Skordýr fremri flugtækjum manna

Í KJÖLFAR styrjalda keppast blaðamenn og hernaðarsérfræðingar við að skruma af því hve tæknilega fullkomin nútímavopn séu. Þeir tala fullir hrifningar um kosti „snjallra sprengja“ eða leysistýrðra stýriflauga og liprari árásarþyrlna — og banvænni — en áður hafa þekkst. Því er ekki að neita að hugvitið að baki þessum vopnum er oft stórkostlegt, en í hinum hástemmdu lofsöngvum um tól dauðans er sjaldan viðurkenndur einn einfaldur sannleikur: Jafnvel háþróuðustu flugtæki mannsins eru frumstæð að gerð í samanburði við hin örsmáu flugtæki sem eru til í mörgum myndum í sköpunarverkinu.

Lítum á stýriflaugin sem dæmi. Að sögn The Wall Street Journal er „braut stýriflaugarinnar ákveðin fyrirfram með viðmiðunarkorti sem er geymt í stafrænu formi í tölvu flaugarinnar. Súmlinsa og rafstýrðir nemar halda henni á réttri braut er hún svífur áfram á á miklum hraða og sleikir landslagið.“ Þetta hljómar eins og þarna sé á ferð býsna fullkomið tæki. En lítum nú til samanburðar á skordýr sem lætur ekki mikið yfir sér — býúlfinn (Philanthus Triangulum).

Smágerður kortasnillingur

Ben Smith, tæknilegur ritstjóri tímaritsins BYTE, skrifaði nýlega: „Í samanburði við býúlfinn er stýriflaugin alger heimskingi.“ Hvers vegna? Vegna þess að það er harla auðvelt að villa um fyrir stýriflauginni, þrátt fyrir alla tækni hennar. Smith lýsir því þannig: „Það er nóg að fær skormarkið úr stað og stilla upp eftirlíkingu í satðinn. Þar eð stýriflaugin eyðir sjálfri sér um leið og hún eyðir skotmarkinu kemst hún aldrei að því að henni urðu á mistök.“

En það er ekki hlaupið að því að villa um fyrir býúlfinum. Líffræðingur, sem var að rannsaka þessi skordýr, reyndi það. Hann veitti athygli að hundruð býúlfa áttu sér bú í holum meðfram stuttri strandlengju og að holurnar voru allar eins. Hann beið uns einn þeirra flaug burt og huldi svo holuopin í flýti með sandi. Síðan beið hann átekta til að fylgjast með hvort skordýrið fyndi holuna sína aftur.  Honum til undrunar lenti það eins og ekkert væri hjá faldri holunni og gróf hana upp! Líffræðingurinn veitti at býúlfurinn flaug venjulega það sem leit út eins og könnunarflug yfir búi sínu hvenær sem hann kom eða fór datt honum í hug að skordýrið gæti lagt kennileiti kringum búið á minnið og gert sér eins konar landakort í huganum.

Til að prófa kenningu sína huldi hanni opið á nýjan leik og færði nú til nokkra furuköngla sem lágu umhverfis það. Þegar býúlfurinn kom aftur flaug hann könnunarflug yfir svæðið eins og venjulega og lenti síðan á skökkum stað! Um stund var hann ráðvilltur. Síðan tók hann flugið á nýjan leik og fór aftur í könnunarleiðangur — en flaug nú hærra en í fyrra sinnið. Frá þessu nýja sjónarhorni gat þetta smáa skordýr greinilega áttað sig á og tekið mið af traustari kennileitum, því að það fann bú sitt þegar í stað og gróf það upp á nýjan leik.

Tölvur stýriflauganna geta kostað yfir 50 milljónir íslenskra króna og vegið upp undir 50 kílógrömm. Býúlfinum nægir heili á stærð við títuprjónshaus. Ben Smith bætir við: „Býúlfurinn getur líka gengið, grafið, staðsett bráð sína og yfirbugað hana og fundið sé maka (sem myndi hafa hinar hræðilegustu afleiðingar fyrir stýriflaug.)“ Smith segir að lokum: „Jafnvel þegar hátæknibúnaður þessa árs skarar sem nemur heilli stærðargráðu fram úr síðustu árgerð stendur hæfni hann ekki merkjanlega nær hæfni hins lítilmótlega býúlfsheila, að ekki sé nú minnst á mannshugann.“

Vængirnir eru völundarsmíð

Hið sama mætti segja um háþróuðustu flugvélar smíðaðar af mannahöndum, svo sem árásarþyrlur. Robin J. Wootton, skordýrasteingervingafræðingur á Englandi, hefur eytt yfir tveim áratugum í rannsóknir á því hvernig skordýr fljúga. Hann skrifaði fyrir nokkru grein í tímaritið Scientific American þar sem hann sagði að sum skordýr „sýni undraverðar fluglistir. Húsflugur geta til dæmis hægt á sér eftir hraðflug, sveimað um kring, snúið við á punktinum, flogið á hvolfi, í lykkju, í veltu og lent á herbergislofti — allt á sekúndubroti.“

Hvernig geta þessar agnarsmáu flugvélar miklu meira en flugvélar gerðar af mannahöndum? Flestar flugvélar eru búnar snúð, tæki sem hjálpar þeim halda jafnvægi. Flugur hafa sína eigin útgáfu snúðsins, kólfana þar sem önnur skordýr hafa afturvængina. Þeir titra í takt við vængina, stýra flugunni og halda henni í jafnvægi þegar hún skýst um.

Að sögn steingervingafræðingsins Woottons liggur hinn raunverulegi leyndardómur í gerð vængjanna. Hann segir að um það leyti sem hann lauk háskólanámi á sjöunda áratugnum hafi hann farið að gruna að vængir skordýranna væru „annað og meira en himna með flóknu æðamynstri,“ eins og þeir var oft lýst. Hann segir að honum hafi virst „hver vængur vera vandað og smágert verkfræðiundur.“

Löngu æðarnar í vængjum skordýra eru í reyndinni sterkar pípur lagðar hárfínum, loftfylltum smápípum sem kallast loftæðar. Þessir léttu, stífu vængbitar eru tengdir saman með þveræðum. Mynstrið, sem þannig myndast er meira en aðeins fallegt; að sögn Woottons líkist það grindarbitum og þrívíddargrindum sem byggingaverkfræðngar nota til að auka styrk og stinnleika.

Yfir þessa margbrotnu burðargrind er strekkt himna sem vísindamenn hafa enn ekki fullan skilning á, umfram það að hún er einstaklega sterk og létt. Wootton nefnir að vængurinn verði sterkari og stífari við það að strekkja þetta efni yfir vænggrindina, ekki ósvipað og listmálari gerir veiklulegan ramma stífan með því að strekkja striga yfir hann.

En vængirnir mega ekki vera of stífir. Þeir verða að þola hið gífurlega álag sem fylgir örum vængjaslætti og standast ótal árekstra. Wootton uppgötvaði, með því að rannsaka  þverskurð vængjanna, að þeir þynnat gjarnan frá rót út á enda þannig að þeir eru sveigjanlegri til endanna. Hann skrifar: „Yfirleitt mæta vængirnir árekstri ekki með hörku heldur með því að gefa eftir og rétta svo fljótt úr sér, líkt og strá í vindi.“

Jafnvel enn undraverðara er að vængirnir geta breytt um lögun meðan á flugi stendur. Það gera auðvitað fuglsvængir líka, en fuglarnir nota vöðva á vængjunum sjálfum til að breyta lögun þeirra. Vöðvar skordýranna ná ekki lengra en að vængrótunum. Að því leytinu má líkja skordýrsvæng við segl á báti. Áhöfnin á þilfarinu fyrir neðan verður að breyta lögun seglsins, og á viðlíka hátt verða breytingar á lögum vængsins að koma frá vöðvum í búk skordýrsins. En eins og Wootton bendir á eru „vængir skordýra margfalt flóknari að gerð en segl á báti og tvímælalaust forvitnilegri. . . . Þeir eru með innbyggðum höggdeyfum, mótvægi, ripstop mechanisms og mörgum öðrum einföldum en snilldarlega áhrifaríkum búnaði sem allur eykur loftaflfræðilega eiginleika flughæfni áhrifamátt vængsins.“

Lyftikraftur — mikilvægasta atriðið

Allt þetta og margt annað í gerð vængsins gerir skordýrinu kleift að beita honum þannig að hann skili því sem er aðalatriði í flugi — lyftikrafti. Wootton lýsir allmörgum flóknum aðferðum sem skordýr nota til að láta vangina gefa lyftikraft.

Marvin Luttges, eldflaugaverkfræðingur, hefur eytt tíu árum í rannsóknir á flugi drekaflugna. Þessi skordýr framkalla svo mikinn lyftikraft að bandaríska tímaritið National Wildlife lýsti flugi þeirra fyrir skemmstu sem „loftaflfræðilegu kraftaverki.“ Luttges festi agnarsmá lóð á eitt afbrigðið, sem kallað er ekkjan (Libellula luctuosa) og komst að raun um að þetta litla skordýr gat tekið flugið með 2,5-falda þyngd sina — og fór létt með. Miðað við stærð svarar það til þess að þessar litlu skepnur geti lyft þrefalt meiru en afkastamestu flugvélar manna!

Hvernig fara þær að því? Luttges og samstarfsmen hans komust að raun um að með hverri niðursveiflu vindur drekaflugan örlítið upp á vænginn og myndar við það agnarsmáa vindhvirfla við efra vængborðið. Þessi flókna notkun þess sem verkfræðingar kalla óstöðugt loftstreymi en býsna fjarri því sem lögð er áhersla á við hönnum fluvélavængja, því að þeir byggjast á stöðugu loftstreymi. Það er hins vegar sú hæfni drekaflugunnar að „virkja hvirfilaflið“ sem skapar svona „einstakan lyftikraft,“ að sögn tímaritsins National Wildlife. Bæði Bandaríski flugherinn og Bandaríski sjóherinn styðja og fjármagna rannsóknir Luttges. Ef unnt væri að beita áþekkum undistöðuatriðum við hönnun flugvéla myndi það auðvelda flutak til muna og þær kæmust af með mun styttri flugbraut.

Að líkja eftir lipurð og stýrihæfni drekaflugunnar yrði erfiðara viðfangs. National Wildlife segir að um leið og drekaflugan tekur flugið í fyrsta sinn vinnur hún „þegar í stað þau kraftaverk sem færustu flugmenn nútímans geta einungis öfundað hana af.“

Það kemur því ekki á óvart að steingervingafræðingurinn Wootton skuli ljúka máli sínu um þetta efni þannig: „Því betur sem við skiljum hvernig vængir skordýranna starfa, þeim mun flóknari og fegurri virðist hönnun þeirra.“ Hann bætti við: „Þeir eiga sér fáar, ef nokkrar, tæknilegar hliðstæður — enn þá.“

„Enn þá.“ Þessi tvö orð bera vott um þá bjartsýnu — ef ekki hrokafullu — trú manna að þeir geti, fái þeir nægan tíma, hermt eftir nálega öllum verkum skaparnas. Vafalsut munu menn halda áfram að búa til undraverðar og hugvitsamlegar eftirlíkingar þess sem þeir finna í náttúrunni. Eitt ættum við þó að hafa hugfast: Það er eitt að herma eftir; annað finna upp. Eins og hinn vitri maður Job sagði fyrir liðlega 30 öldum: „Spyr þú skepnurnar, og þær munu kenna þér, fugla loftsins, og þeir munu fræða þig. Hver þeirra veit ekki, að hönd [Jehóva] hefir gjört þetta?“ — Jobsbók 12:7, 9.