Ученые выяснили, как маленькие журчалки преодолевают трудности полета

Журчалка во время питания. Автор: hyuksoo kwon с Pixabay

Исследование, опубликованное в журнале eLife, показывает, что маленькие виды журчалок (мух-журчалок) остаются в воздухе благодаря изменениям формы и размера крыльев, а не более быстрому взмаху.

Физика полета становится сложнее для мелких животных. Для журчалок зависание в воздухе во время питания нектаром или поиска партнеров — критически важное поведение. Крупные виды создают подъемную силу относительно короткими крыльями, а мелкие сталкиваются с проблемой — их способность генерировать подъемную силу уменьшается по отношению к массе тела.

«Зависание критически важно для журчалок, но у самых маленьких насекомых крылья не увеличиваются пропорционально массе тела», — объясняет ведущий автор Камиль Ле Руа, постдокторант экспериментальной зоологии Вагенингенского университета.

Ученые проанализировали взаимосвязь между морфологией крыла и массой тела у 28 видов журчалок массой от 3 до 132 миллиграмм. Для восьми видов они также оценили, как морфология крыла и кинематика взмахов соотносятся с массой тела.

Исследователи измерили размах крыльев, площадь, среднюю хорду и второй момент площади (S₂) — показатель распределения площади крыла вдоль его длины, влияющий на подъемную силу. Для мелких видов они снимали зависание тремя синхронизированными высокоскоростными камерами, реконструируя 3D-движения крыльев и тела.

Результаты показали, что кинематика взмахов не меняется значительно с размером тела: мелкие журчалки не машут крыльями быстрее или с большей амплитудой. Вместо этого у них систематически меняется морфология крыла: меньшие виды имеют пропорционально более длинные крылья и более высокие значения S₂, что означает смещение площади крыла дальше от основания для большего рычага.

Компьютерное моделирование подтвердило, что различия в подъемной силе между видами в основном обусловлены формой крыла, а не характером взмахов.

«Наши результаты показывают, что мелкие журчалки решают проблему полета не за счет изменения взмахов, а за счет иного строения крыльев», — говорит старший автор Флориан Мюйрес, профессор экспериментальной зоологии.

Исследователи отмечают, что дальнейшие работы должны интегрировать физиологию мышц с аэродинамическим моделированием для более полного понимания механики полета.

Больше информации: Camille Le Roy et al, Adaptations in wing morphology rather than wingbeat kinematics enable flight in small hoverfly species, eLife (2025). DOI: 10.7554/elife.97839.4