Насекомое шмель

Как летает шмель?

Столкнувшись с данным феноменом, исследователи продолжили учение этого удивительного насекомого, так как сделанный ими вывод казался совершенно абсурдным.

Тогда начали проводиться различные эксперименты по наблюдению за существами, которые так легко перечеркнули все законы физики. С помощью современной техники их полёт был заснят на сверхточную камеру, а потом замедлен в десятки раз. Таким образом удалось чётко разглядеть весь процесс движения крыльев насекомого.

Выяснилось, что несмотря на кажущуюся слабость, крылья членистоногого способны развивать невероятно высокую скорость. Так, за одну секунду представитель фауны проделывает почти 400 взмахов.

Однако наиболее важным открытием стал тот факт, что у крыльев бомбуса есть два типа движения:

  1. Обычные возвратно-поступательные движения, которые характерны для всех насекомых;
  2. Практически невидимая для глаза мелкая дрожь – колебания на высокой частоте.

Именно этот, второй тип движения и стал причиной, по которой это существо двигается над землёй.

Систематика

Классификация

Основная статья: Список видов шмелей

В мире известно около 300 видов шмелей из примерно 50 подродов.
Шмели-кукушки Psithyrus иногда ранее рассматривались как отдельный род, но в последнее время они включаются в состав Bombus (в одном или нескольких подродах), а общее число подродов сокращается до 15, которые считаются монофилетическими, диагностируются по морфологии, поведению и экологии.

Bombus

Mendacibombus, 12 видов

Bombias, 3 вида

Kallobombus, 1 вид

Orientalibombus, 3 видов

Subterraneobombus, 10 видов

Megabombus, 22 вида

Thoracobombus, 50 видов

Psithyrus, 30 видов

Pyrobombus, 50 видов

Alpinobombus, 5 видов

<i>Bombus</i> (подрод), 5 видов

Alpigenobombus, 7 видов

Melanobombus, 17 видов

Sibirocobombus, 7 видов

Cullumanobombus, 23 видов

Филогения

Шмели (триба Bombini) это одна из четырёх групп пчёл с «корзиночками» (пыльцевыми корзинами на задних ногах, окружёнными жёсткими прямыми волосками) в составе семейства Apidae, вместе с Apini (медоносные пчёлы), Euglossini (орхидные пчёлы) и Meliponini (безжальные пчёлы), которые являются монофилетической группой. Продвинутое эусоциальное поведение, предположительно, эволюционировало дважды в группе. В настоящее время считается, что медоносные пчёлы (Apini с продвинутым социальным устройством колоний) и орхидные пчёлы (Euglossini) эволюционно тесно связаны, в то время как примитивные эусоциальные Bombini гораздо ближе к безжальным пчёлам (Meliponini), которые имеют несколько более развитое эусоциальное поведение. Исследования и анализ, проведённые с учётом всех молекулярных, морфологических и поведенческих данных, суммированы на кладограмме:

«Корзиночные» пчёлы

Apini (медоносные пчёлы)

Euglossini (орхидные пчёлы)

Bombini (шмели)

Meliponini (безжальные пчёлы)

Как размножаются шмели?

Существуют 4 стадии развития шмелей:

  1. Яйцо,
  2. Личинка,
  3. Куколка,
  4. Имаго (взрослая особь).

Весной перезимовавшая и оплодотворенная самка вылетает из своего убежища и в течение нескольких недель активно кормится, готовясь к гнездованию. Когда в яичниках самки начинают вызревать яйца, она подыскивает место для гнезда, летая над землей и тщательно осматриваясь. Найдя подходящее место, матка начинает строительство гнезда. У входа в гнездо самка-основательница лепит восковую чашу, так называемый «медовый горшок», который она наполняет нектаром. Это запас на случай плохой погоды, когда она не сможет вылететь. В центре гнезда матка формирует комок из смеси пыльцы и нектара (пергу), покрывает его воском и откладывает внутрь 8-16 яиц. Происходит это в течение 2-3 дней. Яйца шмеля имеют вытянутую форму, 0,5 — 1 мм в диаметре и 2-4 мм в длину.

Через 3-6 суток выводятся личинки шмелей, которые быстро растут, питаясь пергой и пыльцой, приносимой самкой. Растягивая восковую оболочку, личинки прорывают ее, а самка (а затем и рабочие особи) постоянно ее чинит. Такая восковая ячейка называется личиночником и характерна для шмелей.

Автор фото: Entomologie/Botanik, ETH Zürich / Fotograf: Albert Krebs

Уже через 10 — 19 дней личинки шмеля плетут кокон и окукливаются. После этого матка снова формирует комок из пыльцы и нектара, размещает его поверх личиночника и откладывает еще до десятка яиц.

Через 10-18 дней молодняк выходит из коконов, прогрызая их. Некоторые шмели потом используют пустые коконы для хранения меда и пыльцы. Таким образом, первый приплод появляется через 20-30 дней после откладывания яиц — это молодые рабочие особи. С их появлением матка уже почти не вылетает за кормом из гнезда. Она лишь откладывает яйца и помогает в кормлении личинок, в то время как рабочие особи собирают нектар и выполняют другие функции. Шмели не используют ячейки для выведения молоди дважды, а каждый раз строят новые ячейки на полуразрушенных старых. В результате, шмелиное гнездо имеет неряшливый и беспорядочный вид, в отличие от строго упорядоченного гнезда пчел.

Слева гнездо шмеля; справа гнездо пчелы, автор фото: Ma Hzi Wong, CC BY 3.0

Виды шмелей, фото и названия

В природе существует около 300 разновидностей шмелей, описывать их все мы разумеется не будем, но опишем самых интересных на наш взгляд представителей шмелиного мира.

Шмель луговой

Он же Bombus pratorum по латыни, обитает практически на всей территории Европы, а также в Азии (в Казахстане, азиатской части РФ, в тайге, на Урале, в Сибири). Имеет маленькие размеры: самки достигают 15-17 мм в длину, рабочие особи 9-14 мм. Голову имеют темную, а за ней находится ярко-желтый воротник. Интересны тем, что именно шмели этого вида первыми вылетают весной с зимовки. Гнездятся на поверхности земли или в кустах.

Шмель городской

Этот шмель обитает на всей территории Евразии, от Ирландии на Западе до Сахалина на Востоке. Весьма маленький представитель, длина тела самки – 10-22 мм, рабочих – 9-15 мм. Отличается рыжей грудкой, а на брюшке имеет черную перевязь и белый кончик.

Шмель степной

Является весьма крупным представителем шмелиного семейства, длина тела самок достигает 32-35 мм. Имеет почти, что квадратные щеки. Окрас степного шмеля бледновато-серовато-желтый с черной перевязью между крыльями. Обитает этот шмель в Восточной Европе, в том числе в Украине, в Малой Азии, Северном Иране, Закавказье. Предпочитает степной шмель равнинные, предгорные и горные степи. Гнезда устраивает в норах грызунов в земле. Занесен в красную книгу Украины.

Шмель подземный

Этот шмель отличается удлиненным хоботком, как и удлиненным телом и любовью к теплу. Распространен в Евразии, от Великобритании до Урала. Желтый цвет этого шмеля тусклее нежели у шмелей других видов. Имеет средние размеры: самки достигают 19-22 мм, рабочие особи 11-18 мм. Интересно, что подземный шмель был одним из четырех видов шмелей завезенный из Англии в Новую Зеландию с целью опыления тамошнего клевер. Гнезда как это следует из его названия, устраивает под землей.

Шмель моховой

Обитает по широкому ареалу: Евразия, почти везде, кроме заполярных районов. Размеры достигают 18-22 мм, рабочие особи 10-15 мм. Имеет яркий желто-золотистый цвет и оранжевую спинку. Строит гнезда наземного типа.

Земляной шмель

Этот шмель отличается спинкой с рыжевато-черной перевязью и черным верхом груди. Самки достигают 19-23 мм в длину, рабочие особи 11-17 мм. Обитают в Европе, передней Азии и на северо-западе Африки. Интересно, что в конце ХХ века была разработана методика промышленного разведения данного вида шмелей. Дело в том, что земляной шмель приносит немалую пользу, помогая опылению различных различных сельскохозяйственных культур (среди них помидоры, баклажаны, огурцы, перец и земляника).

Армянский шмель

Редкий представитель шмелиного царства, во многих странах, в том числе у нас в Украине занесенный в красную книгу. Обитает в Восточной Европе и Малой Азии. Длина тела этого шмеля составляет 21-32 мм. Имеет коричневые крылья и вытянутые щеки.

Шмель лесной

Маленький представитель шмелиного царства, с несколько более тусклой окраской нежели у других шмелей. Любит тепло, обитает в суходольных лугах лесостепей. Гнезда строит на поверхности земли из травы и мха, впрочем, иногда используя в качестве гнезд прогретые солнцем норы грызунов.

Садовый шмель

Также как и шмель подземный в свое время был завезен англичанами в Новую Зеландию, где и обитает по сей день. А помимо этого встретить садового шмеля можно по широкому ареалу от Англии до Сибири. Матка имеет 18-24 мм в длину, рабочие особи 11-16 мм. Грудка этого шмеля желтого цвета с черной полосой между крыльями. Также является обладателем весьма длинного хоботка и гнездится под землей, в старых норах, оставленных грызунами.

Внешний вид и особенности

Желтая пыльца на черных полосах шмеля

Шмель обладает массивным телом по сравнению с другими представителями пчелиных. Внушительные габариты достигаются за счет развитых грудных мышц. Они также служат дополнительным источником тепла наряду с пушком. В прохладную погоду насекомое начинает интенсивно сокращать мышцы, тем самым повышая температуру тела. Это помогает разогреть организм и отправиться на опыление цветков раньше остальных видов пчел.

По бокам корпуса располагается три пары конечностей: две небольшие лапки спереди и четыре больших, идущих из центра. Летают шмели благодаря двум крылышкам, расположенным на передней части тела.

Окрас у шмелей черный, с двумя желтыми полосками сверху: у головы и под крыльями. Также есть белая полоса в области жала. Все тело покрыто мелкими волосиками, которые и задают рисунок расцветки.

Голова довольно маленькая по отношению к телу. Наверху находятся два длинных усика, посаженных рядом с глазами. Спереди размещена мощная челюсть, внутри которой прячется длинный язычок.

В зависимости от типа, насекомое может быть разных размеров. Степные шмели являются самыми крупными и могут вырастать в длину до 3,5 см. У распространенных видов самцы достигают до 2,5 см. Самки являются более крупными: их длина достигает 2,9 см. Масса тела мужских особей не превышает 0,6 г, зато у женских часто переваливает за отметку в 0,8 г.

Охрана шмелей

Фото: Шмель Красная книга

Несмотря на достаточную популяцию шмелей, некоторых представителей этого рода относят к постепенно исчезающим насекомым. Отдельные виды шмелей постепенно вымирают, поэтому были занесены в Красные книги стран и некоторых городов. Назвать конкретные причины вымирания этих животных сложно.

Редким видом является армянский шмель. Он занесен в Красную книгу Украины, России. Это животное занимается опылением сложноцветных растений, бобовых. Предпочитает селиться в лесостепях, горных степях, на окраинах лесов, где растут сосны. Также в Красную книгу России занесен шмель обыкновенный. В небольшом количестве он еще обитает в некоторых регионах европейской части России.

Несмотря на то, что некоторые виды шмелей занесены в Красные книги. Активных мер по их охране до сих пор не проводится. Это связано с тем, что существует достаточно много других разновидностей шмелей и в целом данный вид находится в безопасности. Однако, чтобы сохранить остатки редких видов, необходимо определенным образом ограничить ведение хозяйственной деятельности в местах их обитания, запретить разведение костров, ограничить выпас скота.

Шмель – яркоокрашенное, очень полезное насекомое. Оно является универсальным опылителем, не приносит вреда человеку, не проявляет агрессию. Шмели широко распространены практически по всему земному шару. Они легко переносят прохладный климат, избегают тропиков из-за особенностей терморегуляции собственного тела

Это уникальный вид семейства пчел, который заслуживает внимательного и осторожного отношения со стороны людей, ведь некоторые разновидности шмелей на сегодняшний день уже занесены в Красные книги отдельных государств

Теги:

  • Apinae
  • Apoidea
  • Bombini Latreille
  • Hymenopterida
  • Panarthropoda
  • Двусторонне-симметричные
  • Животные Австралии и Океании
  • Животные Аляски
  • Животные Африки
  • Животные Бангладеша
  • Животные Беларуси
  • Животные гор
  • Животные Евразии
  • Животные Казахстана
  • Животные Китая
  • Животные Красной книги
  • Животные Красной книги России
  • Животные Красной книги Украины
  • Животные леса
  • Животные лесостепи
  • Животные луга
  • Животные на букву Ш
  • Животные Польши
  • Животные Северной Америки
  • Животные Украины
  • Животные Чукотки
  • Животные Южной Америки
  • Крылатые насекомые
  • Линяющие
  • Насекомые с полным превращением
  • Новокрылые насекомые
  • Опасные животные Австралии
  • Первичноротые
  • Перепончатокрылые
  • Пчёлы настоящие
  • Стебельчатобрюхие
  • Трахейнодышащие
  • Членистоногие
  • Шестиногие
  • Шмели
  • Эукариоты
  • Эуметазои

Особенности строения и физиологии

Шмель на цветке крокуса, в его пыльце

Средних и крупных размеров перепончатокрылые; самка длиной от 13 до 28 мм, а самец — от 7 до 24 мм.

Шмели — одни из самых холодостойких видов насекомых: они способны, быстро и часто сокращая мышцы груди, ускоренно разогреть своё тело до необходимых 40 °C. Это позволяет им вылетать рано утром и собирать первый нектар, когда воздух ещё недостаточно прогрелся. К тому же быстрое повышение температуры тела даёт шмелям определённое конкурентное преимущество перед другими видами насекомых.

Окраска

Окраска шмелей, как правило, жёлто-чёрная, часто в полоску. Кроме того, встречаются виды шмелей с красными или оранжевыми полосами, а некоторые виды окрашены в сплошной чёрный цвет. Предполагается, что окрас шмелей связан с необходимостью баланса между мимикрией (маскировочной или предупреждающей) и терморегуляцией.

Самка

Голова самки слегка удлинённая, широко закруглённая на затылке. Верхняя губа прямоугольная, жвалы сильноизогнутые, при сближении перекрываются, наружная их поверхность с тремя выпуклыми бороздками.
Брюшко не подогнуто на вершине, шестой брюшной стернит всегда без валиков по бокам. Наружная поверхность задних голеней блестящая, гладкая и образует «корзиночку» для сбора пыльцы — площадку, окружённую жёсткими прямыми волосками.

Самец

Голова самца треугольная или почти округлая, с тонкой пунктировкой, которая особенно заметна на лицевой части и темени. Скапус равен трети или половине длины жгутика усиков.

Брюшко не подогнуто на вершине, второй стернит брюшка без срединного возвышения. Гениталии сильно хитинизированные, тёмно-коричневые. Задние голени обычно расширены на вершине, наружная поверхность варьируется по выпуклости и густоте опушения (дистальная треть обычно гладкая и менее волосистая, слегка блестящая).

Жало

Матка шмеля и рабочие шмели могут жалить. Шмели не агрессивны, но могут жалить при защите своего гнезда, либо если им был причинён вред. В отличие от пчелиного, жало шмеля не имеет зазубрин, поэтому насекомое может многократно применять его, не причиняя себе вреда; по этой же причине после укола жало не остаётся в ране. Внутри жало шмеля пустотелое, и при ужалении шмель также впрыскивает небольшое количество своего яда, тремя основными компонентами которого являются бомболитин (наиболее)[прояснить], фосфолипаза A2, сериновые протеазы.

Виды шмелей, фото и названия

В природе существует около 300 разновидностей шмелей, описывать их все мы разумеется не будем, но опишем самых интересных на наш взгляд представителей шмелиного мира.

Шмель луговой

Он же Bombus pratorum по латыни, обитает практически на всей территории Европы, а также в Азии (в Казахстане, азиатской части РФ, в тайге, на Урале, в Сибири). Имеет маленькие размеры: самки достигают 15-17 мм в длину, рабочие особи 9-14 мм. Голову имеют темную, а за ней находится ярко-желтый воротник. Интересны тем, что именно шмели этого вида первыми вылетают весной с зимовки. Гнездятся на поверхности земли или в кустах.

Шмель городской

Этот шмель обитает на всей территории Евразии, от Ирландии на Западе до Сахалина на Востоке. Весьма маленький представитель, длина тела самки – 10-22 мм, рабочих – 9-15 мм. Отличается рыжей грудкой, а на брюшке имеет черную перевязь и белый кончик.

Шмель степной

Является весьма крупным представителем шмелиного семейства, длина тела самок достигает 32-35 мм. Имеет почти, что квадратные щеки. Окрас степного шмеля бледновато-серовато-желтый с черной перевязью между крыльями. Обитает этот шмель в Восточной Европе, в том числе в Украине, в Малой Азии, Северном Иране, Закавказье. Предпочитает степной шмель равнинные, предгорные и горные степи. Гнезда устраивает в норах грызунов в земле. Занесен в Красную книгу Украины.

Шмель подземный

Этот шмель отличается удлиненным хоботком, как и удлиненным телом и любовью к теплу. Распространен в Евразии, от Великобритании до Урала. Желтый цвет этого шмеля тусклее нежели у шмелей других видов. Имеет средние размеры: самки достигают 19-22 мм, рабочие особи 11-18 мм. Интересно, что подземный шмель был одним из четырех видов шмелей завезенный из Англии в Новую Зеландию с целью опыления тамошнего клевер. Гнезда как это следует из его названия, устраивает под землей.

Шмель моховой

Обитает по широкому ареалу: Евразия, почти везде, кроме заполярных районов. Размеры достигают 18-22 мм, рабочие особи 10-15 мм. Имеет яркий желто-золотистый цвет и оранжевую спинку. Строит гнезда наземного типа.

Земляной шмель

Этот шмель отличается спинкой с рыжевато-черной перевязью и черным верхом груди. Самки достигают 19-23 мм в длину, рабочие особи 11-17 мм. Обитают в Европе, передней Азии и на северо-западе Африки. Интересно, что в конце ХХ века была разработана методика промышленного разведения данного вида шмелей. Дело в том, что земляной шмель приносит немалую пользу, помогая опылению различных различных сельскохозяйственных культур (среди них помидоры, баклажаны, огурцы, перец и земляника).

Армянский шмель

Редкий представитель шмелиного царства, во многих странах, в том числе у нас в Украине занесенный в красную книгу. Обитает в Восточной Европе и Малой Азии. Длина тела этого шмеля составляет 21-32 мм. Имеет коричневые крылья и вытянутые щеки.

Шмель лесной

Маленький представитель шмелиного царства, с несколько более тусклой окраской нежели у других шмелей. Любит тепло, обитает в суходольных лугах лесостепей. Гнезда строит на поверхности земли из травы и мха, впрочем, иногда используя в качестве гнезд прогретые солнцем норы грызунов.

Садовый шмель

Также как и шмель подземный в свое время был завезен англичанами в Новую Зеландию, где и обитает по сей день. А помимо этого встретить садового шмеля можно по широкому ареалу от Англии до Сибири. Матка имеет 18-24 мм в длину, рабочие особи 11-16 мм. Грудка этого шмеля желтого цвета с черной полосой между крыльями. Также является обладателем весьма длинного хоботка и гнездится под землей, в старых норах, оставленных грызунами.

Поведение

Садовые шмели живут небольшими семьями, численность которых в среднем достигает 50-100 рабочих особей. В конце каждого сезона появляются молодые матки и трутни. В течение года бывает только одно поколение.

Оплодотворенные самки осенью ищут место для зимовки, которая обычно происходит в подземных убежищах. Они используют готовые норки или выкапывают их самостоятельно в мягком грунте. Самцы не зимуют, погибая вскоре после спаривания.

Насекомые в отличие от медоносных пчел не обмениваются между собой информацией о найденном корме, а запоминают его местонахождение и регулярно в одиночку посещают одно и то же место. Только после истощения кормовой базы они отправляются на поиски новых угодий.

Рацион полностью состоит из пищи растительного происхождения. Основным кормом являются цветочный нектар и пыльца, в меньшей степени сок некоторых растений. Особое пристрастие садовый шмель демонстрируют по отношению к цветущему горошку мышиному (Vicia cracca), яснотке белой (Lamium album), клеверу луговому (Trifolium pretense), бобам обыкновенным (Vicia faba) и живучке ползучей (Ajuge reptans)

Кроме них внимание уделяется и многим цветковым сельскохозяйственным культурам

В целях самозащиты представители данного вида издают громкое жужжание, способное отпугнуть многих хищников. Оно является предостерегающим сигналом и демонстрацией агрессии. Шмелиные укусы могут вызывать у некоторых лиц аллергическую реакцию с появлением отека, зуда и покраснения, реже с признаками удушья, рвоты и диареи.

Жизнь шмелей в природе

Шмели — общественные насекомые. Почти как все пчелы, они живут семьями, которые состоят из:

  • крупных плодящих маток,
  • более мелких рабочих шмелей,
  • самцов.

При отсутствии матки рабочие самки тоже могут откладывать яйца.

Матка шмеля. Автор фото: Martin Cooper, CC BY 2.0

Рабочий шмель. Автор фото: Ivar Leidus, CC BY-SA 4.0

Шмель самец. Автор фото: Ivar Leidus, CC BY-SA 4.0

Обычно семья шмелей живет всего 1 год: с весны до осени. Она гораздо меньше пчелиной, но все же насчитывает 100-200, а иногда и 500 особей. В искусственных условиях удавалось получить семьи численностью до 1000 особей. У некоторых видов шмелей (например, лугового шмеля Bombus pratorum) жизненный цикл укорочен, и семья распадается уже в июле, при этом часть самок уходит на зимовку, а часть основывает новые семьи. Этот вид дает два поколения семей за лето, что является редким явлением. На юге Норвегии существует вид Bombus jonellus, который даже в этих широтах также дает два поколения. В субтропиках и тропиках самки—основательницы закладывают гнезда круглый год, но семьи, тем не менее, получаются однолетние и распадаются с гибелью королевы. И только в бассейне Амазонки живет вид Bombus atratus, семьи которого существуют по нескольку лет.

У шмелей, как и у других общественных насекомых, работы в гнезде распределены между членами семьи. Рабочие особи приносят еду, кормят личинок, чинят и охраняют гнездо. Среди них тоже происходит разграничение. Обычно более крупные рабочие шмели летают за кормом и ремонтируют гнездо снаружи, а те, кто поменьше, занимаются кормлением личинок и внутренней починкой гнезда. Разные виды шмелей производят кормление разными способами:

  • Одни (лесной, моховой, подземный шмели и другие) лепят из воска карманы на личиночниках (коммунальных личиночных ячейках), складывают туда пыльцу и нектар, а затем головой проталкивают их вглубь, под личинок.
  • Другие (городской, земляной, каменный шмели и другие) отрыгивают смесь нектара и пыльцы через временные отверстия в личиночнике.

Рабочие шмели могут менять свою квалификацию в зависимости от нужд гнезда. Кроме того, если матка шмеля погибает, то рабочие самки начинают сами откладывать яйца. Самцы, вылетев из гнезда, уже в него не возвращаются. Их функция заключается в оплодотворении самок. Самка-основательница, или матка, изначально строит и чинит гнездо, откладывает яйца, кормит личинок, пока не появляются рабочие. После их появления она уже не вылетает за кормом, а занимается только откладыванием и согреванием яиц, а также участвует в кормлении личинок.

Автор фото: Ivar Leidus, CC BY-SA 4.0

masterok

Родилось такое утверждение в начале XX века, когда бурно развивалось самолетостроение. Ученые того времени применяли к насекомому условия полетов по законам аэродинамики (вычисления силы, предназначенной для подъема в воздух тяжеловесных лайнеров).Почему выбор пал на мохнатое насекомое? У шмеля относительно грузной массы тела маленькие по размеру крылышки

Это и привлекло внимание ученых.Математические исчисления подходили для пчел, мух, бабочек, а вот к шмелям это применение по законам физики оказалось невозможным. Загадочное насекомое опровергало все математические выводы ученых. Что они сделали? Попытались вписать шмелиный полет к формулам, исчисляющим подъемную силу авиалайнера, забыв о том, что самолет не умеет махать крыльями.В итоге, получив парадоксальный вывод о невозможности полета земляной пчелы, ученые заявили, что «шмель летать не может, но летает, нарушая законы физики»

Но мохнатое насекомое физику не изучало и на лекциях не сидело. Ежедневно шмелики, радостно гудя крыльями, показывали, насколько наука бессильна.Почему шмель летает?Наука развивалась. Полет насекомого, то, с какой скоростью и как именно оно летает, удалось досконально снять на камеру. Взмахи крыльев просматривали в замедленном темпе, изучали траекторию движения. Какие выводы получили?При интенсивной работе крылышек, их края образуют воздушные завихрения. Завихи убираются, как только крыло перестает взмахивать.Эти завихрения воздуха обладают различной плотностью воздушного потока.Разница в давлении воздуха создает силу подъемную, которая и поднимает бомбуса в воздух.Та же бабочка или комар не могут сбрасывать воздушные завихрения, их полет заложен на планировании в потоке воздушных масс. Шмель летает вопреки законам аэроанализа, ведь его работающие крылышки рождают большую аэродинамическую силу. А возвратно-поступательные взмахи крыльев делали исследования передвижения насекомого слишком сложными и непредсказуемыми для аналитики

Что они сделали? Попытались вписать шмелиный полет к формулам, исчисляющим подъемную силу авиалайнера, забыв о том, что самолет не умеет махать крыльями.В итоге, получив парадоксальный вывод о невозможности полета земляной пчелы, ученые заявили, что «шмель летать не может, но летает, нарушая законы физики». Но мохнатое насекомое физику не изучало и на лекциях не сидело. Ежедневно шмелики, радостно гудя крыльями, показывали, насколько наука бессильна.Почему шмель летает?Наука развивалась. Полет насекомого, то, с какой скоростью и как именно оно летает, удалось досконально снять на камеру. Взмахи крыльев просматривали в замедленном темпе, изучали траекторию движения. Какие выводы получили?При интенсивной работе крылышек, их края образуют воздушные завихрения. Завихи убираются, как только крыло перестает взмахивать.Эти завихрения воздуха обладают различной плотностью воздушного потока.Разница в давлении воздуха создает силу подъемную, которая и поднимает бомбуса в воздух.Та же бабочка или комар не могут сбрасывать воздушные завихрения, их полет заложен на планировании в потоке воздушных масс. Шмель летает вопреки законам аэроанализа, ведь его работающие крылышки рождают большую аэродинамическую силу. А возвратно-поступательные взмахи крыльев делали исследования передвижения насекомого слишком сложными и непредсказуемыми для аналитики.

Аэродинамическая поверхность с подвижной амплитудой генерирует гораздо большую подъемную силу, чем жестко фиксированное крыло. И крылышки шмеля создают одновременно не только возвратно-поступательные, но и ритмически-колебательные движения (за секунду крыло бомбуса совершает 300-400 таких взмахов).Доказательную базу привела в середине XX века женщина-физик из Корнельского университета Чжэн Джейн Ван (Jane Wang). Она потратила много часов, моделируя за сверхмощным компьютером схему движения вихревых потоков, создаваемых шмелиными крыльями, и сделала окончательный вывод: «Шмель не нарушает аэродинамические законы. Его полет зависит от крыльевых завихрений. А при полете самолета воздух обтекает его».Чжэн отметила, что миф о полете земляной пчелы – это следствие неграмотного понимания инженерами-авиаконструкторами нестационарной газово-вязкой динамики.Лайнер, выстроенный со строгим соблюдением шмелиных пропорций, никогда бы не взлетел. Принципы работы крыльев земляной пчелы невозможно применить для авиастроения. Но в будущем, если появится модель вертолетов с гибкими, эластичными лопастями, полет шмеля пригодится авиаконструкторам!

Примечания

  1. Горностаев Г. Н. Насекомые СССР. — Москва: Мысль, 1970. — 372 с. — (Справочники-определители географа и путешественника).
  2. ↑ Определитель насекомых Дальнего Востока России. Т. IV. Сетчатокрылообразные, скорпионницы, перепончатокрылые. Ч. 1 / под общ. ред. П. А. Лера. — СПб.: Наука, 1995. — С. 552—553. — 606 с. — 3150 экз. — ISBN 5-02-025944-6.
  3. Dave Goulson. Bumblebees Behaveour and Ecology. — Oxford, New York: Oxford University Press, 2003. — ISBN 0-19-852607-5.
  4. Фильм BBC «Жизнь в микромире. Взмывая ввысь»
  5. Шмель // Малый энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 4 т. — СПб., 1907—1909.
  6. (Williams, 1985a)
  7. A. P. Rasnitsyn and C. D. Michener. Miocene fossil bumble bee from the Soviet Far East with comments on the chronology and distribution of fossil bees (Hymenoptera: Apidae) (англ.) // Annals of the Entomological Society of America : journal. — 1991. — Vol. 84(6). — P. 583—589.
  8. ↑ J. Zhang, B. Sun, and X. Zhang. 1994. Miocene insects and spiders from Shanwang, Shandong 1—298
  9. Riou B. Descriptions de quelques insectes fossiles du Miocène supérieur de la Montagne d’Andance (Ardèche, France) // Travaux de l’École Pratique des Hautes Études, Biologie et Évolution des Insectes. — 1999. — Vol. 11/12. — P. 123-133.
  10. Novák O. 1878. Fauna der Cyprisschiefer des Egerer Tertiärbeckens. Sitzungsberichte der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Classe der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften 76:71-96
  11. Cockerell T. D. A. Fossil Hymenoptera from Florissant, Colorado // Bulletin of the Museum of Comparative Zoology, Harvard College. — 1906. — Vol. 50(2). — P. 33-58.
  12. Zhang J. F. New fossil species of Apoidea (Insecta: Hymenoptera) // Acta Zootaxonomica Sinica. — 1990. — Vol. 15. — P. 83-91.
  13. Rogenhofer H. 1867. Die Fossile Flora Von Kumi Auf Der Insel Euboea. Denkschriften der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften in Wien, Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Classe 27:33
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector