Летучие мыши меряют скорость полета с помощью микроволосков

20 июня 2011 года

Летучие мыши в процессе эволюции обзавелись своим собственным прибором для измерения скорости полета, который позволяет им с высокой точностью маневрировать в воздухе и избегать столкновений - роль спидометра у мышей играют микроскопические волоски на мембране крыльев, пишут американские ученые в статье, опубликованной в журнале в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Летучие мыши являются единственными млекопитающими, способными к активному полету, и они демонстрируют очень хорошие пилотажные навыки - они могут закладывать виражи, лететь на бреющем полете и совершать "посадку" вниз головой, цепляясь за ветки. Однако для точного маневрирования нужно с высокой точностью определять скорость полета и чувствовать, как ведет себя поток воздуха.

Сьюзанн Стербинг-Д'Анджело (Susanne Sterbing-DAngelo) из университета Мэриленда и ее коллеги провели серию экспериментов, которые позволили доказать, что для измерения скорости летучие мыши используют крохотные волоски, усеивающие обе стороны мембраны их крыльев.

Хотя о существовании этих волосков было известно еще сто лет назад, но их функция оставалась неясной. Первоначально предполагалось, что именно они позволяют летучим мышам ориентироваться в полной темноте, однако в начале 1940-х годов было убедительно доказано, что мыши используют для этого ультразвуковой радар.

Группа под руководством Стербинг решила выяснить предназначение волосков с помощью экспериментов с участием двух видов летучих мышей: бурого кожана (Eptesicus fuscus) - насекомоядной летучей мыши, широко распространенной по всей Северной Америке, и очкового листоноса (Carollia perspicillata), который питается нектаром и обитает в тропических районах Южной Америки.

В ходе первой части эксперимента ученые фиксировали с помощью вживленных в мозг электродов, как меняется активность нейронов мозга мышей в ответ на стимуляцию волосков на крыльях. В результате было установлено, что колебания волосков под действием потока воздуха активизируют нейроны коры головного мозга, связанные с чувствительностью тела.

Во второй части эксперимента ученые провели "летные испытания": они наблюдали, как меняется полет летучих мышей, у которых с помощью специального раствора были удалены волоски на крыльях.

В результате оказалось, что мыши значительно хуже справлялись с облетом препятствий, их способность к маневру сильно снижалась, особенно на относительно низкой скорости.

"Эти данные показывают, что волоски работают как множество сенсоров, контролирующих скорость полета и/или поведение потока воздуха, которое может указывать на близкое препятствие", - говорится в статье.

При этом авторы указывают, что удаление волос только на заднем крае мембраны приводило к тем же эффектам, что и "очистка" все площади крыльев.

Ученые отмечают, что многие насекомые используют для стабилизации полета органы, играющие роль гироскопов. Такие механизмы у позвоночных отсутствуют, однако они используют разные типы сенсорных рецепторов, рассеянных по всей плоскости крыла. В частности, подобные волоски были обнаружены на крыльях птерозавров.