Строение лапки
Нога мухи заканчивается двумя коготками и очень тонкими волосками, а также железами, выделяющими липкое вещество.
Сначала ученые считали, что муха благодаря своим крохотным когтям и волоскам цепляется за мельчайшие комочки или неровности, невидимые человеческому глазу, на любой поверхности. Но с развитием науки и микроскопов выяснилось, что особые железы на лапках, похожие на подушечки, помогают насекомым преодолевать силу гравитации. Было время, когда эти подушечки даже считались немыми.
Со временем выяснилось, что это не присоски, а железы. Увеличение в тысячу раз помогло увидеть, что они выделяют особую липкую жидкость, в которой смешаны жиры и различные сахара. Именно это вещество наделяет мух способностью цепляться буквально за любую поверхность, включая потолок, и не падать. Станислав Горб из Немецкого института эволюционной биологии им. Макса Планка (Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie) проводит исследования в этой области в рамках проекта «Биологические связывающие устройства для биомиметики).
Как же муха отлипает?
Все знают, как трудно застать муху врасплох. Чуть покрутишь: мгновенно взлетишь. При натяжении, строго вертикальном, отрывать лапу ей будет очень трудно, поэтому природа устроила так, что подушечка с железками постепенно отстает от поверхности, небольшими участками. Вы можете сравнить это с отрыванием клейкой ленты: если вы потянете ленту на всю длину, оторвать ее почти невозможно, но гораздо легче постепенно отклеивать ленту от поверхности. Так бывает с мухами.
Также два когтя на концах лапок помогают насекомому отделить подушечку после прикрепления к поверхности.
Секрет цепких лапок
Двукрылые клопы, часто встречающиеся в домах людей, могут ползать по любой поверхности: стенам, потолку, стеклу, движущимся шторам. Ученые задались вопросом, почему муха держится на потолке и не падает даже при сквозняке и ветре. Изначально предполагалось, что причиной тому является наличие цепких крючков на лапках насекомого. Такие когти есть на конечностях у большинства видов членистоногих.
Интересный!
Более детальное изучение строения насекомых с помощью современных микроскопов позволило открыть миру новую информацию. На кончиках ног зокотуха есть специальные железы, выделяющие липкую жидкость. Содержит жир и сахар. Эта липкая смесь помогает удерживать муху на потолке и предотвращает ее падение.
Летать на крыше
Механизм удерживания
В начале 20 века энтомологи считали, что мухи держатся за поверхности с помощью миниатюрных когтей и волосков на ногах. Якобы они давали возможность цепляться за мельчайшие выбоины и оставаться в них. С появлением современных электронных микроскопов были выявлены истинные механизмы этого процесса.
На концах ног насекомых есть две подушечки, называемые пульвиллеями. Они покрыты тонкими щетинками и порами, которые выделяют липкое вещество, состоящее из жиров и углеводов. Высвобожденный секрет создает поверхностное натяжение, которое временно предотвращает падение существа. Если муха перемещается на другое место, она поднимает ногу с выворотом в сторону и, не прилагая никаких усилий, разрывает связь с поверхностью.
Бытовой вредитель легко передвигается по всем поверхностям, кроме полностью обезжиренных. В последнем случае муха не останавливается и падает, после чего тут же параллельно активирует свои крылья и летит в более подходящую область.
Виртуозный летчик
Хаотичное перемещение мухи по комнате трудно отследить. Он садится на потолок с помощью веревки или перфоратора и тут же замирает на месте. Комната только что наполнилась его громким жужжанием, и теперь было тихо.
Интересный!
Мухи отлично ориентируются в пространстве только при ярком свете. Если его приглушить в помещении, насекомое может удариться о стену или потолок и упасть.
Во время полета, при приближении к любой поверхности, муха готовится к посадке и вытягивает конечности с липучками на концах. Как только он оказывается максимально близко к препятствию, его железы надежно фиксируют его, не причиняя травм. Можно часами висеть вниз головой или на вертикальной поверхности, и даже во сне муха не падает с потолка.
Такой способ цепляния за любую поверхность обычно спасает мухе жизнь. Не все хищные насекомые или другие животные, охотившиеся на нее, могут так ловко маневрировать. Но как он отрывает конечности от потолка, если они намертво приклеены? Для этого она использует хитрый способ. Чтобы отклеить кончик конечности, сначала отлепите от потолка одну сторону ноги, затем другую. Этот принцип всем знаком при снятии скотча.
На какую поверхность может сесть
Мушка легко прилипает к любой поверхности. Он может быть горизонтальным, вертикальным, чистым. Не скользит даже со стекла и других гладких поверхностей. Если рассматривать вариант, как мушка держится на потолке обоями или другой отделкой, то можно предположить, что обшивка не идеальна.
Для маленьких ножек насекомого любой, даже очень маленький клубень становится отличным способом закрепиться. Но ведь он даже не будет скользить по той же поверхности, а сделан из идеально гладкого стекла.
Почему муха не падает с потолка
Летать
Раскрыть этот секрет очень просто, если понаблюдать за строением его ног в микроскоп. В расширенном виде будут отображаться следующие функции:
- Наличие 2 когтей. Именно они позволяют ухватиться за микроскопические уступы и удержаться надолго.
- Пустышки Они расположены у основания когтей. Присоска выполнена в виде небольшой подушечки. С внешней стороны подушечки покрыты обычными волосками, с другой стороны на волосках имеются очень маленькие дисковидные присоски.
- Липкое вещество На конце передних ног при приземлении выделяется особое вещество. Он липкий и маслянистый. Именно это позволяет человеку висеть над землей и не падать. Липкая смесь выделяется ровно в таком количестве, чтобы ее было достаточно для удержания особи, но не для затруднения ее движения.
Интересный!
Исследователи провели интересный эксперимент. Насекомых сажают на специальную фильтровальную бумагу, которая быстро и эффективно поглощает любой жир. В результате выделяемое мухами вещество быстро усваивалось, и мухи не могли оседать.
Как мухи приземляются на потолок?
Как мухам удается подниматься и спускаться с потолка, не падая? Как им удается туда попасть? Ведь мухи летают спиной вверх, а значит, им нужно развернуться. Может быть, его лапы покрыты каким-то волшебным клеем, который никогда не высыхает? На самом деле клея на лапках мухи нет. Н+1
На потолок могут садиться не только мухи, это одна из способностей многих насекомых. Цепляться за потолок им помогают пулвиллы: присоски на кончиках эластичных ножек, которые прилипают к поверхности. Благодаря им насекомым даже не приходится полностью разворачиваться перед тем, как приземлиться на потолок. Некоторые насекомые (например, комнатная муха Musca domestica
) делают только пол-оборота, а остальную часть приземления «доделывают» ногами, иногда делая лишний шаг или поворачиваясь относительно вертикальной оси. Но дрозофила вообще не поворачивается перед тем, как приземлиться на крышу; оказывается достаточно, чтобы он замедлился.
Несмотря на то, что описаны многие особенности посадки насекомых на крышу, известны далеко не все способы опрокидывания, а те, что известны, изучены не очень подробно.
Американские биофизики во главе с Бо Ченгом из Пенсильванского университета обнаружили, что процесс посадки может оказаться более сложным, чем считалось ранее. С помощью оператора ученые подробно изучили маневры приземления черноголовой мясной мухи (Calliphora vomitoria
) – фиксировались движения крыльев, ног и положение тела при приземлении. Авторы работы также отслеживали зрительные стимулы, на которые реагирует насекомое, в частности скорость увеличения изображения приближающейся поверхности на сетчатке по мере его движения вверх, на основании чего животное может оценить время до возможного столкновения.
Выяснилось, что приземление на потолок этой мухи происходит в четыре этапа. Сначала насекомое резко разгоняется вверх, после чего тело переворачивается (полностью или частично), затем животное вытягивает ноги и цепляется ими за потолок, а в конце поворачивает свое тело относительно ног, уже жестко прикрепленных на поверхность. Весь процесс занимает около 60 миллисекунд и около 10 взмахов крыльев. Сама стадия инверсии занимает от четырех до восьми ударов с частотой около 170 Гц.
Кроме того, ученые выявили несколько моделей маневра. В частности, чем меньше вертикальная скорость при приземлении и чем выше горизонтальная скорость, тем меньший крен необходим для успешного приземления. Интересно, что степень крутки в долях единицы примерно соответствует вертикальной скорости в метрах в секунду: если муха замедлилась до 0,5 метра в секунду, то для того, чтобы приземлиться на крышу, ей достаточно сделать пол-оборота, то есть повернуть на 90 градусов.
Кроме того, биофизики определили, что пороговое значение скорости увеличения изображения потолка на сетчатке становится сигналом для начала кувырка приземления. Зрительные раздражители также определяют необходимость дополнительного вращения туловища после приземления и дополнительных движений корпуса и ног.
Мягкая посадка: детальный разбор
Летать на крыше
Чтобы лучше понять, как происходит приземление и почему падения не происходит, можно рассмотреть поведение человека в момент приземления. Во время полета он легко выполняет различные сложные пируэты, которые позволяют ему надежно прикрепляться к любому материалу.
Интересный!
Насекомое взлетает не вперед, как многие другие собирают, а назад. Поэтому, чтобы убить его, нужно немного прицелиться назад.
Муха приземляется на потолок из петли или от удара. В результате он переносит центр тяжести вперед и цепляется ногами к потолку. Остальная часть тела догоняет переднюю часть и еще сильнее давит на мушку.
Что показала макросъемка
Удивительное открытие было сделано при наблюдении за поведением мухи на макросъемке. Насекомое не толкает потолок, чтобы взлететь. Он просто расслабляется, отпускает поверхность и падает. Затем муха быстро переворачивается на брюхо, расправляет крылья и летит обычным образом.
Что будет, если обезжирить лапки мухи?
Чтобы полностью понять физиологию насекомого, ученые провели эксперимент. Они обезжирили кончики лапок мух. Лишившись липкого секрета, муха уже не могла стоять и ходить по вертикальным поверхностям и гладким потолкам. Ноги соскользнули и разошлись.
Поняв, что закрепиться на поверхности невозможно, мухи стали усиленно тереть ноги. Вскоре тайна снова раскрылась, и насекомые вернулись к привычному образу жизни.
Заключение
Подводя итоги, отметим, что комнатная муха обыкновенная довольно интересное насекомое, которое может спокойно ходить по потолку, но, несмотря на то, что муха постоянно трется и вытирает лапки, все же является переносчиком многих инфекций. Поэтому лучше не допускать их появления дома.
Источники
- https://aif.ru/dontknows/eternal/kak_muhi_sidyat_na_stenah_ili_potolke_ne_padaya
- https://notklop.ru/muhi/2-fakty/36-kak-muha-saditsya-na-potolok/
- https://komarmuha.ru/pochemu-muhi-ne-padayut-s-potolka
- https://rci76.ru/muhi-i-moshki/kak-muha-derzhitsya-na-potolke.html
- https://apest.ru/muhi/o-muhah/kak-muha-saditsya-na-potolok/
- https://WikiParazit.ru/babochki-i-moshki/unikalnost-lapok-muhi.html
