Τα μυστικά των πολύπλοκων και εντυπωσιακών φτερών των εντόμων αποκρυπτογράφησαν μαθηματικοί και βιολόγοι επιστήμονες, καταφέρνοντας όχι μόνο να κατανοήσουν πώς αυτά σχηματίζονται αλλά και να δημιουργήσουν ένα μοντέλο το οποίο είναι ικανό να αναπαράγει τα μοτίβα τους. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τα μαθηματικά για να υπολογίσουν ένα προς ένα τα γεωμετρικά σχήματα των φτερών, με στόχο να καταλάβουν πώς αυτά δημιουργούνται.
Συγκεκριμένα , τα φτερά των εντόμων αποτελούνται από δεκάδες διακλαδώσεις «νεύρων», που προσφέρουν στο φτερό ευελιξία, σταθερότητα και αεροδυναμικό σχήμα.
Γεωμετρία των φτερών
Σε πολλά είδη εντόμων όμως υπάρχει ένα συμπληρωματικό δίκτυο νεύρωσης, το οποίο τέμνοντας τα βασικά νεύρα σχηματίζει στο φτερό εκατοντάδες μικρά γεωμετρικά σχήματα. Διάφορες μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν όσον αφορά τα χαρακτηριστικά των γεωμετρικών σχημάτων όπως το εμβαδόν, τις γωνίες και την απόσταση μεταξύ τους. Οι υπολογισμοί αυτοί αποκάλυψαν ότι τα γεωμετρικά σχήματα δεν κατανέμονται με τυχαίο τρόπο στο φτερό. Για παράδειγμα, το εμβαδόν των σχημάτων μικραίνει όσο φτάνουμε στην άκρη του φτερού.
Πως προκύπτουν τα μοτίβα
Κατά τον σχηματισμό των φτερών, πρώτα αναπτύσσονται συγκεκριμένες βασικές διακλαδώσεις νεύρων. Οι διακλαδώσεις αυτές εκκρίνουν χημικά σήματα στις γύρω περιοχές, τα οποία απαγορεύουν την ανάπτυξη άλλων νεύρων. Στην τελευταία φάση, αναπτύσσονται διακλαδώσεις συμπληρωματικών νεύρων μόνο στις περιοχές όπου δεν υπάρχει απαγορευτικό χημικό σήμα. Με αυτόν τον τρόπο οι περιοχές όπου υπάρχουν απαγορευτικά σήματα μένουν κενές και έτσι πιθανώς να προκύπτουν τα διάφορα γεωμετρικά σχήματα.
Από την υπόθεση στο μοντέλο
Για να διαπιστώσουν οι ερευνητές αν η υπόθεση τους ευσταθεί, δημιούργησαν ένα μαθηματικό μοντέλο. Στο μοντέλο αυτό συμπεριέλαβαν τους μαθηματικούς υπολογισμούς που είχαν κάνει για κάθε γεωμετρικό σχήμα του φτερού. Το αποτέλεσμα ενθουσίασε τους ερευνητές: Το μοντέλο κατάφερε να δημιουργήσει στον υπολογιστή φτερά που είχαν μοτίβα παρόμοια με αυτά που συναντάμε σε πολλά είδη εντόμων στη φύση.
Τεχνητά φτερά για μικρά ιπτάμενα ρομπότ
Η έρευνα για τον τρόπο δημιουργίας των φτερών των εντόμων , οδήγησε την επιστημονική κοινότητα στην κατανόηση του αεροδυναμικού σχηματισμού , τη σταθερότητα καθώς και την ευελιξία τους. Γεγονός που μπορεί να χρησιμοποιηθεί αργότερα για τη δημιουργία τεχνητά φτερών σε πολύ μικρά ιπτάμενα ρομπότ ή ακόμη και σε επιχειρήσεις διάσωσης.
Πηγή: https://www.tovima.gr
