Прыгучесть блох вошла в поговорки и фольклор – но только теперь удалось понять, как же они могут прыгать так быстро, высоко и далеко.
В сказке Ганса-Христиана Андерсона «Прыгуны» можно прочесть: «Блоха прыгнула, да так высоко, что никто и не уследил, и потому все стали говорить, что она вовсе и не прыгала». Эта история, конечно, вымысел, но и в реальности блохи – прыгуны просто сказочные. Они легко перемахивают через препятствия в 40 раз выше их собственных размеров, а в длину перемещаются разом на 200 длин своего тела, причем на всю подготовку к такому колоссальному броску тратят менее миллисекунды. Даже глазом не уследить, как быстро совершается подобный высокий прыжок. До сих пор было совершенно непонятным, как же блохи на это способны.
Работы на эту тему проводились между 1967 и 1975 гг. группами исследователей под руководством Мириам Ротшильд (Miriam Rothschild) и Генри Беннет-Кларка (Henry Bennet-Clark). Они проводили скоростную видеосъемку прыжков, инженерный анализ механики каждого движения – и обе группы пришли к выводу о том, что для прыжка у блохи используется своего рода пружинный механизм. Сначала блоха плотно поджимает заднюю пару конечностей, напрягая мускулы и сжимая их, как пружину, в которой таким образом накапливается энергия. Затем эти конечности вместе со средней парой резко и строго одновременно распрямляются – вместе с тем распрямляется и «пружина», унося блоху далеко вверх и вперед.
Однако тогда двум группам ученых так и не удалось прийти к общему мнению о том, как именно с точки зрения механики процесса энергия в «пружине» задних конечностей накапливается и передается на опору. Мириам Ротшильд с коллегами полагали, что толчок осуществляется «коленями» задних конечностей прямо от земли. А Беннет-Кларк заявлял, что «пружина» представляет собой перекрученность сочленений задних конечностей, а отталивается блоха непосредственно «ступнями». Это архиважный спор оставался неразрешенным уже почти 40 лет.
Наконец, в наши дни, с использованием уже современных технологий и знаний, знамя беззаветных исследователей подхватили кембриджские ученые во главе с Мальколмом Барроузом
(Malcolm Burrows). Они провели намного более детальную и точную съемку конечностей самой блохи, видеосъемку ее прыжка, а также построили две компьютерные модели прыгающего насекомого, в соответствии с двумя имевшимися гипотезами.
Внимательно анализируя полученные данные, ученые отметили, что на «стопе» задней конечности имеется масса тончайших структур, отлично подходящих для эффективного сцепления с опорой в момент толчка – а вот на «коленках» блохи их не обнаружено. Кроме того, математическое моделирование показало, что при толчке «коленом» тело и конечности насекомого не могут принять те положения, которые наблюдаются при съемке реального прыжка. Зато с наблюдениями полностью согласовалась гипотеза, согласно которой все задние конечности играют роль «пружин». В общей сложности было заснято 51 прыжка, и в 90% случаев толчок осуществлялся ногами и «пальцами» задних конечностей, а в оставшихся 10% - и вовсе только пальцами. Таким образом, Барроуз полностью подтвердил версию Беннет-Кларка, и одной загадкой в мире стало меньше.
|