Insect vlucht bleef tot voor kort een mysterie voor wetenschappers. De kleine omvang van insecten, in combinatie met hun hoge vleugelslagfrequentie, maakte het voor wetenschappers bijna onmogelijk om de vluchtmechanica te observeren. De uitvinding van hogesnelheidsfilm liet wetenschappers toe insecten opnemen tijdens de vlucht, en kijk naar hun bewegingen met super lage snelheden. Dergelijke technologie legt de actie vast in snapshots van milliseconden, met filmsnelheden tot 22.000 frames per seconde.
Dus wat hebben we geleerd over hoe insecten vliegen, dankzij deze nieuwe technologie? We weten nu dat insectenvluchten een van de twee mogelijke werkingsmodi omvat: een direct vluchtmechanisme of een indirect vluchtmechanisme.
Insectenvlucht door een direct vluchtmechanisme
Sommige insecten bereik vlucht door een directe actie van een spier op elke vleugel. Een set vliegspieren wordt net binnen de vleugelbasis bevestigd en de andere set wordt iets buiten de vleugelbasis bevestigd. Wanneer de eerste set vliegspieren samentrekt, beweegt de vleugel omhoog. De tweede set vliegspieren produceert de neerwaartse slag van de vleugel. De twee sets vliegspieren werken samen en wisselen samentrekkingen af om de vleugels op en neer, op en neer te bewegen. Over het algemeen gebruiken de meer primitieve insecten zoals libellen en kakkerlakken deze directe actie om te vliegen.
Insectenvlucht door een indirect vliegmechanisme
Bij de meeste insecten is vliegen iets complexer. In plaats van de vleugels direct te bewegen, vervormen de vliegspieren de vorm van de thorax, waardoor de vleugels op hun beurt bewegen. Wanneer spieren die zijn vastgemaakt aan het dorsale oppervlak van de thorax samentrekken, trekken ze naar beneden op het tergum. Terwijl het tergum beweegt, trekt het de vleugelbases naar beneden en de vleugels gaan op hun beurt omhoog. Een ander stel spieren, dat horizontaal loopt van de voorkant naar de achterkant van de thorax, trekt dan samen. De thorax verandert weer van vorm, de tergum komt omhoog en de vleugels worden naar beneden getrokken. Deze vliegmethode heeft minder energie nodig dan het directe werkingsmechanisme, omdat de elasticiteit van de thorax deze teruggeeft in zijn natuurlijke vorm wanneer de spieren ontspannen.
Insect Wing Movement
Bij de meeste insecten werken de voor- en achtervleugels samen. Tijdens de vlucht blijven de voor- en achtervleugels aan elkaar vergrendeld en bewegen ze tegelijkertijd op en neer. In sommige insectenbestellingen, met name de Odonatabewegen de vleugels onafhankelijk tijdens de vlucht. Als de voorvleugel omhoog gaat, zakt de achtervleugel.
Insectenvlucht vereist meer dan een simpele op en neergaande beweging van de vleugels. De vleugels bewegen ook naar voren en naar achteren en draaien zodat de voorste of achterste rand van de vleugel omhoog of omlaag wordt geheld. Deze complexe bewegingen helpen het insect om lift te bereiken, weerstand te verminderen en acrobatische manoeuvres uit te voeren.