Forskare Löser Den Konstiga Fysiken I Hur Fladdermöss Landar Upp Och Ner

Fladdermöss flyger huvudet först, magen ner, vingarna sträckta ut till sidan, precis som du kan förvänta dig. Så hur landar de upp och ner, en position som kräver akrobatik i luften i en cirkusflyger?

Innan vi kommer till den frågan måste vi först titta på varför fladdermöss till och med vill landa upp och ner till att börja med? Inget annat flygande djur landar på detta sätt. Varför inte bara landa som fåglar, med fötterna ordentligt under kroppen?

Det korta svaret beror på att fladdermöss inte skulle vara tillräckligt starka för att starta om de var upprätt. Deras vingar producerar inte tillräckligt med hiss och benen är för korta för att springa längs marken för att generera tillräckligt med hastighet för att få dem i luften från en position ovanför fötter. Istället klättrar de upp och faller bokstavligen i flygning. Genom att landa och roast upp och ner är de redo att flyga om något hotar deras sömn.

Så det är ”varför”. Hur kommer de in i den här positionen när de inte flyger särskilt snabbt och inte kan sväva upp och ner? Det handlar om tröghet. Tröghet involverar Newtons första rörelselag, som säger att en kropp i vila kommer att stanna i vila om inte en yttre kraft verkar på den, och en kropp i rörelse kommer att fortsätta i en rak linje såvida inte den utövas av en yttre kraft. Här är var tröghet kommer in. Tröghet är proportionellt mot kroppens massa, vilket är mängden materia som en kropp har. Ju mer massa, desto mer tröghet.

Men hur förhåller det sig till fladdermöss? De har inte mycket massa – de är små. Nåväl, här är saken: fladdermusvingar har mycket massa relativt deras kroppsstorlek. Deras vingar har utvecklats till att bestå av fasta ben och muskler, så är tyngre än vingarna hos de flesta flygande critters, vilket skulle antyda att det kan vara svårt att komma upp från marken – kom ihåg att de faller i flykt. Men samma massa, när man utövas av en yttre kraft – till exempel en liten liten rörelse av vingarna när han är i rörelse – kommer att rikta om slagträet och få honom eller henne upp och ner.

Forskare vid Brown University flaggermuslaboratorium (eller som det officiellt är känt Aeromechanics and Evolutionary Morphology Lab) studerade nyligen flaggträningslandningar med kameror för att fånga fladdermössens rörelser och upptäckte att när de kom närmare taket på deras hölje, drog de en vinge närmare deras kroppar medan de fortfarande flappar den andra vingen i full utsträckning. Detta tillät fladdermössen att rotera till rätt position för att landa fötter först på taket. (Tänk på en enbent anka som simmar i cirklar, eller en roddbåt som paddlar på bara en sida.)

Om du inte har gjort det, se videon ovan för att förstå mer. Men fladdermöss är inte de enda djuren som uppvisar tröghetsorientering, som forskarna kallar det.

”Denna typ av manövrering liknar den mekanism som används av katter för att omorientera för att landa på deras fötter,” säger studieförfattaren och principutredaren Sharon Swartz, ”men används också i många andra djur. Geckor flyttar sina stora svansar på detta sätt till stabilisera sig själva under klättring och rätning; lemurer använder den här mekanismen i sina stora hopp. Vi människor använder denna typ av rörelse när gymnast eller springbräddykare utför kämpar eller vridningar, eller när en konståkare ändrar hastigheten på en snurr genom att ändra detaljerna på [ positionen för armar eller ben. ”