В 1930-х годах появилась одна из самых живучих историй о насекомых: якобы по законам аэродинамики шмель вообще не должен летать.
Звучит красиво. Почти как научная сенсация.
Только шмель об этом не знал и продолжал летать.
Откуда вообще взялся этот миф
В 1934 году французский зоолог и авиаинженер Антуан Маньян опубликовал работу о полёте насекомых. В расчётах использовались формулы подъёмной силы, применявшиеся для обычных самолётных крыльев.
Если представить крыло насекомого как маленькое неподвижное крыло самолёта, расчёт действительно давал проблему: подъёмной силы якобы недостаточно, чтобы удержать тело шмеля в воздухе.
Но проблема была не в шмеле.
Самолёт летит благодаря движению жёсткого крыла относительно воздуха. У насекомого всё гораздо сложнее: крыло постоянно меняет положение, направление и угол атаки.
Применять к нему упрощённую модель самолётного крыла - примерно как пытаться объяснить работу вертолёта формулами для велосипеда.
Шмель не просто машет крыльями
Позднейшие исследования показали, что крылья насекомых работают совсем не так, как предполагали старые расчёты.
При движении крыла вокруг него возникают вихри, которые помогают создавать подъёмную силу.
Само крыло совершает сложные движения, а воздух вокруг него постоянно перестраивается.
Поэтому никакого конфликта с физикой нет.
Шмель не нарушает законы природы.
Он просто использует аэродинамику, которую первые расчёты не учитывали.
И это, пожалуй, даже интереснее, чем история о «невозможном полёте».
Крылья работают быстрее, чем кажется
Наблюдая за шмелем над цветами, легко представить его медлительным и неуклюжим.
Крылья работают с высокой частотой, а их сложные движения человеческий глаз практически не способен рассмотреть в деталях.
Перед нами пушистый шарик, который выглядит так, будто сейчас лениво приземлится на ближайший цветок.
А внутри этого шарика происходит весьма серьёзная аэродинамика.
Шмель умеет вытряхивать пыльцу
Есть у шмелей ещё один впечатляющий профессиональный навык - жужжащее опыление.
Шмель цепляется за цветок и начинает вибрировать грудными мышцами.
Вибрация помогает высвобождать пыльцу из пыльников некоторых растений, где обычного контакта с насекомым недостаточно.
Особенно важен этот механизм для растений вроде томатов и некоторых других представителей семейства паслёновых.
Получается, шмель не просто прилетел за нектаром.
«Сейчас всё здесь хорошенько встряхнём».
Встроенная система обогрева
Шмели способны поддерживать достаточно высокую температуру тела даже в прохладную погоду.
Перед полётом они могут интенсивно сокращать грудные мышцы, разогревая их.
Поэтому шмели способны проявлять активность при температурах, когда многие другие насекомые уже становятся малоподвижными.
Для шмеля прохладное утро - не причина отменять рабочий день.
А ещё у них нет многолетней империи
Шмелиная семья существует всего один сезон.
К зиме большая часть колонии погибает, а молодые оплодотворённые самки переживают холодный период и весной начинают создавать новые семьи.
То есть каждый год всё начинается практически заново.
Новая самка ищет подходящее место, создаёт гнездо и постепенно формирует новую колонию.
Никакого огромного государства с десятками тысяч рабочих.
Обычно шмелиные семьи значительно меньше пчелиных - от нескольких десятков до нескольких сотен особей в зависимости от вида.
Большая производительность.
В итоге
Шмель действительно напоминает настоящую Пчёлку Майю - пушистую, деловую и постоянно занятую своими делами.
Только история с «невозможным полётом» оказалась совсем не историей о том, как насекомое победило физику.
Это история о том, как слишком простая математическая модель не смогла описать очень сложное природное явление.
Ошиблись мы, когда решили, что уже достаточно хорошо понимаем, как он летает.
И мне именно такие истории нравятся больше всего: когда природа сначала выглядит нелепой, а потом выясняется, что она просто намного хитрее наших формул.
Если вам тоже нравится разбирать животных без скучной энциклопедичности - подписывайтесь на мой профиль на Пикабу. Здесь будут новые досье на зверей, неожиданные факты, странные способности и сравнения с персонажами кино, которые иногда подозрительно хорошо подходят.
