Преимущества и способности. Раскрывается, как летучие мыши начали летать, прокладывая путь к созданию более сложных беспилотников.

Три независимых случая возникновения полета у позвоночных относятся к основным макроэволюционным переходам фанерозоя (с 540 миллионов лет назад до наших дней). «Эти события были широко разнесены во времени: птерозавры впервые освоили полет в позднем триасе, динозавры (птицы) - в позднем юрском периоде, а млекопитающие (летучие мыши) - в раннем эоцене. Пока что понимание происхождения полета летучих мышей весьма шаткое". »Птерозавры, птицы и летучие мыши - единственные позвоночные, обладающие способностью к полету, то есть крылатому полету. И, по сравнению с насекомыми, они гораздо крупнее. Но современные летучие мыши обладают очень сложным полетом, потому что их крыловой аппарат очень развит и имеет множество функциональных деталей. Мы ищем самую древнюю из обнаруженных ископаемых летучих мышей, чтобы узнать, как она начала летать». Как отметил Коникет, в 1859 году Чарльз Дарвин в своей книге «Происхождение видов» уже теоретически предположил, что летучие мыши перешли от скольжения к полету в воздухе. Теперь известно, что это стало возможным благодаря мутациям в руке, которые сделали ее перепончатой и удлиненной и интегрировали в уже существовавший бауплан скольжения. «Впервые команда Джаннини смогла проверить эту теорию, объединив три научных открытия. Во-первых, с помощью вычислительной модели, достаточно подходящей для имитации полета примитивных летучих мышей. Во-вторых, с помощью самой древней окаменелости летучей мыши: Onychonycteris finneyi. Это животное жило 52 миллиона лет назад, в раннем эоцене. Две окаменелости были найдены в 2008 году и хранятся в Канаде и Нью-Йорке. «Наконец, специалисты смогли сымитировать атмосферу того времени - гораздо более плотную, чем современная, - чтобы установить механизмы, участвующие в эволюции полета млекопитающих в той среде, в которой они развивались». Джаннини объяснил: «Птицы и млекопитающие летают, хлопая крыльями и перемещаясь по воздуху. В отличие от других видов, которые скользят, например, белки-летяги, летучие мыши используют мускульную силу и крылья. Этот переход очень сложен с биомеханической точки зрения, он труден. С точки зрения биомеханики, в воздушной среде летать очень сложно. Животное должно преодолеть силу тяжести, риск разбиться, упасть. Кроме того, воздух - тонкая жидкость по сравнению с водой, поэтому его трудно использовать для передвижения". Исследователь добавил, что полет предполагает передачу энергии воздуху особым способом: »То же самое происходит и с рыбой, которая плавает в воде, но с жидкой средой легче работать с точки зрения силы, которую животное может приложить к среде. Плавник рыбы может быть очень маленьким, в то время как крыло млекопитающего сравнительно велико. Вам нужна очень крупная анатомическая структура. Добиться этого эволюционно очень сложно. Это одна из проблем, которую ставил Дарвин, говоря о том, насколько сложен этот переход, и мы смогли это доказать". В своем исследовании, опубликованном в престижном международном журнале Nature Communications Biology, ученые продемонстрировали, что ключевая ископаемая летучая мышь Onychonycteris finneyi умела скользить и махать крыльями. Эта особенность подтверждает существующую гипотезу о происхождении полета млекопитающих из аэродинамических соображений: «Она может указывать на подтверждение дарвиновской теории о том, что происхождение полета происходило от планера к флаеру. Это означает, что другие теории, которые постулировали, что происхождение полета у летучих мышей могло быть от земли, которые постулировали, что животные быстро бежали, пока не набрали скорость, и в конце концов поднялись и полетели, как это принято сегодня для птиц, подорваны. У летучих мышей это маловероятно, потому что их конечности устроены иначе, и они не могут бегать", - говорит Джаннини, добавляя: »Вам нужен воздух, чтобы циркулировать через крылья. Именно крылья создают ту разницу давлений, которая приводит к возникновению подъемной силы. Энергия для движения крыльев берется из мышц, которые бьют по воздуху. Воздух проходит через крылья, и именно там создается подъемная сила, аэродинамическая сила, которая удерживает самолет в ровном полете. Мы показали, что мышечная сила, рассчитанная для ископаемого, достаточна для этой анатомии, как в нормальных, так и в сверхплотных условиях. И он также может скользить, вот что связывает эти две системы". Ученые также заметили, что переход от скольжения к полету мог произойти даже раньше, чем считалось ранее. «Хотя мы обнаружили, что в сверхплотной атмосфере они уже могли поддерживать полет, можно предположить, что переход произошел бы в еще более примитивной структуре, чем та, которую мы наблюдаем в окаменелости. Другими словами, до этого ископаемого могло существовать более примитивное скользящее животное, перешедшее к полету", - говорит Джаннини. „Основываясь на этих результатах, эксперты попытаются проверить их не на компьютерной модели, а на реальной роботизированной версии“. «Мы хотим проверить в физической реальности то, что увидели теоретически», - сказал ученый.