր։ Ակտիվ շարժումը բաժանված է երկու հիմնական տեսակի.

• թռչկոտող թռիչք- իրականացվում է բարձր ամպլիտուդային հարվածների օգնությամբ, որի ընթացքում միջատը շարժվում է գետնի համեմատ:
• կանգնած (թռչող) թռիչք- միջատը փոքր շարժումներ է անում, մինչդեռ այն կախված է օդում, բայց չի թռչում առաջ:

Բոլոր թեւավոր ստորաբաժանումները թռչելու ունակություն ունեն, և միայն ճանճերը, թիթեռները և որոշ այլ բավականին քիչ միջատներ կարող են կանգուն թռիչք ցույց տալ: Միևնույն ժամանակ, անշարժ կանգնած վիճակում, թևի ծայրը նկարագրում է ութը։ Եթե ​​միջատը առաջ է շարժվում, այս ցուցանիշը «ձգվում է», իսկ թեւը «գծում» է սինուսոիդ։ (տեսանյութ)

Արագություն և միջակայք

Թվում է, թե որքան թեթեւ է միջատը, այնքան ավելի արագ պետք է թռչի, բայց վայրի բնության մեջ ամեն ինչ հաճախ հակառակն է լինում։ Ինչպես ավելի փոքր չափսերթռչողի համար այնքան ավելի դժվար է նրա համար դիմադրել օդի հոսքին, և այնքան ավելի շատ ջանքեր պետք է գործադրվեն շարժվելու համար: Հետեւաբար, միջին եւ մեծ ճանճերը, թիթեռները եւ ճպուռները ամենաարագ են թռչում: Դրանով բզեզները զիջում են նրանց՝ մարմնի չափսերի մեծացման հետ մեկտեղ կոլեոպտերան դառնում է ավելի ծանր ու անշնորհք։ Այսպիսով, օրինակ, բազեի ցեցը լիակատար հանգիստ վիճակում կարող է մեկ վայրկյանում շարժվել 15 մ (54 կմ/ժ) 1046 անգամ վայրկյանում։

Արտաքին պայմաններ, ինչպիսիք են քամին և անձրևը, մեծապես ազդում են թռչելու ունակության վրա: Սովորաբար միջատները փորձում են չհեռանալ շրջակա միջավայրի անբարենպաստ պայմաններում: Այնուամենայնիվ, ոմանք շատ անսովոր հարաբերություններ ունեն նրանց հետ բնական երևույթներ. Օրինակ, մինչև 0,7 մ/վ արագությամբ քամու դեպքում կապույտ մսի ճանճերը շատ ակտիվ են թռչում. օդի հոսքի նման ինտենսիվությունը խթանող ազդեցություն ունի նրանց վրա: Այնուամենայնիվ, հենց որ ցուցանիշը հասնում է բարձր արժեքների, այս Diptera-ներով թռչելն անմիջապես դառնում է չափազանց ոչ սիրված ժամանց:

Բնակավայրի կամ միգրացիայի ժամանակ միջատները երբեմն կարող են բավականին առաջացնել երկար թռիչքներբայց ոչ բոլորն են դրան ընդունակ: Օրինակ, ճանճերի մեծ մասը հանգիստ պայմաններում հաղթահարում է մի քանի մետր, իսկ հետո նստում հանգստանալու։ Եթե ​​նրանց զրկես այս հնարավորությունից, նրանք կթռչեն մեկ կիլոմետրից մի փոքր ավելի, իսկ հետո կհոգնեն ու կընկնեն։ Մյուսները բավականաչափ ուժեղ են թռչելու շատ ավելի երկար տարածություններ: Օրինակ՝ Կարիբյան ծովի կեսին մոտակա ցամաքային զանգվածից ավելի քան 500 կմ հեռավորության վրա ճպուռներ են տեսել։ Հաշվի առնելով, որ նման միջատը բավականաչափ ուժ ունի հետ վերադառնալու համար, այն ցույց է տալիս տոկունության ֆանտաստիկ արդյունքներ: