Сверхскоростная видеосъемка помогла исследователям выяснить, что комары без труда переносят столкновения с дождевыми каплями благодаря сверхпрочной хитиновой броне и малой массе тела.

Насекомые являются самой многочисленной и распространенной группой многоклеточных существ на планете Земля. Многие из них хорошо летают и пользуются своими крыльями для перемещения на значительные расстояния - до тридцати километров в сутки. Невзирая на их микроскопические габариты, насекомые во время сильного ветра и дождя, трудности с полетом не испытывают.

Группа биологов из Института технологий в США во главе с Дейвидоим Ху раскрыла тайну неуязвимости комаров перед ударами дождевыми каплями, отследив столкновение насекомого с каплями воды при помощи высокоскоростной камеры, которая фиксирует комара с очень высокой скоростью.

Ху и его команда соорудили из прозрачной сетки клетку и поставили специальное устройство на ее вершину, которое производит микроскопические капли, схожие по скорости и размерам полета с дождевыми каплями. Ученые посадили в нее малярийного комара и стали наблюдать за тем, как ведёт себя насекомое и какую вызывает реакцию его столкновение с каплями.

Высокоскоростная съемка изобразила, что "дождь" почти не влиял на перемещения комара - его тело проносилось сквозь капли, не контактируя с ними. Данное поведение насекомого удивило ученых - по их мнению, столкновение комара и капли по соотношению массы сравнимо с наездом на человека автобуса, однако насекомое этих столкновений практически не замечало.

Исследователи предположили, что невероятная устойчивость комаров непосредственно связана с малой массой насекомого. Это предположение они проверили с помощью набора муляжей (шариков из пенопласта) с разными размерами, плотностью и массой.

Учёные поместили шарики в специальное устройство, поддерживающее их в воздухе до момента, пока они не начнут сталкиваться с каплями воды. Это помогло с точностью имитировать происходящее при полете комара в процессе дождя, и сопоставить результаты двух исследований.

Эксперимент показал, что шарик пенопласта с размерами и массой комара замедляет каплю дождя только на десять процентов. Другими словами, капля расходует исключительно небольшую часть своей энергии на столкновение с комаром. Учёные полагают, что такой удар аналогичен столкновению комара с маленьким перышком, и его здоровью никак не угрожает.

Наиболее крупные насекомые, включая стрекоз, масса которых около грамма, такой защитой не обладают. В данном случае тело стрекозы поглощает до девяноста процентов энергии капли, что сильно ограничивает их скорость и свободу маневров полета во время дождя.

Исследователи считают, что их опыты способны помочь физикам и инженерам разработать летательные микроскопические роботы и аппараты, устойчивые к ударам стихии.