Исследовательская группа из Огайо опубликовала результаты своих экспериментов на нескольких различных видах мух. Они считают, что их результаты могут улучшить способность воздушных беспилотников сохранять равновесие во время полета, говорится в статье в Science Daily .
Они экспериментировали с парой органических структур, найденных на черных мухах, журчалках и плоти. Названные «недоуздками», эти органы действуют как естественные гироскопы для летающих насекомых.
Halteres поддерживают чувство равновесия мухи независимо от ее положения или местоположения. Команда Case Western Reserve University (Case) решила посмотреть, что произойдет, если они уберут эти структуры с животного.
Они обнаружили, что эти хирургически управляемые мухи все еще могут взлететь в воздух. Однако находящиеся в воздухе животные продолжали колебаться на протяжении всего полета, как будто они были пьяны.
Мухи, лишенные своих поводков, оказались не в состоянии понять, каким образом они должны были ориентироваться. Они не могли различить вертикальную и горизонтальную плоскости.
Изучая, как работают эти поводыри, исследователи полагают, что они могут копировать или имитировать уравновешивающую способность мух в воздушных беспилотниках .
Балансирующие органы мух были когда-то дополнительной парой крыльев у их предков
Первичный автор исследования и исследователь Александр Yarger опубликовал результаты в ведущих научных журналах Трудах Королевского общества B . В рамках своей докторской степени в области биологии она исследовала электрическую активность нейронов внутри халтеров .
Халтеры начинали как еще одна пара крыльев у древних видов мух. Дополнительный набор стал излишним, как только позже виды стали намного более искусными в полете.
Со временем эти крылья превратились в свою нынешнюю короткую форму. Современные мухи используют халтеры в качестве датчиков, чтобы помочь сохранить равновесие.
Яргер и ее наставник, доцент кафедры биологии Джессика Фокс, ранее исследовали, как мухи используют свои поводы во время полета. В продолжение своего исследования, проведенного в 2015 году, они установили нервную систему насекомых. Они хотели выяснить, как животные используют сенсорную информацию от органов.
В своем эксперименте исследователи угнали активность халтеров. Они прикрепляли небольшие кусочки металла к кончику чувствительных органов и использовали маленькие магниты для дистанционного управления металлом.
Эта установка позволила им обмануть муху, думая, что ее ориентация изменилась. Яргер и Фокс записали электрические сигналы, которые муха посылала своим летающим мышцам.
Образцы полетов вызывали разные нейроны у мух в разное время.
«Мы знаем, что халтеры активируют нейроны, которые, в свою очередь, говорят своим крыльям и шее, что делать, — но никто до сих пор точно не знал, как это произошло», — заметил Яргер о результатах двухлетнего исследования.
Они смогли подтвердить пару теорий , относящихся к 1950-м годам. Во-первых, некоторые нейроны активировались только во время прямых полетов, тогда как другие становились активными только тогда, когда муха вращала свое тело.
Во-вторых, некоторые нейроны активируются во время обоих режимов полета. Однако они стреляли в разное время в зависимости от того, как летало насекомое.
«Алекс обнаружила, что обе эти идеи были правильными, и теперь у нас есть четкое представление о том, что такое код, потому что она нашла его», — объяснила Фокс. «Мы обнаружили, что этот единственный всплеск, движущийся во времени, формирует код« я вращаюсь »против« я не вращаюсь ».
Следующим шагом для исследователей Case является выяснение того, как муха интерпретировала обратную связь от поводков и действовала соответственно. Это может помочь им улучшить чувство направления микро-воздушных транспортных средств .