Rodzaje lotu. Ważki. Ważki lot trzepoczący Pełne uderzenie skrzydeł ważki Aeschna juncea. Trzepoczący ruch pojedynczego uderzenia skrzydeł

Transkrypt

1 Wybrane Zagadnienia z Fizjologii Owadów Wykład VIII Wybrane zagadnienia z Fizjologii owadów Wykład VIII Sposoby poruszania się lot Jak powstaje siła nośna skrzydeł? Jak powstaje siła nośna skrzydeł? Jak powstaje siła nośna skrzydeł? Jak powstaje siła nośna skrzydeł? 167 Wybrane zagadnienia z Fizjologii owadów Wykład VIII Sposoby poruszania się lot Rodzaje lotu 1

2 Rodzaje lotu 1. Lot ślizgowy: A. Konieczna duża powierzchnia skrzydeł w stosunku do masy ciała a. Faza unoszenia siła skierowana pionowo przezwyciężenie masy ciała, b. Przesunięcie do przodu siła skierowana poziomo pokonanie oporów powietrza c. Dodatkowy nakład energii na korygowanie kierunku 2. Lot trzepoczący: A. Dwie pary skrzydeł bija w odwrotnej fazie a. Skrzydła cały czas zaangażowane w przemieszczanie owada w przestrzeni b. Mniej albo nie ma okresów szybowania 3. Lot kosztowny energetycznie koszt utrzymania owada w powietrzu - >90% całkowitej energii wydatkowanej w czasie lotu 1. Pokonanie siły ciążenia składowa aerodynamiczna 2. Nadanie skrzydłom przyśpieszenia na początku każdego uderzenia składowa bezwładnościowa 169 Ważki lot trzepoczący 170 Ważki 171 Pełne uderzenie skrzydeł ważki Aeschna juncea 172 Lot ważki Trzepoczący ruch pojedynczego uderzenia skrzydeł 173 Ewolucja lotu 174 Szarańcza Chrząszcz 1. Skrzydła: 1. Blaszki (nadmuchane przez tchawki) małe klapy (praskrzydła) wykonywanie długich skoków (rozrastały się) kontrolowany lot nurkowy, skakanie, lot trzepoczący 2. Osiągnięcie ewolucyjne zdolność do zwijania skrzydeł w spoczynku: 1. Ważki pozbawione tej zdolności skrzydła narażone na zniszczenie 2. Jętki osiągnęły tę zdolność 3. Chrząszcze jedna para utwardzona chroni drugą parę skrzydeł błoniastych Motyl 2

3 Składanie skrzydeł przez Nemoura cinerea 175 Wybrane zagadnienia z Fizjologii owadów Wykład VIII Sposoby poruszania się lot Rozmieszczenie i funkcjonowanie mięśni lotu Bezpośrednie mięśnie lotu Pośrednie mięśnie lotu Mięśnie podnoszące skrzydła Mięśnie opuszczające skrzydła Mięśnie podłużne Mięśnie Grzbietowobrzuszne Pośrednie mięśnie lotu Nerwowa kontrola lotu Bardzo wysoka częstotliwość uderzeń skrzydeł (do 1000 Hz, zwykle 200 Hz) 2.Synchronizacja łatwiej osiągana Prawidłowy lot jest wynikiem: Precyzyjnego sterowania przez układ nerwowy Funkcjonowanie mięsni poruszających skrzydła Funkcjonowanie mięsni utrzymujących pozycję ciała w locie Ciała komórkowe neuronów unerwiających mięśnie lotu : 3 skupiska po obu stronach zwoju unerwiającego dany segment tułowia W każdym skupisku Neurony pobudzające Neurony hamujące Niektóre struktury ośrodkowego układu nerwowego zdolne do spontanicznej czynności Toniczne i fazowe wejścia czuciowe Mechanoreceptory u podstawy skrzydeł utrzymanie częstości uderzeń, koordynacja obu par skrzydeł, kontrola stabilności lotu Proprioreceptory na skrzydłach informacja o położeniu skrzydeł Narząd Johnstona i czułki, włoski na głowie sensille wrażliwe na ruch powietrza Wzrok orientacja przestrzenna, zawracanie przed przeszkodą Włoski czuciowe na stopach przy kontakcie z podłożem hamowanie lotu 3

4 Ruchy owada w przestrzeni 202 Wybrane zagadnienia z Fizjologii owadów Wykład VIII Sposoby poruszania się pełzanie, chodzenie i bieganie Pełzanie Chodzenie i bieganie Owady o miękkich powłokach, larwy owadów Fala skurczu mięśni przesuwa przednią część ciała do przodu, następnie podciąga do niej pozostałą część ciała Gąsienica koordynacja działalności mięśni ścian ciała (utrzymanie kształtu) i mięśni poruszających kończyny Larwy muchówek perystaltyczne skurcze ścian ciała, kołyszące się ruch na boki, tarcie skierowanych ku tyłowi szczecinek o podłoże 204 Możliwe dzięki połączeniom stawowym w trzech parach nóg, sztywności kutikuli i mechanicznym sprzężeniom między poruszającymi się odnóżami Poruszający się owad opiera się na trójkącie utworzonym przez: Przednie i tylne odnóże z jednej strony Środkowe odnóże z drugiej strony Pozostałe trzy odnóża przenoszone są ku przodowi 205 Chodzenie Punkty podparcia podczas kroczenia karaczana 206 Chodzenie i bieganie Możliwe dzięki połączeniom stawowym w trzech parach nóg, sztywności kutikuli i mechanicznym sprzężeniom między poruszającymi się odnóżami Poruszający się owad opiera się na trójkącie utworzonym przez: Przednie i tylne odnóże z jednej strony Środkowe odnóże z drugiej strony Pozostałe trzy odnóża przenoszone są ku przodowi Przednie odnóże działa jak ciągnik Środkowe odnóże podtrzymuje ciało Tylne odnóże popycha ciało do przodu utrzymując je w pozycji poziomej Kierunek ruchu - zygzakowaty Odchylenia od powyższego schematu: O podłoże opiera się 3, 4 lub 5 nóg Kierunek ruchu - prostoliniowy 207 4

5 Chodzenie i bieganie Metachroniczny chód owada Metachroniczny sposób przesuwania odnóży - od tyłu do przodu: W tym samym czasie nogi danej pary poruszają się w przeciwnym kierunku Noga bardziej z przodu nie wykona ruchu zanim noga z tyłu nie zakończy ruchu do przodu Fala metachroniczna Chód owada Chodzenie i bieganie Czas kontaktu nogi z podłożem zależy od szybkości poruszania Szybkość poruszania może przekraczać 20 kroków na sekundę Karaluch około 8 kilometrów na godzinę w przeliczeniu na wielkość dużego ssaka 115 kilometrów na godzinę Nerwowa kontrola chodzenia Zmiana kierunku Wzorzec chodzenia ośrodkowy układ nerwowy generuje przesunięte czasowo impulsy przesyłając je do mięśni prostowników i zginaczy każdej nogi Koordynacja międzysegmentalna zgranie interakcji między odnóżami działanie międzysegmentalnych neuronów pośredniczących Start, zatrzymywanie, zawracanie i zmiany szybkości neurony mózgu i zwoju podprzełykowego Usunięcie lokalnych receptorów niewielki wpływ na czynność ruchową odnóży nie zmienia centralnie funkcjonującego wzorca ruchu Usunięcie całego odnóża fazowe przesunięcia umieszczania pozostałych nóg na podłożu 5

6 Chodzenie po różnych powierzchniach Szorstkie pazurki przyczepiające się do podłoża Gładkie przylgi rozszerzenia na stopach i specjalne poduszeczki włoski, których zakończenia zwilżane są lepką wydzieliną wchodzącą w kontakt z podłożem utrzymywanie przy powierzchni przez siły molekularne 214 Chodzenie po różnych powierzchniach - pazurki 215 Chodzenie po różnych powierzchniach Szorstkie pazurki przyczepiające się do podłoża Gładkie przylgi rozszerzenia na stopach i specjalne poduszeczki włoski, których zakończenia zwilżane są lepką wydzieliną wchodzącą w kontakt z podłożem utrzymywanie przy powierzchni przez siły molekularne 216 Chodzenie po różnych powierzchniach - przylgi 217 Pływanie, skakanie, grzebanie 218 Przystosowanie strukturalne jednej lub dwu par odnóży. Rytm ruchu różni się od pozostałych odnóży krocznych inny system regulacji przez OUN Odnóża skoczne szarańczaków 6

7 Pływanie, skakanie, grzebanie 220 Przystosowanie strukturalne jednej lub dwu par odnóży. Rytm ruchu różni się od pozostałych odnóży krocznych inny system regulacji przez OUN Odnóża skoczne szarańczaków Odnóża chwytne modliszek Pływanie, skakanie, grzebanie 222 Przystosowanie strukturalne jednej lub dwu par odnóży. Rytm ruchu różni się od pozostałych odnóży krocznych inny system regulacji przez OUN Odnóża skoczne szarańczaków Odnóża chwytne modliszek U owadów pływających lub poruszających się po powierzchni wody czy po dnie zbiornika specyficznie przekształcone odnóża tylne przesunięte bardziej do tyłu, silnie owłosione, spłaszczone Pływanie, skakanie, grzebanie Widełki skokowe - furca Przystosowanie tylnej pary odnóży do wykonywania skoków działanie silnych mięśni zginaczy uda. U owadów pozbawionych skrzydeł skoki nie korygowane pod względem kierunku i długości Owady skaczące uskrzydlone korekcja kierunku i miejsca lądowania przy pomocy skrzydeł Przydatki odwłoka: Widełki skokowe furca Hamowidełko retinaculum Skoki mogą się odbywać dzięki energii skurczów mięśni albo dzięki specyficznym przystosowaniom strukturalnym: Wykorzystanie energii skurczu izometrycznego oraz napinanych elementów szkieletu zewnętrznego Rząd: Skoczogonki Collembola 7

8 Hamowidło - zaszczepka Owady skaczące Isotoma anglicana Lubbock, 1873; Rząd: Skoczogonki Collembola Sminthurus viridis Owady skaczące Owady skaczące Skoki mogą się odbywać dzięki energii skurczów mięśni Ctenolepisma z rzędu rybików Ctenolepisma sp hg autorstwa Hannes Grobe 23:27, 16 December 2006 (UTC) - Praca własna. Licencja CC BY-SA 2.5 na podstawie Wikimedia Commons - _hg.jpg#/media/file:ctenolepisma_sp_hg.jpg Pulex irritans 8