Kako leteći insekti poput važnih oprašivača lociraju izvore mirisa na otvorenom, uprkos veoma promenljivim uslovima vetra? Oni koriste mirisne perjanice — koje putuju poput dima i formiraju se kada vetar oduva molekule mirisa iz njihovog izvora — da pronađu izvore kao što su cveće ili feromoni.
Ali aerotuneli obično nisu u stanju da repliciraju realne uslove vetra na otvorenom. U Phisics of Fluids, istraživači Univerziteta Nevada u Renu odlučili su da istraže uslove vetra u mikrorazmeri u različitim spoljašnjim okruženjima kako bi bolje razumeli šta leteći insekti mogu da iskuse dok prate perjanice mirisa.
Autori, Jaleesa Houle i Floris Van Breugel, procenili su mehaničku turbulenciju koju stvara ambijentalni vetar koji struji preko elemenata hrapavosti površine kao što su zgrade, drveće i ograde i njenu ulogu u praćenju mirisa.
„Pošto proučavamo dinamiku vetra unutar podsloja hrapavosti površine, većina poznatih teorija atmosferske sličnosti koje opisuju svojstva profila vetra nisu primenljive“, rekao je Houle. „Dakle, koristimo statističku analizu da pronađemo i prostorne i vremenski značajne korelacije između merenja vetra za različite lokacije na kojima smo prikupljali podatke.“
Prikupili su podatke o vetru blizu površine iz nekoliko stepa žalfije (travnjake ispunjene žbunjem), šuma i urbanih područja u severnoj Nevadi i otkrili da je smer vetra blizu površine često veoma varijabilan u vremenskom periodu kraćem od 10 minuta. Takođe su otkrili da je varijabilnost smera vetra konstantno veća u sredinama sa većom složenošću površine (urbane oblasti) i manja pri većim brzinama vetra.
„Ovo je važno jer insekti obično prate mirisne perjanice pri nižim brzinama vetra, što ukazuje da na neki način shvataju veliku varijabilnost smera na koju nailaze“, rekao je Houle. „Intenzitet turbulencije je u snažnoj korelaciji sa standardnim odstupanjima u pravcu vetra, što bi moglo biti korisno za buduće eksperimentalne dizajne aerotunela koji imaju za cilj rekreaciju više ‘prirodnijih’ vetrova.“
Na osnovu svojih nalaza, Houle i van Breugel pretpostavljaju da može postojati optimalan opseg brzine vetra i složenosti površine životne sredine kako bi se pomoglo insektima da lociraju izvor mirisa.
„Biće potrebni dalji eksperimenti da bismo testirali našu hipotezu i mogli bi nam pomoći da bolje razumemo implikacije fragmentacije zemljišta na uspeh ekološki značajnih insekata koji prate perjanicu, kao što su oprašivači“, rekao je Houle. „Pored ovoga, naši rezultati daju ubedljiv razlog istraživačima da se fokusiraju na povećanje varijabilnosti smera u studijama u aerotunelu ako žele da otkriju ponašanja praćenja oblaka koja više liče na ono što bismo mogli da vidimo u prirodi.
Zatim će istraživači primeniti svoja otkrića na eksperimente praćenja aerotunela i niz studija na otvorenom.
„Tokom leta planiramo da testiramo našu hipotezu o vrstama uslova vetra koje bi insekti mogli da preferiraju dok prate perjanice mirisa“, rekao je Houle. „U laboratoriji aktivno tražimo načine da stvorimo veću varijabilnost smera kako bismo bolje oponašali prirodni vetar.“
Članak, „Varijabilnost vetra blizu površine preko prostorno-vremenskih skala relevantnih za insekte koji prate perjanicu“, autori su Jaleesa Houle i Floris Van Breugel, a objavljen je u Phisics of Fluids 30. maja 2023.
