Οι σκώροι παλεύουν ενάντια στις νυχτερίδες που εκπέμπουν ηχοεντοπισμό με δικούς τους ήχους

Κάτω από το σκοτάδι της νύχτας, οι νυχτερίδες χρησιμοποιούν ηχητικά κύματα για να βρουν σκόρο να φάνε. Ωστόσο, αυτά τα έντομα δεν είναι εντελώς ανυπεράσπιστα έναντι των νυχτερίδων. Μερικοί σκώροι χρησιμοποιούν τα φτερά τους για να παράγουν έναν υπερηχητικό προειδοποιητικό ήχο ενάντια στα φτερωτά θηλαστικά. Τα ευρήματα περιγράφονται στο α

μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 5 Φεβρουαρίου στο περιοδικό

Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών


(PNAS)

.

[Related:


Why artificial light—and evolution—trap moths


.]

Ένα γένος σκόρων που ονομάζεται


Υπονομεύτα


(ή σκώροι ερμίνας) κάνουν κλικ δύο φορές ανά κύκλο χτύπημα φτερού χρησιμοποιώντας μια μικρή μεμβράνη με ραβδώσεις που βρίσκεται στο πίσω φτερό τους. Αυτοί οι σκώροι δεν έχουν όργανα ακοής και επομένως δεν φαίνεται να γνωρίζουν ότι κάνουν αυτούς τους ήχους και δεν μπορούν καν να ελέγξουν τον ήχο χρησιμοποιώντας μυϊκή δράση.

Οι άμυνες όπως αυτές μπορούν να βοηθήσουν τους σκώρους να αποτρέψουν τις νυχτερίδες ενοχλώντας τις και να τις σώσουν από το να γίνουν γεύμα, έστω και προσωρινά. Η αποκωδικοποίηση της μηχανικής του πώς λειτουργεί αυτό στους σκώρους θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα τις πιο περίπλοκες πτυχές του τρόπου με τον οποίο τα έντομα παράγουν ήχους για αυτοάμυνα.

Στο

μελέτη

, μια ομάδα μηχανικών και βιολόγων από το

Πανεπιστήμιο

του Μπρίστολ στην Αγγλία εξέτασε πώς κουμπώνουν οι μεμονωμένες κορυφογραμμές που αποτελούν ένα κυματοειδές έμπλαστρο στα πίσω φτερά της ερμίνας. Αυτό ξαφνικό

λυγισμός snap-through

δονείται η μεμβράνη που βρίσκεται δίπλα στο πίσω πτερύγιο. Στη συνέχεια, η ισχύς και η κατεύθυνση του ήχου ενισχύονται όπως το

δέρμα

ενός τυμπάνου ή ενός ηχείου κάνει έναν ήχο πιο δυνατό. Αυτό το όργανο που παράγει ήχους στους σκώρους ονομάζεται αεροελαστικό τύμβαλο.

«Στους σκώρους ερμίνας, τα γεγονότα λυγισμού απότομα λειτουργούν σαν τυμπανοκρουσίες στην άκρη ενός τυμπάνου, διεγείροντας ένα πολύ μεγαλύτερο τμήμα της πτέρυγας να δονείται και να εκπέμπει ήχο», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και μηχανολόγος μηχανικός Hernaldo Mendoza Nava.

είπε σε δήλωση

. «Ως αποτέλεσμα, αυτά τα τύμβαλα μεγέθους χιλιοστού μπορούν να παράγουν υπερήχους στο ισοδύναμο επίπεδο μιας ζωντανής ανθρώπινης συνομιλίας».

Για να μελετήσει τη μηχανική πίσω από το αεροελαστικό τύμβαλο του σκόρου της ερμίνας, η ομάδα συνδύασε τη βιολογική ιδέα του πώς σχηματίζεται το φτερό με υλικές αρχές από τη μηχανική. Αυτή η

συγχώνευση

βιολογίας και μηχανικής βοήθησε τους ερευνητές να δημιουργήσουν μια λεπτομερή

προσομοίωση

υπολογιστή της απόκρισης και της παραγωγής ήχου του φτερού που ταίριαζε με τις πραγματικές εγγραφές των σημάτων του σκώρου σε συχνότητα, δομή, πλάτος και κατεύθυνση.

Ο δομικός λυγισμός και η παραγωγή ήχου, όπως όταν τα φτερά παράγουν θόρυβο, δεν μελετώνται πάντα μαζί, παρόλο που και τα δύο επηρεάζουν το ένα το άλλο. Η εξέταση του τρόπου λειτουργίας αυτών των δύο δράσεων σε συνδυασμό έχει εφαρμογές στην αεροδιαστημική, όπου οι μηχανικοί προσπαθούν συνεχώς να κάνουν τα φτερά πιο αεροδυναμικά. Ονομάζονται αστάθειες λυγισμού και αδράνειας

μη γραμμικές ελαστικές αποκρίσεις

που γενικά δεν ακολουθούν τους κανόνες της αεροδυναμικής και προκαλούν καταπόνηση. Γενικά θεωρούσαν κάτι που έπρεπε να αποφύγουν στη μηχανική, αλλά αυτή η νέα έρευνα δείχνει ότι ο λυγισμός και τα κουμπιά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στο σχεδιασμό των φτερών.

[Related:


How do sound waves work?


]

«Στην έρευνά μας, υποστηρίξαμε μια αλλαγή παραδείγματος και δείξαμε ότι τα γεγονότα λυγισμού μπορούν να αξιοποιηθούν στρατηγικά για να εμποτίσουν δομές με έξυπνη λειτουργικότητα ή ενισχυμένη μαζική απόδοση», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και μηχανολόγος μηχανικός Alberto Pirrera.

είπε σε δήλωση

. “

της Υπονομεύτας

Το αεροελαστικό τύμβαλο ενσωματώνει την

έννοια

της ευεργετικής μη γραμμικότητας. Ο φυσικός κόσμος, για άλλη μια φορά, χρησιμεύει ως πηγή έμπνευσης».

Η ομάδα ελπίζει ότι η μελέτη των αεροελαστικών τύμβαλων του μήνα θα ενθαρρύνει νέες εξελίξεις στις δομές διαμόρφωσης, την ακουστική δομική παρακολούθηση και τη μαλακή ρομποτική.