アメンボはどうやって池などに飛び移ることができるのでしょうか？すでに知られている技術に加えて、研究者たちは現在、これらの昆虫の最大の代表に対する第2の概念を発見しました。小型の仲間とは対照的に、彼らは足を使って緊張した表面を突破します。特定の物理的効果により、比較的重い体であっても効果的に空中に輸送されます。このコンセプトはアメンボロボットの開発に役立つ可能性があると科学者らは述べている。
水面を優雅に滑空するアメンボは、物理的効果を巧みに利用して、池などの水面を狩場に変えます。長い脚の先には撥水性に優れた毛が生えています。したがって、彼らの足は水面に凹みを作るだけです。表面張力は沈みを防ぎ、移動を可能にするのに十分です。これは、アメンボが水中に落ちた獲物に素早く突進できることを意味します。しかし、この魅力的な昆虫はさらに多くのことを提供します。たとえば、魚の脅威にさらされた場合、水面から空中に飛び出すことさえできます。
特殊な種類のジャンプ
彼らがどのようにしてこれを実現しているかは、すでに科学的に分析されています。しかし、これまでのところ、このグループの昆虫の比較的小さな種にのみ焦点が当てられてきました。なぜなら、それらは研究者にとって容易にアクセスできたからです。このことから、すべてのアメンボはジャンプ行動にも表面張力を利用しているという仮説が生まれました。結局のところ、小さな代表者は飛び降りるときに脚を突然加速するのではなく、水面があまりにも早く押し込まれて破れないように、細かく調整された方法で飛び降ります。表面のディンプルは一種のミニトランポリンのように機能します。このプロセスは、重さ68ミリグラムのアメンボロボットへの移植にも成功した。
しかし、世界に数多く存在するミシシギの種の中には、さらに重要なものもあります。その最上位に位置するのは、ベトナムの森林で水上を移動するオオシギ (Gigantometra gigas) です。この種の体重は最大約500ミリグラムに達します。ソウル国立大学のキム・ウジュ氏率いる研究チームは現在、これらの昆虫がどのようにプマット国立公園の水面を飛び跳ねるのかを調査した。彼らは、高速記録を使用して、透明な水の容器から昆虫が飛び出す様子を記録しました。
大きなものは狙った方法で攻撃します
研究チームは驚くべきジャンプ行動を発見した。巨大なシギはジャンプ中に足を押し下げると実際に水面を割るのだ。しかし、足の長い毛には空気の層が形成されます。侵入後、昆虫は非常に速く手足を下に動かします。研究チームの説明によると、脚は空気に囲まれているため、高い水の抵抗が生じ、昆虫の体はその動きに抗して上に押し上げられます。巨大シギは、ほんの数秒以内に秒速約 1 メートルの速度に達します。この代替メカニズムは、比較的重い昆虫に対しても、小型種に使用される方法と同様の効果をもたらすと科学者らは述べている。 ビデオ
次にチームは、代替方法の理由を明らかにするために、アメンボのジャンプの数学的モデルを開発しました。表面張力を利用したトランポリンプロセスは、体重が 80 ミリグラム未満の種に対してのみ意味があることが明らかになりました。しかし、より大型のアメンボを捕食者の手の届かないところに効果的に飛び出すことができるのは、2 番目の概念だけです。 「大型アメンボが使用する新しいジャンプ機構を発見しました。 「これは、近縁種が同じ目的を果たしているにもかかわらず、そのサイズに応じて異なる物理的メカニズムを使用できることを示しています」と研究チームは書いています。
生物学的側面に加えて、科学者たちはこの発見の技術的重要性の可能性も強調しています。大型アメンボ種の概念は、水上を滑空するだけでなく、水上をジャンプできるロボットの開発に組み込むことができるようになりました。どうやら、ジャイアントシギのプロセスにより、以前よりも大きなモデルに効果的なジャンプ能力を装備することが可能になるようです。
出典：ソウル大学行動生態進化研究室、技術論文：国立科学アカデミー紀要
http://dx.doi.org/10.1073/pnas2219972120
