Малярийные комары чрезвычайно распространены во всем мире, кроме крайних северных регионов, и по-прежнему представляют серьезную опасность для животных и человека. По оценкам ВОЗ, в 2016 году малярией заразились 212 миллионов человек и 429 тыс. умерли от нее.
Как показала новая работа ученых, комарам удается улетать безнаказанными, даже отяжелев от крови, благодаря уникальной технике взлета.
Ранее исследования уже показали, что полет комара отличается от полетов птиц и других насекомых сходного с ним размера. Так, насекомые, некоторые птицы и летучие мыши машут крыльями с длинной амплитудой движения, создавая крошечные торнадо, в результате которых воздух низкого давления над крылом и высокого давления ниже крыла создает вертикальный подъем. Аэродинамика крыла комаров построена на других физических принципах.
Теперь же ученые сконцентрировались на технике взлета комаров. Сходные с комаром по размеру насекомые — плодовые мушки — при взлете полагаются на силу своих лапок, отталкиваясь ими от поверхности. Такая стратегия взлета мало подходит для комара, который должен бесшумно покидать «место преступления».
Для своего эксперимента ученые взяли лабораторных комаров Anopheles coluzzii, стерильных от малярийных паразитов. Комаров сажали на платформу внутри стеклянной экспериментальной установки, на одной из стенок которой была закреплена влажная черная ткань. Легкая вибрация заставляла комаров взлетать и прятаться в черной ткани.
Одна из исследователей специально давала кусать себя стерильным комарам, чтобы те напились крови и отяжелели. Ученые записали тремя высокоскоростными камерами моменты взлета комаров Всего получилось 32 видео с комарами, напившимися крови, и 31 видео с «легкими» москитами.
Анализ видео показал, что комары, в отличие от плодовых мух, полагаются при взлете в основном на свои крылья. В частности, около 60% подъемной силы приходилось на крылья, остальное — на лапки комаров. Насекомые начинали усиленно махать крыльями примерно за 30 миллисекунд до подъема, используя необычайно высокую частоту — 600 взмахов в секунду. Одновременно с этим комары очень мягко и плавно распрямляли свои лапки, слегка отталкивались и взлетали.
Анализ мышц лапок мушек и комаров показал главное отличие в их строении: у комаров меньше «быстрых» волокон, чем у мухи. Вместо мощного толчка лапками, как у плодовых мушек, комары плавно растягивают время взлета, таким образом, их касание кожи остается практически неощутимым. Это и позволяет им незамеченными покидать тела своих жертв.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Experimental Biology.
Ранее ученые выяснили, что комары различают людей на вкус и запах.