Megfejtették a vízenjárás titkát

A molnárpoloskák (Gerridae) fantasztikus sebességgel siklanak, járnak a vízen. Titkukat csak most fejtették meg amerikai kutatók.

Kiderült, hogy a molnárpoloskák középső lábaikkal eveznek. A Massachusettsi Műszaki Egyetemen (MIT) megépítették a hosszú lábú rovarok robot mását. Már ez is tud "járni" a vízen, de mozgása lassúbb és jóval kevésbé kecses, mint az élő mintáé.

A Nature c. tudományos hetilapban címlapsztori volt a napokban a felfedezés. John Bush, az MIT matematikaprofesszora gyakran figyelte nyaranta egy tó partján a víz felszínén száguldozó molnárpoloskákat. A szakirodalomban azt találta, hogy a rovarok az általuk keltett hullámok révén mozognak. Bush azonban felismerte, hogy az egészen fiatal példányok még nem keltenek hullámokat, mégis ugyanolyan gyorsan mozognak, mint a felnőttek.

Tanítványaival laboratóriumi kísérletekbe kezdett, nagy sebességű (másodpercenként 500 képes) videofelvételeket készítettek, a vizet pedig megfestették és más módon is láthatóvá tették a nyomokat.

A hatlábú molnárpoloskák állóhelyzetben első és hátsó pár lábukra támaszkodnak, a víz felületi feszültsége tartja őket a felszínen. Lábukat nagyon finom és sűrű víztaszító szőrök borítják. Elindulás után a középső lábak veszik át a főszerepet. Szabályos evezőmozdulatokat végeznek, de az evezőlábakat (az evezőlapátot) nem emelik ki a vízből. Az evezőmozdulatok hatására parányi függőleges örvények, spirális forgások keletkeznek a vízben, ezek nem törik át a felületi feszültséget adó réteget. A számítások szerint az előrejutásban a felületi hullámok szerepe elhanyagolható az örvényeké mellett. Az örvények létrehozásába befektetett erő ellenhatásaként mozdulnak előre Newton III., hatás-ellenhatás törvényének megfelelően.

Az olimpiai bajnok nyolcpárevezős legénysége másodpercenként egy hajóhosszal jut előrébb. A molnárpoloskák ugyanennyi idő alatt saját testhosszuk szásszorosának megfelelő utat járnak be! Laboratóriumi kísérletek során 150 centiméter/másodperc (5,4 km/óra) csúcssebességet mértek. Nemcsak a tavak békés felszínén, de folyókban és az óceánokban is száguldoznak. Már százmillió éve is léteztek, sok száz fajuk él világszerte, méretük az 1 cm-es hossztól 20 cm-ig terjed, az óriáspéldányok Vietnamban élnek. Valamennyien bajnokok vízenjárásban.

Az egyetemen épített robot tízszer hosszabb a mintarovarnál, másodpercenként azonban csak fél testhossznyit mozdul előre. Stílusa sem elég elegáns egyelőre. Felépítése roppant egyszerű. Döntő szempont volt a kis súly, mivel csak így tudja megtartani a modellt a felületi feszültség. A rovar testét először csak drótkeret jelezte, később alumíniumból készítették, a lábak pedig rozsdamentes acélból. Az élő szervezetben molekulák átalakításával szabadul fel a bennük tárolt kémiai energia, amelyből a mozgás táplálkozik. A robot meghajtását kis dobra feltekert, majd a lábakhoz kötött rugalmas szalag szolgáltatta. A robot 5 evezőmozdulattal tett meg 20 centimétert.

Jéki László