Летучие мыши летят головой вперед, животом вниз, крылья расправлены в стороны, как и следовало ожидать. Так как же они приземляются вверх ногами, положение, требующее акробатики в воздухе циркового летуна?
Прежде чем мы перейдем к этому вопросу, нам сначала нужно понять, почему летучие мыши вообще хотят приземлиться вверх ногами? Ни одно другое летающее животное не приземляется таким образом. Почему бы просто не приземлиться, как это делают птицы, крепко поставив ноги под тело?
Короткий ответ: летучие мыши не были бы достаточно сильны, чтобы взлететь, если бы они были в вертикальном положении. Их крылья не создают достаточной подъемной силы, а их ноги слишком короткие, чтобы бегать по земле и развивать достаточную скорость, чтобы поднять их в воздух из положения «голова выше ног». Вместо этого они взбираются высоко и буквально падают в полет. Приземляясь и устраиваясь на ночлег вниз головой, они готовы взлететь, если что-то угрожает их сну.
Так вот почему. Как они попадают в такое положение, если они не летают очень быстро и не могут парить вверх ногами? Все дело в инерции. Инерция связана с первым законом движения Ньютона, который гласит, что покоящееся тело будет оставаться в покое, если на него не воздействует внешняя сила, а движущееся тело будет продолжать движение по прямой линии, если на него не воздействует внешняя сила. Вот тут-то и появляется инерция. Инерция пропорциональна массе тела, то есть количеству материи, которой обладает тело. Чем больше масса, тем больше инерция.
Но какое отношение это имеет к летучим мышам? У них нет большой массы - они маленькие. Вот в чем дело: крылья летучих мышей имеют большую массу по сравнению с размером их тела. Их крылья эволюционировали, чтобы состоять из твердых костей и мышц, поэтому они тяжелее, чем крылья большинства летающих существ, что предполагает, что им может быть трудно оторваться от земли - помните, они падают в полете. Однако та же самая масса, когда на нее действует внешняя сила - например, небольшое движение крыльев во время движения - переориентирует летучую мышь и перевернет ее или ее вверх ногами.
Исследователи из лаборатории летучих мышей Университета Брауна (или, как она официально называется, Лаборатория аэромеханики и эволюционной морфологии) недавно изучали приземление летучих мышей с помощью камер, фиксирующих движения летучих мышей, и обнаружили, что, когда они приближаются к потолку своего вольера, они подтягивали одно крыло ближе к своему телу, продолжая махать другим крылом на полную катушку. Это позволило летучим мышам повернуться в правильное положение, чтобы приземлиться ногами на потолок. (Представьте себе одноногую утку, плавающую кругами, или гребную лодку, гребущую только с одной стороны.)
Если вы еще этого не сделали, посмотрите видео выше, чтобы понять больше. Но летучие мыши - не единственные животные, которые демонстрируют инерционную переориентацию, как называют это исследователи.
«Этот вид маневрирования похож на механизм, используемый кошками, чтобы переориентироваться, чтобы приземлиться на лапы, - говорит автор исследования и главный исследователь Шэрон Шварц, - но он также используется и у многих других животных. Таким образом гекконы двигают своими большими хвостами, чтобы стабилизироваться во время лазания и восстановления; лемуры используют этот механизм в своих больших прыжках. Мы, люди, используем этот тип движения, когда гимнасты или прыгуны с трамплина выполняют сальто или повороты, или когда фигурист меняет скорость вращения, изменяя детали положения рук или ног».
Интересно
Военно-воздушные силы США помогли финансировать исследование, потому что, по словам Шварца, «исследования аэродинамики, нейронного контроля, биоматериалов и т. д. летающих животных могут дать производителям небольших летательных аппаратов богатый материал для их дизайнерских идей».