Zvednete oči a na stropě sedí moucha. Nabízí se otázka: jak se tam dostala – provedla salto, výkrut, nebo nějaký úplně jiný manévr? Překvapivě i tím se věda zabývala u několika modelových druhů much poměrně do hloubky, konkrétně u bzučivek [1], mouchy domácí [2] nebo octomilek [3]. A jak už to bývá, realita je ještě zajímavější.
Vysokorychlostní záznamy ukazují, že těsně před dosednutím umí mouchy extrémně rychle otočit tělo. Někdy dopředu přes hlavu, tedy přemetem, jindy do strany kolem podélné osy, tedy výkrutem. A někdy obě rotace spojí do jediného manévru [1]. Přistávací manévr se mění podle rychlosti a úhlu příletu.
Při přistávání rozhodují milisekundy
Jak vlastně vypadá přistání krok za krokem? Když to zjednodušíme, první fází je přiblížení a brzdění. Moucha se přibližuje k cíli, a jak se prostor pro přistání v jejím zorném poli zvětšuje, začíná brzdit a vysunovat před sebe přední nohy [2, 3].
U mouchy domácí vycházejí správně provedená stropní přistání (první kontakt nohama) tak, že zpomalení začne při časové rezervě do dosednutí přibližně 41 ± 9 ms [2]. Někdy tolik času pro brzdění nemá (typicky při vyšší rychlosti přiblížení), moucha zahájí zpomalení pozdě a manévr přejde do tvrdého přistání – s kontaktem hlavou [2].
Druhou fází je „vysunutí podvozku“. Moucha vytáhne dopředu přední nohy, aby se mohla stropu přichytit. Načasování natažení nohou bývá ještě proměnlivější než samotné brzdění. Pozdní vysunutí nohou opět zvyšuje šance, že dosednutí přejde do kontaktu hlavou [2].
Třetí fází je rychlá změna orientace ve vzduchu. Teď přichází ta akrobatická část, na kterou míří otázka. Moucha může těsně před dotykem rychle změnit orientaci těla přemetem, výkrutem nebo jejich kombinací [1].
Úspěšná a neúspěšná přistání
V jedné sadě čistých úspěšných přistání bylo 28 % přistání přemetových, 22 % výkrutových a 11 % kombinovaných. Zbývajících 39 % přistání tvořily varianty, kde se významná část otočky dokončila až po dotyku [1].
Čtvrtou fází je kontakt (u úspěšných přistání „na nohy“ se přední nohy zakotví ke stropu) a právě případné dokončení otočky po dotyku [1]. Vše probíhá v řádu desítek milisekund. U bzučivek bylo například pozorováno, že přechod od startu rotace k plnému dosednutí na strop se často vejde do několika mávnutí křídel [1].
Jak již bylo řečeno, ne každé přistání je ale čisté. V jedné sérii pokusů s mouchou domácí dopadla téměř polovina (47 %) stropních přistání vizuálně nepříliš kontrolovaným kontaktem hlavou [2]. Spíš než nešikovnost je to daň za rychlost: při rychlém příletu se zkrátí časová rezerva pro brzdění a vysunutí nohou, takže už nezbývá mnoho prostoru na čisté dokončení manévru [2].
Hlavou dolů
Druhá půlka kouzla pak spočívá v tom, jak se na stropě vůbec udrží. Na konci nohou má moucha přilnavé polštářky pokryté hustými chloupky (setami); každý chloupek končí drobnou „destičkou“ s tenkou vrstvou sekretu. Měření přímo na úrovni jediné takové destičky ukazují, že i takto mikroskopicky malý kontakt proto dokáže vytvořit překvapivě silné přichycení. Pomáhá tomu těsný kontakt nohy s povrchem i tenká vrstvička tekutiny mezi nimi [4].
Pro Zeptej se vědce odpovídali Petr a Eva
Zdroje:
[1] Liu, P., Sane, S. P., Mongeau, J. M., Zhao, J., & Cheng, B. (2019). Flies land upside down on a ceiling using rapid visually mediated rotational maneuvers. Science Advances, 5(10), eaax1877.
[2] Balebail, S., Raja, S. K., & Sane, S. P. (2019). Landing maneuvers of houseflies on vertical and inverted surfaces. PLOS ONE, 14(8), e0219861.
[3] van Breugel, F., & Dickinson, M. H. (2012). The visual control of landing and obstacle avoidance in the fruit fly Drosophila melanogaster. Journal of Experimental Biology, 215(11), 1783–1798.
[4] Langer, M. G., Ruppersberg, J. P., & Gorb, S. (2004). Adhesion forces measured at the level of a terminal plate of the fly’s seta. Proceedings of the Royal Society B, 271(1554), 2209–2215.