Els científics han descobert el secret de les ales plegables de la marieta

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

Els científics de la Universitat de Tòquio van poder descobrir el secret de les ales posteriors plegables de les marietes, després d'haver descobert que no només el ja ben estudiat "accionament hidràulic" amb una malla de vasos, sinó també els èlits amb l'abdomen. implicats directament en aquest procés.

El treball dels investigadors es publica a Proceedings of the National Academy of Sciences i es resumeix a Phys.org.

Les marietes són capaces, quan caminen sobre els seus peus, de plegar les ales de manera compacta sota èlits rígids per protegir-les dels danys. Si cal enlairar-se, les ales palmejades posteriors es desplegaran en una mitjana de 0,1 segons. Aquest mecanisme s'entén bé, perquè les marietes aixequen els èlits abans d'estendre les ales.

Les ales posteriors membranoses dels escarabats sota els èlits es dobleguen com l'origami i són penetrades per una xarxa de vasos plens de líquid. Abans de l'enlairament, la marieta aixeca els èlits i tensa els músculs del tercer segment toràcic, augmentant la pressió del líquid als vasos de les ales voladores. Com a resultat, l'elasticitat dels vasos augmenta i l'ala s'expandeix.

Els científics no han pogut veure amb detall el procés de plegat de l'ala. El fet és que després de l'aterratge, la marieta plega els èlits i només després d'això comença a retreure les ales posteriors, ajudant-se activament amb l'abdomen. De mitjana, els escarabats triguen uns dos segons a plegar les ales volants.

Per estudiar el plegament de les ales, els científics van utilitzar una marieta de set taques (Coccinella septempunctata). Li van eliminar una part dels èlits rígids dret. L'àrea suprimida es va utilitzar com a eina per crear una còpia de resina acrílica curable amb UV transparent. A continuació, es va enganxar una còpia acrílica de l'èlit a la resta de l'èlit de la marieta.

Els investigadors van realitzar una enquesta ràpida de l'escarabat i també van estudiar una part remota dels èlits amb un microscopi. Va resultar que el costat interior de l'elitró té un relleu corresponent al patró dels vaixells de l'ala voladora. A més, a la cara interior de l'elitró hi ha una mena de "velcro", zones cobertes amb les truges més petites que subjecten l'ala plegada.

"Velcro" similar es troben a la part superior de l'abdomen. Va resultar que després d'aterrar, la marieta plega els èlitres i després comença a estrènyer i redreçar l'abdomen. En aquest moment, la pressió als vasos disminueix. En el primer estrènyer de l'abdomen, els vasos encaixen als rebaix corresponents a la cara interna de l'elitró.

Després de la relaxació de l'abdomen, llisca per la part inferior de les ales posteriors. Aleshores, la marieta torna a tensar l'abdomen que, tenint-se, agafa les ales i les fica sota els èlits. En aquest cas, les membranes transparents entre els vasos actuen com a guies en plegar l'ala.

Com assenyalen els científics, a diferència de l'origami en si, les ales d'una marieta no es pleguen en angles aguts, sinó que s'enrotllen. Per això, és probable que es mantingui la seva resistència mecànica. A més, la torsió permet evitar l'enrotllament dels vasos i el seu solapament a causa de la deformació.

Així doncs, en contraure i relaxar l'abdomen, la marieta aconsegueix el plegat complet de les ales posteriors sota els èlits. Els investigadors creuen que les ales elàstiques plegades comencen a actuar com una mena de molles comprimides. Quan els èlits s'aixequen, la seva part interna deixa d'enganxar-se a les ales posteriors i aquestes, com una molla, comencen a estirar-se. A continuació, el procés d'escampat és recollit per la "hidràulica".

Els científics japonesos creuen que l'estudi dels mecanismes de desplegament i plegat de les ales de marietes i alguns altres escarabats trobarà les millors solucions tècniques per crear mecanismes de plegat per a diversos equips, des de panells solars i antenes de satèl·lit fins a les ales d'avions de coberta.

Actualment, no hi ha mecanismes per plegar i desplegar l'ala similars als dels escarabats. Els mecanismes utilitzats en els avions de coberta són un conjunt d'accionaments hidràulics i panys. L'ala d'un avió basat en portaavions a certa distància de la seva arrel té un plec de frontissa.

Les bombes especials, que augmenten la pressió al sistema hidràulic, obliguen l'accionament del mecanisme a desplegar o plegar l'ala. En posicions extremes, l'ala és fixa. A les aeronaus cobertes s'utilitza una ala plegable per estalviar espai perquè es puguin col·locar de manera més compacta als hangars o aparcaments a la coberta.

A principis de febrer d'aquest any, investigadors de la NASA i la Universitat Brigham Young van presentar un disseny de radiador plegable per refredar petits satèl·lits de terra artificial. Aquest radiador es plega i es desplega com l'origami. El dispositiu controlarà el nivell de transferència de calor ajustant la profunditat dels plecs: com més alt sigui, més calor absorbirà el dispositiu.