Тело легче капли дождя висит вниз головой на вертикальном стебле и спокойно шагает, будто гравитацию выключили. Божья коровка делает это с помощью особых лап, которые одновременно служат и альпинистским снаряжением, и стартовой площадкой: они позволяют ей цепляться за листья, стебли и даже гладкое стекло и при этом в любой момент быть готовой раскрыть крылья и взлететь.
На конце каждой лапки есть маленький коготок и мягкая клейкая подушечка сразу за ним. На шероховатой коре коготок цепляется за микроскопические неровности, создавая механическую сцепку, которая выдерживает вес насекомого с большим запасом. На гладкой поверхности растений коготок почти бесполезен, и тогда всю работу берет на себя подушечка. Ее покрывают густые волосковидные щетинки, увеличивающие площадь контакта, а тонкая пленка выделяемой жидкости создает капиллярное притяжение — силу, возникающую из-за поверхностного натяжения между жидкой пленкой, подушечкой и опорой.
Во время ходьбы насекомое постоянно перераспределяет нагрузку между коготками и подушечками, на каждом шаге подстраивая силу прижатия и коэффициент трения. Когда нужно оторвать лапу, оно не тянет ее прямо вверх, а как бы «сдирает» подушечку с поверхности с заднего края, разрывая капиллярный мостик с минимальными энергозатратами. Такой отрыв напоминает работу чувствительного к давлению клея, только здесь все движется за счет сокращения мышц и точно управляется суставами и формой наружного скелета. Для взлета божья коровка уменьшает площадь контакта подушечек и меняет угол постановки ног так, чтобы небольшой толчок разрушил оставшиеся капиллярные силы. Тело освобождается, поворачивается, расправляет спрятанные задние крылья, и уже аэродинамическая подъемная сила полностью заменяет клейкое и фрикционное сцепление, которое еще мгновение назад удерживало ее на вертикальном стебле. За один шаг те же микроструктуры, что намертво фиксировали ее на опоре, превращаются в обтекаемые опоры, больше не мешающие полету.
loading...