وجد باحثون من التخنيون وجامعة حيفا أن حشرة المن الورقية تسقط دائمًا على الساقين
في دراسة مشتركة ومتعددة التخصصات أجراها باحثون من جامعة حيفا (د. موشيه جيش والبروفيسور موشيه عنبار من قسم علم الأحياء التطوري والبيئي) والتخنيون (د. غال ريباك وأستاذ الأبحاث دانييل فايس من كلية الطيران) وهندسة الفضاء وبرنامج الأنظمة المستقلة) وجد أن حشرات المن الورقية التي تفلت من الخطر عن طريق السقوط من النبات المضيف، فهي قادرة على الانقلاب في الهواء وتهبط دائمًا تقريبًا على أقدامها. ونُشرت الدراسة التي تصف الآلية الديناميكية الهوائية والأهمية البيئية لهذه الظاهرة في مجلة Current Biology.
حشرات المن الورقية عبارة عن حشرات صغيرة تتطور في مستعمرات على النباتات. يتغذى حشرة المن على سوائل النباتات والعديد من أنواعها ضارة بالزراعة. عندما تواجه حشرات المن خطر الافتراس، تختار في كثير من الأحيان الهروب من النبات بالسقوط نحو الأرض. وجد الباحثون أنه بعد مغادرة حشرة المن النبات مباشرة، تقوم بمناورة التقليب في الهواء (بطريقة مشابهة للتقليب الجوي الذي تقوم به القطط عند السقوط)، بحيث يتم الهبوط دائمًا تقريبًا على الجانب البطني بغض النظر عن ذلك. من الموقف الذي بدأ فيه السقوط. حشرات المن التي سقطت من نباتها بعد مواجهة خنفساء مفترسة (موشيت هاشيفا - "الدعسوقة") هبطت على الجانب البطني في 95% من الحالات عندما كان السقوط من ارتفاع 20 سم، بينما عندما كان السقوط من ارتفاع أقل على المرتفعات، كانت القدرة على التدحرج في الهواء ضعيفة قليلاً فقط. حتى أن بعض حشرات المن تمكنت من الانقلاب خلال سقوط قصير يبلغ بضعة سنتيمترات. واستخدم الباحثون كاميرات فيديو سريعة للغاية سجلت مسار السقوط بسرعة تزيد عن 1000 صورة في الثانية، من أجل التعرف على الآلية التي يستخدمها حشرات المن لإجراء الانقلاب الجوي. اتضح أنه في بداية السقوط، تقوم حشرات المن برفع رجليها الخلفيتين للأعلى وللخلف (بالنسبة للجسم) وإمالة مخالبها الطويلة للأمام، لإنشاء وضعية سقوط ثابتة ونموذجية. أنشأ الباحثون نموذجًا رياضيًا يعتمد على مقاومة الهواء والذي أظهر أنه أثناء السقوط، عندما يكون حشرة المن في هذا الوضع المميز، فإن القوى الديناميكية الهوائية المؤثرة على أجزاء الجسم (نتيجة لمقاومة الهواء) تتسبب في دوران حشرة المن إلى أعلى النقطة التي يتم فيها الحصول على الثبات الأيروديناميكي الذي يضمن استمرار السقوط بزاوية ثابتة، حيث يواجه البطن والقدمان الأرض. في الواقع، عندما يكون جسم حشرة المن في وضع السقوط النموذجي، فإنه يشكل نوعًا من "الراحة" الديناميكية الهوائية، عندما يتم تصحيح أي انحراف عن الحالة المستقرة على الفور عن طريق مقاومة الهواء، دون الحاجة إلى إجراءات إضافية على جزء من المن.
أجرى الباحثون تجارب إضافية لمحاولة معرفة فائدة الهبوط على الجانب البطني لحشرة المن. والنتيجة التي توصلوا إليها هي أن الهبوط على الجانب البطني شرط لإمساك حشرة المن وبقائها على أوراق النبات حيث تضرب الأرض. بالنسبة لحشرة المن، تعتبر التربة مكانًا خطيرًا جدًا حيث تتعرض للحيوانات المفترسة في التربة (مثل النمل) والمجاعة والجفاف. تسقط حشرة المن من النبات هربًا من الخطر، لكنها تبذل قصارى جهدها للبقاء على الأجزاء السفلية منه لتجنب الوصول إلى الأرض بعد السقوط. ومن تحليل مقاطع الفيديو ونتائج التجارب، تبين أنه عندما تهبط حشرة المن على الجانب البطني، فإن الوسادات اللاصقة الموجودة في نهايات أرجلها تتلامس مع سطح الورقة، مما يسمح لها بالالتصاق بقوة ووقف مزيد من السقوط. ومع ذلك، عندما تهبط حشرة المن على ظهرها أو جانبها، لا تتلامس الوسادات اللاصقة مع السطح ويتناثر حشرة المن من الورقة وتستمر في السقوط نحو الأرض.
تعتبر آلية الانقلاب الجوي مثيرة للإعجاب من حيث بساطتها وكفاءتها، حيث لا يُطلب من حشرة المن القيام بأي شيء باستثناء جلب الأرجل والمخالب إلى وضع السقوط النموذجي. يكمل حشرة المن الانقلاب في وقت قصير جدًا - في أقل من عُشري الثانية، ويوضح الباحثون أن هذا ممكن بفضل حجمه الصغير (بضعة ملليمترات). في مثل هذه الأحجام الصغيرة، تكون سرعة سقوط حشرة المن منخفضة نسبيًا، كما أن لزوجة الهواء لها تأثير كبير على القوى الديناميكية الهوائية المؤثرة على الجسم. والنتيجة هي دوران سريع للجسم بالفعل في المراحل الأولى من السقوط. على عكس القطط، التي يتعين عليها، بسبب حجمها، إجراء مناورات معقدة عند السقوط من أجل اللحاق بالركب والانقلاب في الوقت المناسب، فإن حشرات المن تسمح لمقاومة الهواء والجاذبية بالقيام بالعمل نيابة عنها.
يؤكد البحث على أهمية النبات بالنسبة لحشرات المن التي تنمو عليه: فحتى عندما يتعين عليها الهروب خوفًا من الافتراس المباشر، فإنها طورت آلية تسمح لها بالالتصاق بأجزائها السفلية وعدم تركها تمامًا.
وقال الباحثون: "إن الفهم الأعمق للطرق التي يتمكن بها هذا المخلوق الصغير، وخاصة عديم الأجنحة، من المناورة وتحقيق الاستقرار في الهواء بكفاءة يمكن أن يفتح الباب أمام الأبحاث والتطبيقات في مجال التحكم الذاتي".
