Мухи летят: Как летает муха | Наука и жизнь
Как мухи приземляются на потолок?
Александр Дубов Редактор
Мнение редакции может не совпадать с мнением автора
Как мухам удается расхаживать по потолку и не падать? Как они умудряются садиться туда? Ведь летают мухи спиной вверх, а значит им надо переворачиваться. Может быть их лапки покрыты каким-то волшебным клеем, который никогда не высыхает? На самом деле никакого клея на мушиных лапках нет. N + 1 рассказывает о сверхспособностях мух совместно с проектом Яндекс.Кью.
Приземляться на потолок умеют не только мухи — это одна из способностей многих насекомых. Прицепляться к потолку им помогают пульвиллы — подушечки-присоски на кончике вытягивающихся ног, которые прилипают к поверхности. Благодаря им насекомым даже необязательно полностью переворачивать тело перед приземлением на потолок. Некоторые из насекомых (как, например, комнатная муха
А вот дрозофила перед приземлением на потолок вообще не вращается — ей оказывается достаточно замедлиться.Несмотря на то, что многие особенности приземления насекомых на потолок описаны, далеко не все способы переворота известны, а те, которое известны, изучены не слишком детально.
Американские биофизики под руководством Бо Чэна из Университета Пенсильвании обнаружили, что процесс посадки может быть сложнее, чем считалось. С помощью видеографа ученые внимательно изучили, какие маневры при приземлении на потолок совершает черноголовая синяя муха (Calliphora vomitoria) — фиксировались движение крыльев, ног и положение тела в процессе приземления. Также авторы работы следили за зрительными стимулами, на которые реагирует насекомое, — в частности скоростью увеличения изображения приближающейся поверхности на сетчатке во время движения вверх, по ней животное может оценить примерное время до возможного столкновения.
Выяснилось, что приземление на потолок у этой мухи происходит в четыре стадии.
Сначала насекомое резко ускоряется вверх, после этого происходит переворот тела (полный или частичный), затем животное вытягивает ноги и цепляется ими за потолок, а в конце — доворачивает свое тело относительно ног, уже жестко прикрепленных к поверхности. Весь процесс занимает около 60 миллисекунд и примерно 10 взмахов крыльев. Стадия самого переворота занимает от четырех до восьми взмахов с частотой около 170 Герц.
Кроме того, ученые выделили несколько закономерностей при маневрировании. В частности, чем ниже при приземлении вертикальная скорость и выше — горизонтальная, тем меньшая степень переворота нужна для успешного приземления. Интересно, что степень разворота в долях от единицы примерно соответствует вертикальной скорости в метрах в секунду: если муха замедлилась до 0,5 метров в секунду, то, чтобы сесть на потолок, ей достаточно совершить половину разворота, то есть повернуться на 90 градусов.
Кроме того, биофизики определили, что сигналом к началу приземления с переворотом становится пороговое значение скорости увеличения изображения потолка на сетчатке.
Зрительными стимулами также определяется необходимость в довороте тела после приземления и дополнительных движениях тела и ног.
Александр Дубов
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Почему человеку так трудно убить муху, а мухе-убийце — запросто
- Рори Гэллоуэй,
- автор научных публикаций
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, Science Photo Library
Попробуйте прихлопнуть муху и вы сразу поймете, что она быстрее вас. Намного быстрее. Как же этим крошечным существам с их микроскопическими мозгами удается так легко обвести нас вокруг пальца?
Вероятно, вы задумывались над этим, безуспешно гоняясь с мухобойкой по комнате за назойливой тварью. Как они так ловко уворачиваются? Неужели они умеют читать наши мысли?
- У кого самое страшное в мире жало?
- «Осторожно, люди!»: нет ничего быстрее мухи
- Ученые разгадали, почему мухи неуловимы
Ответ заключается в том, что, по сравнению с человеком, мухи видят происходящее в замедленном темпе.
Взгляните на часы с секундной стрелкой. Они тикают с определенной скоростью. Но черепахе будет казаться, что стрелка тикает в четыре раза быстрее. А для большинства видов мух, наоборот, отсчет секунд будет тянуться примерно в четыре раза медленнее. По сути, у каждого биологического вида свое восприятие течения времени.
Автор фото, Science Photo Library
Подпись к фото,Для мухи время течет гораздо медленнее, чем для человека
Это происходит потому, что все живые существа, наделенные зрением, воспринимают окружающий мир как непрерывное видео, но изображение, передающееся из глаз в мозг, они сводят в отдельные кадры с разной заданной частотой.
У человека заданная частота составляет в среднем 60 кадров в секунду, у черепах — 15, а у мух — 250.
Время относительно
Скорость, с которой эти изображения обрабатываются мозгом, называется «частотой слияния мельканий». Как правило, чем меньше биологический вид, тем выше скорость подачи световых импульсов, и поэтому мухи постоянно оставляют человека с носом.
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
Профессор Роджер Харди из Кембриджского университета демонстрирует, как работает глаз мухи.
«Частота слияния мельканий — это просто скорость, с которой свет должен включаться и выключаться, прежде чем его можно будет увидеть или воспринять как непрерывное изображение», — говорит профессор Харди.
Он вживляет насекомым крошечные электроды в живые светочувствительные клетки глаз — фоторецепторы — и включает мигающие светодиодные индикаторы, постепенно увеличивая частоту вспышек.
Фоторецепторы реагируют на каждую вспышку светодиода электрическими импульсами, которые отображаются на экране компьютера.
Тесты показывают, что у некоторых мушиных особей рецепторы отчетливо реагируют на мигание до 400 раз в секунду, более чем в шесть раз быстрее, чем человеческий глаз.
Рекордсменом считается муха-убийца — обитающее в Европе крошечное хищное насекомое, которое охотится на других мух. И ловит оно жертв прямо в полете.
В своей «мушиной лаборатории» в Кембриджском университете доктор Палома Гонсалес-Беллидо демонстрирует сверхбыструю реакцию охотника, запустив обычных комнатных мух в специальную камеру к самке мухи-убийцы.
Автор фото, OTHER
Подпись к фото,Глаза мухи-убийцы содержат гораздо больше митохондрий, чем глаза других видов мух
С помощью скоростной видеокамеры Палома записывает поведение охотника и жертвы с частотой 1000 кадров в секунду. Компьютер постоянно сохраняет последние 12 секунд видеозаписи.
Вот в камере что-то происходит, и Палома нажимает кнопку, чтобы остановить запись.
Доктор Палома Гонсалес-Беллидо демонстрирует сверхбыструю реакцию мухи-убийцы
«Время нашей реакции настолько медленное, что, если мы хотим остановить запись в момент события, выясняется, что это событие уже произошло», — говорит доктор.
Получается, мы даже не можем нажать кнопку вовремя.
Муха против мухи
На видеозаписи видно, что сначала муха-убийца сидит неподвижно. Но как только комнатная муха пролетает примерно в семи сантиметрах над ней, охотница совершает молниеносный бросок, а затем обе оказываются на дне камеры.
Лишь после просмотра замедленной съемки на компьютере становится ясно, что произошло: муха-убийца взлетела, трижды облетела жертву, несколько раз пытаясь ее схватить, прежде чем ей удалось это сделать передними лапами, сбить на пол и впиться в добычу.
Весь эпизод от взлета до посадки занял одну секунду. В наших глазах это мгновение. И наоборот — в глазах мухи человеческая рука движется со скоростью улитки.
Столь невероятную скорость поведения мухе-убийце обеспечивают митохондрии — биологические клетки, которых у этого хищника в глазах гораздо больше, чем у других видов мух.
Эти клетки вырабатывают энергию, необходимую световым рецепторам глаза. Быстрое зрение потребляет больше энергии, чем медленное, и плотоядная диета мухи-убийцы обеспечивает питание энергоемких клеток.
Но даже если бы человек имел такое же количество митохондрий в глазах, у нас не было бы столь высокой скорости зрения, потому что светочувствительные клетки мух по конструкции сильно отличаются от человеческих.
К этим структурным различиям привел процесс эволюции. Развитие глаз у членистоногих и позвоночных пошло совершенно разными путями около 700-750 миллионов лет назад.
Струнная теория
Как говорит профессор Роджер Харди, глаза мух работают по принципу механической передачи импульсов — они реагируют на свет с помощью горизонтально расположенных крошечных волокон, которые передают сигнал, как струны.
Зрение позвоночных устроено по-другому: в глазу у них имеются длинные трубчатые клетки, обращенные к источнику света, с химическими веществами, которые реагируют на сигнал.
«С точки зрения возможности сформировать сильную реакцию на небольшое количество света механизм членистоногих более чувствителен, к тому же и скорость его реакции выше, чем у стержней и конусов в глазу у позвоночных», — объясняет он.
Подпись к фото,Профессор Роджер Харди изучает структуру глаза мухи
Есть несколько причин более высокой чувствительности механической системы передачи данных.
Прежде всего «струны» позволяют ускорить нейронные сигналы. Кроме того, у нейронных импульсов существует предел скорости, и благодаря меньшей протяженности нерва от глаза до мозга у членистоногих по сравнению с более крупными позвоночными процесс передачи данных протекает быстрее.
Впрочем, и некоторые позвоночные имеют гораздо более быстрое зрение, чем человек.
Похоже, что с быстрым зрением взаимосвязана способность летать. Вероятно, летающим существам небольших размеров необходима быстрая реакция во время полета, чтобы не врезаться в препятствие.
Всё относительно
Среди позвоночных самое быстрое зрение встречается у животных и птиц, которые ловят насекомых в воздухе.
Шведские ученые из Уппсальского университета обнаружили, что птичка мухоловка способна распознавать свет, который вспыхивает и выключается 146 раз в секунду.
Этот показатель примерно вдвое больше, чем у человека, хотя и не столь высокий, как у средней мухи.
Способность «замедлять время» развилась у мухоловок в процессе эволюции. Особи, способные перехитрить добычу, стали питаться сытнее, приносить больше потомства и передавать ему по наследству быстрое зрение родителей.
Но эволюционная «гонка вооружений» никогда не заканчивается. Мухи, за которыми гоняются птицы с быстрым зрением, тоже развивают скорость реакции, и так далее.
В общем, в другой раз после неудачной попытки пристукнуть муху не унывайте. В том, что ваши движения столь медленны и неуклюжи, виноваты сотни миллионов лет естественного отбора, научившего мух неспешно наблюдать за вами.
Время между вами и мухой очень относительно.
Как далеко могут летать домашние мухи?
ENTFACT-506: Как далеко могут летать домашние мухи? | Скачать PDF
Ли Таунсенд, специалист по энтомологии
Сельскохозяйственный колледж Университета Кентукки
Комнатные мухи досаждают. Даже некоторые из них могут сделать людей несчастными своими решительными попытками приземлиться практически на любую поверхность. Что еще более важно, домашние мухи представляют серьезную угрозу для здоровья населения. Они могут переносить широкий спектр микробов из грязных мест размножения на обеденный стол или распространять некоторые болезни в стадах или стадах. Серьезные конфликты могут возникнуть, когда значительное количество домашних мух начнет расселяться по близлежащим районам.
Это может привести к судебным искам или потенциальным проблемам общественного здравоохранения.
«Как далеко могут летать домашние мухи?» становится важным вопросом. Точного ответа нет, но домашние мухи могут легко перемещаться на одну-две мили. Возможны и более длинные расстояния, но они требуют особых обстоятельств и, как правило, включают небольшое количество насекомых.
Случайное движение Но…
По большей части движение отдельной комнатной мухи кажется случайным. Он будет относительно бесцельно перемещаться из одного места в другое без каких-либо признаков того, что он пытается достичь определенного пункта назначения. Однако исследования распространения домашних мух выявили некоторые факторы, влияющие на движение. Общее представление о них может помочь внести некоторые изменения, которые уменьшат движение мух или помогут улучшить программы управления мухами.
Летающие номера . Если на каком-либо участке развивается большое количество мух, конкуренция между ними за места размножения личинок заставит часть из них переселиться.
Необходимость эффективной борьбы с мухами в крупных или потенциальных местах размножения очевидна. В значительной степени это может быть достигнуто за счет санитарии и управления водными ресурсами, чтобы места размножения оставались сухими. Чем больше мух производится на участке, тем больше вероятность их перемещения. Однако неразумно ожидать, что комнатных мух можно уничтожить в каком-либо районе.
Достопримечательности . Влага и пища, в том числе навоз, влажный корм, мусор или большинство разлагающихся органических веществ, обеспечивают мухам место для кормления и откладывания яиц. Мухи, беспорядочно перемещающиеся по месту размножения, обычно задерживаются там, где удовлетворяются их основные потребности. Мало кто останется в сухих и чистых местах. Необходимо продолжать усилия по санитарии в соседних районах, чтобы у мух не было причин «торчать поблизости».
Тенденция к рассеянию . Комнатные мухи, по-видимому, имеют врожденную склонность к блужданиям.
Некоторые покинут место размножения, даже если ресурсов, в которых они нуждаются, предостаточно. Следовательно, некоторое рассредоточение будет происходить даже при низком количестве мух. Чем больше мух производится на участке, тем больше они уходят и становятся проблемой.
Условия окружающей среды . Оптимальная температура и влажность обеспечат высокую продуктивность даже при минимальном количестве племенного материала. Ветер поможет с рассеиванием мух, позволяя большему количеству мух перемещаться на большие расстояния, чем обычно.
Как далеко они зайдут? Исследования с использованием меченых домашних мух показали, что от 60% до 80% были пойманы в пределах мили от места их выпуска. Большинство остальных, от 85% до 95% от общего числа, были пойманы в пределах примерно 2 миль от места выпуска в течение первых 4 дней после того, как их выпустили на свободу. Было показано, что несколько мух преодолевают от 5 до 20 миль, но это, как правило, «рекордные» особи.
Как правило, усилия по борьбе с мухами для решения проблемы сообщества сосредоточены в пределах одной мили от источника.
Борьба с вредными мухами на соседних участках
Обработка мест отдыха мух остаточными инсектицидами, использование приманок для мух, использование аэрозольных распылителей или аэрозолей может временно снизить численность мух. Как правило, эта тактика дает ограниченные результаты и не поддерживает мух на приемлемом уровне. Необходимо предпринять активные усилия для ликвидации мест размножения и источников пищи или воды, которые также позволили бы там развиваться популяциям мух.
Прочие вредные мухи
Идентификация проблемных мух очень важна. Весной и осенью скопления мух могут скапливаться в окнах или на стенах зданий. Кластерные мухи представляют собой группу, включающую несколько различных видов, которые осенью переселяются на места зимовки и снова рассеиваются весной. Для получения дополнительной информации см. EntFact 624 – Скопление мух, лицевых мух и мясных мух в домах.
Выпущено: 10/97
Пересмотрено: 10/97
ВНИМАНИЕ! Рекомендации по пестицидам в этой публикации зарегистрированы для использования ТОЛЬКО в Кентукки, США! Использование некоторых продуктов может быть незаконным в вашем штате или стране. Прежде чем использовать какой-либо пестицид, упомянутый в этой публикации, проконсультируйтесь с местным представителем округа или должностным лицом регулирующего органа.
Конечно, ВСЕГДА ЧИТАЙТЕ И СЛЕДУЙТЕ ИНСТРУКЦИЯМ НА ЭТИКЕТКАХ ДЛЯ БЕЗОПАСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛЮБОГО ПЕСТИЦИДА!
Изображения: Энтомологический университет Кентукки
Информация о видах мух и профилактике
Мухи являются распространенным вредителем во всем мире: в мире насчитывается более 120 000 видов мух, из которых 18 000 — в Северной Америке. Хотя мухи имеют короткую продолжительность жизни, они способны быстро размножаться в больших количествах, а также способны распространять различные опасные заболевания, в том числе малярию, сальмонеллез и туберкулез.
Мухи обычно вылупляются снаружи, а затем попадают в наши дома через слабые места в конструкции, такие как поврежденные уплотнители или порванные сетки, закрывающие окна и двери. Дома мухи могут откладывать яйца в мусорные баки, компостные кучи, экскременты и гниющий органический материал. Самки мух могут откладывать от 75 до 150 яиц за раз, которые, если их сжать вместе, составляют примерно размер горошины, что делает их чрезвычайно трудными для идентификации.
Комнатные мухи широко распространены, потому что они быстро размножаются и размножаются в больших количествах. Иногда известно, что они перемещаются на расстояние до 20 миль от того места, где вылупились, но обычно остаются в пределах одной мили от места своего рождения. Плодовые мушки, еще один распространенный тип мух, обычно встречаются в доме из-за их влечения к пищевым отходам, таким как перезревшие или гнилые продукты. Обычно они входят в дом автостопом за продуктами и другой едой, привезенной извне.
Слепни обычно не встречаются внутри и не кормятся в помещении, но иногда проникают в дома случайно через открытые окна и двери.
Типы мух
House Fly
Информация:
. Плата домов является наиболее распространенной тип. . Их можно найти по всему миру, и они широко распространены на всей территории Соединенных Штатов.
Внешний вид:
Комнатные мухи обычно серого цвета и имеют четыре черные полосы на груди. Взрослые домашние мухи имеют длину около 1/8-1/4 дюйма. У них слегка волосатые тела, пара крыльев и сложные красные глаза, которые содержат тысячи отдельных линз, что дает им более широкое зрение. У домашних мух нет ни зубов, ни жала.
Яйца комнатной мухи напоминают маленькие рисовые зерна. Из яиц вылупляются личинки, также известные как личинки, размер которых варьируется от ¼ до 3/8 дюйма в длину.
Личинки имеют кремовый цвет и жирный вид. При переходе на стадию куколки у личинок развиваются темные твердые внешние оболочки, ноги и крылья, и в конечном итоге они превращаются во взрослых мух.
Привычки:
В зависимости от условий иногда требуется всего шесть дней, чтобы домашняя муха превратилась из яйца во взрослую особь. Подобно различным другим вредителям, жизненный цикл комнатной мухи состоит из четырех фаз, который начинается, когда оплодотворенная самка комнатной мухи находит подходящее место для откладки яиц, часто на фекалиях, гниющем мясе, еде или мусоре. Самки комнатной мухи обычно спариваются только один раз, но способны произвести от 350 до 9 лет.00 яиц за свою жизнь. Их личинки, известные как личинки, бледно-беловатые. Эти безногие личинки питаются в месте откладки яиц в течение трех-пяти дней. В конце этого периода личинки ищут темную, сухую и прохладную среду для развития. В течение трех-шести дней у куколок развиваются ноги и крылья, и они вырастают во взрослых домашних мух.
Через два-три дня взрослые самки комнатной мухи полностью готовы и способны к размножению, перезапуская жизненный цикл. Взрослые домашние мухи обычно живут 15-25 дней.
Поскольку у домашних мух нет зубов, они могут питаться только жидкостями. Тем не менее, они используют свои губки для разжижения многих твердых продуктов путем выплевывания или срыгивания. Их языки имеют форму соломинки, чтобы всасывать пищу. Комнатные мухи питаются самыми разнообразными веществами, такими как человеческая пища, туши животных и мусор. Их особенно привлекают отходы домашних животных из-за их сильного запаха.
Угрозы:
Хотя комнатные мухи не кусаются, они способны переносить более 100 различных возбудителей, включая сальмонеллез, брюшной тиф и туберкулез. Этот вид мух может загрязнять пищевые поверхности, распространяя болезнетворные организмы, попавшие на их ноги и рот, когда они питаются мусором, фекалиями и другими разлагающимися веществами. Они также постоянно испражняются, что способствует дальнейшему распространению бактерий.
Общая информация:
Плодовые мушки распространены по всей территории Соединенных Штатов и известны своей способностью к быстрому размножению. Их можно найти в помещении круглый год, и в зависимости от условий продолжительность их жизни может составлять от 25 до 30 дней.
Внешний вид:
Взрослые плодовые мушки обычно имеют длину от 3 до 4 мм и коричневый или рыжевато-коричневый цвет. Обычно у них красные глаза, но у некоторых плодовых мушек глаза темнее. У них коричневая грудная клетка с черно-серым брюшком. Плодовые мушки имеют шесть ног, маленькие и овальной формы с усиками.
Привычки:
Плодовые мушки питаются гниющей пищей, особенно фруктами и овощами, и любыми ферментирующими жидкостями, такими как пиво, спиртные напитки и вино, и поедают их. Их также привлекают и иногда размножаются в темных, влажных и антисанитарных средах, таких как канализация, мусоропроводы и мусорные баки.
Плодовые мушки способны размножаться очень быстро, что затрудняет борьбу с ними. Самки плодовых мушек могут откладывать около 500 яиц, которые вылупляются всего за 24 часа. Подобно другим видам мух, дрозофилы имеют четырехэтапный жизненный цикл, который в идеальных условиях может быть завершен всего за неделю.
Угрозы:
Плодовые мушки являются не только неприятными вредителями, но и способны заражать продукты питания вредными бактериями и болезнетворными патогенами, поскольку они, как и комнатные мухи, обычно находятся в антисанитарных условиях.
Общая информация:
Этот тип мух, вероятно, получил свое общее название, потому что они являются печально известными вредителями лошадей и других млекопитающих. Они обычно встречаются как в пригородных, так и в сельских районах вблизи водоемов, которые служат местами размножения и где наиболее многочисленны хозяева млекопитающих.
Внешний вид:
Слепни имеют серое или черноватое тело и длину от 10 до 30 мм. Обычно у них на крыльях отсутствуют темные участки, но у некоторых видов крылья полностью темные. У них большие глаза, обычно зеленые или фиолетовые с горизонтальными полосами. У слепней шесть ног, крепкое тело и без щетинок. Все они также имеют короткие усики.
Привычки:
Взрослые слепни — быстрые, сильные летуны и способны летать более чем на 30 миль, хотя обычно они не рассеиваются широко. Они чаще всего нападают на движущиеся и темные объекты. Слепни часто отдыхают на тропинках и дорогах, особенно в лесных массивах, где поджидают потенциальных хозяев. Слепней привлекает свет, и иногда они собираются у окон. Наиболее ярко они проявляются в безветренные, жаркие и солнечные дни. Личинки развиваются во влажной почве вблизи водоемов.
Самки слепней агрессивно питаются кровью, в то время как самцы не питаются кровью, а питаются пыльцой и нектарами растений.
Укусы самок могут быть болезненными, потому что их ротовой аппарат используется для разрывания и лакания крови, а не просто для сосания, как у комаров.
Угрозы:
В отличие от других видов мух, слепни не являются переносчиками болезней или переносчиками вредных болезнетворных бактерий. Однако у них болезненные укусы, которые могут вызывать аллергические реакции. Они также настойчивы и будут продолжать кусать своего хозяина до тех пор, пока им не удастся добыть свою кровавую муку или они не будут убиты. Известно даже, что самки слепней преследуют намеченные цели в течение коротких периодов времени.
Лучший способ предотвратить появление мух в доме — тщательная санитарная обработка, в том числе ежедневная уборка мусора, обеспечение чистоты всех рабочих поверхностей, проверка того, что все окна и экраны должным образом закрыты, и любые разлагающиеся пищевые вещества должным образом утилизируются.