Целых 44 года потребовалось американским ученым для того, чтобы раскрыть секрет их невероятных "полетов" блох.
Исследования начались еще в 1967 году, когда Генри Беннет-Кларк обнаружил, что перед прыжком блохи аккумулируют энергию в эластичных подушечках на кончиках лапок, в структуру которых входит белок резилин. Впоследствии, на протяжении многих лет велись споры о том, как именно блохи используют эту взрывную энергию. И Беннет-Кларк, и Мириам Ротшильд выдвигали каждый свои предположения, но у них не было специального оборудования, которое позволило бы измерить сверхвысокие скорости и тем самым решить эту проблему.
Теперь переместимся в 2010 год, в Кэмбриджскую лабораторию Малкольма Берроуса. "Нам долго не удавалось разрешить этот спор. Мы прочитали труды как Генри, так и Мириам, в которых оба приводят много веских доказательств в пользу своих гипотез. Все их доводы были последовательными и логичными, поэтому мы никак не могли понять, почему же спор так и не разрешен", - говорит коллега Берроуса Грегори Саттон.
С помощью ускоренной киносъемки ученые решили заснять прыжки блох. "Мы понимали, что снимать этих насекомых будет очень сложно, поскольку раньше мы занимались цикадами, а они куда крупнее", - признается Саттон. Вместе с Берроусом они открыли, что в темноте блоха остается неподвижной, а прыгает, лишь когда зажигается свет. Направив камеру на неподвижных насекомых при слабом освещении, ученым удалось заснять 51 прыжок 10 особей. Именно тогда они и выяснили, как же блохам удается совершать свои невероятные прыжки.
При большинстве прыжков кончик "толчковой ноги" и колено насекомого касались при отталкивании поверхности земли, однако, в 10 проц прыжков земли касался лишь кончик лапки. Далее, анализируя отснятые видеоролики, ученые заметили, что во время отрыва от земли насекомое продолжает ускоряться, даже если колено уже разогнуто. Но таким же образом ускорялись и блохи, использующие лишь кончик лапки. Ученые решили создать математическую модель, которая описывала бы траекторию блошиного прыжка.
"Я попытался как можно проще представить обе модели", - сообщил Саттон. Используя гипотезы Ротшильд и Беннет-Кларка , он вывел уравнение, с помощью которого можно было рассчитать траекторию прыжка блохи. Затем он сравнил результаты расчетов и отснятые видеоролики, чтобы узнать, насколько они совпадают.
Обе модели показали, что насекомое отрывается от земли со скоростью 1,35 м/сек, но потом гипотеза Ротшильд начинала давать ошибочные результаты. Таким образом, расчеты Саттона, основанные на модели Беннет- Кларка, оказались идеальными. С их помощью можно точно рассчитать траекторию прыжка блохи.
В итоге, Саттон и Берроус выяснили, как же блохи совершают прыжки. Энергия от своего рода сжатой "пружинки" грудной клетки передается через действующие подобно рычагам элементы лапки на ее кончик, что и позволяет толчком поднять насекомое весом в 0,7 мг в воздух, придав ему скорость 1,9 м/сек. Об этом сообщает ИТАР-ТАСС.