Uitați-vă la acești lunetişti cu aripi de sticlă care trag bule de pipi cu catapulta anală – Ars Technica

cel Lunetist cu aripi de sticlă Bea cantități mari de apă și astfel urinează frecvent, eliminând în urină de până la 300 de ori greutatea corporală în fiecare zi. În loc să producă un flux continuu de urină, Snipers acumulează picături de urină în anus și apoi scuipă acele picături departe de corpul lor la viteze remarcabile, lăudându-se cu o accelerație de 10 ori mai rapidă decât un Lamborghini. Oamenii de știință din Georgia Tech au stabilit că insecta folosește acest mecanism neobișnuit de „hiper-împingere” pentru a conserva energia, potrivit unui frunză nouă Publicat în Nature Communications.

Cam Buncăr de hârtielunetist cu aripi de sticlă (Homalodisca vitripennis) Din punct de vedere tehnic, este o mormă agricolă, dezastrul vinificatorilor din California, în special din anii 1990. Se hrănește cu multe specii de plante (inclusiv struguri), străpungând planta textură (care transportă apa de la rădăcini la tulpini și frunze) cu gura sa ca un ac pentru a suge seva. Insectele consumă multă seva, iar urinarea lor frecventă consumă la rândul lor multă energie, datorită dimensiunilor reduse, vâscozității sevei și tensiunii superficiale negative (este aspirată în mod natural spre interior). Dar seva este 95% apă, așa că nu există prea mult conținut nutrițional care să alimenteze tot acel pipi.

„Dacă bei doar limonada dietetică și aceasta este întreaga ta dietă, chiar nu vrei să irosești energie în nicio parte a procesului tău biologic”, spune ea. Spune-i lui New Scientist. — Cam așa este pentru acest mic organism.

Bhamla și colegii săi au folosit imagini de mare viteză pentru a studia dinamica trăgătorilor cu aripi de sticlă în laborator: cinci insecte și 22 de ejecții de picături de urină. Cheia pentru urinare este ceva numit stilou anal, iar echipa a observat trei faze distincte ale urinarii. În primul rând, stiloul injector (pen-ul) se rotește pentru a elibera un balon de urină. Odată ce atinge o anumită dimensiune, în aproximativ 80 de milisecunde, stiloul se rotește puțin mai mult, în mod esențial încărcând picătura cu arc. În cele din urmă, stiloul injector (pen) face o rotire rapidă pentru a îndepărta picăturile de urină. Picăturile pot călători cu până la 40% mai repede decât un stilou (adică în hiperdrive). Obțineți destui bug-uri care fac acest lucru în același timp și veți obține o „ploaie împrăștiată de frunze”.

Autorii notează că fizica proiectilelor elastice (cum ar fi o picătură de urină) este bine cunoscută și necesită sincronizare secvențială și o anumită sincronizare între lansator și proiectil pentru a optimiza transferul de energie și a obține o propulsie optimă. in mod deosebit, „[s]„Această forță contraintuitivă este obținută numai în proiectile elastice (cum ar fi o picătură de apă) prin reglarea fină a frecvenței de vibrație a motorului primar la frecvența naturală a proiectilului”, scriu autorii.

Bhamla a asemănat folosirea stiloului anal de către un lunetist cu un scafandru care sare de pe o scufundă înaltă. Modelele autorilor au arătat că utilizarea acestui mecanism de hiperpropulsie a consumat de patru până la opt ori mai puțină energie decât simpla producere a uretrei. Ca un beneficiu suplimentar, eliminarea picăturilor de urină face mai puțin probabil ca becașii chimici să fie detectați de prădători, cum ar fi viespile parazitoide.

De asemenea, lunetistul nu este singura specie de insecte care folosește acest tip de strategie de ejectare; Natura are mulți „împușcători putrezi”, „făcători de cap” și „bombarderi cu caca”, potrivit autorilor. De exemplu, larvele căpitanului au zăvor pe plăcile lor anale și pot crește tensiunea arterială pentru a elimina granulele solide, în timp ce unele timp de noapte (Familia moliei) Specia expulzează pelete cu picioarele pectorale. Dar aceasta este prima dată când super-împingerea a fost observată într-un organism viu.

Autorii concluzionează: „În esență, hyperthrust oferă o poartă de acces la propulsarea unui proiectil elastic mai rapid decât viteza maximă a operatorului său prin reglarea timpului și poate fi considerat un sistem inel cu o singură lovitură”. „Pentru sistemele fizice dominate de forțele de tensiune superficială, hiperthrust oferă un mecanism ingenios prin care această forță de blocare poate fi valorificată ca un arc”. Aplicațiile posibile includ îndepărtarea eficientă a picăturilor de apă din electronicele mici, cu putere redusă, cum ar fi ceasurile inteligente, sistemele de auto-curățare pentru electronice portabile și sistemele de dezaburire pentru ochelari și ochelari de protecție.

DOI: Nature Communications, 2023. 10.1038 / s41467-023-36376-5 (despre DOI).

Imagine de listare de Georgia Tech