果蝇(D. melanogaster)飞行马达中的自振荡悖论
摘要:飞行中的小昆虫,例如果蝇(Drosophila melanogaster),通过快速振动翅膀的频率来飞行,超过了它们的大脑处理速度。为了做到这一点,它们依赖于自我振荡:动态不稳定性导致的新兴振荡,由肌肉的伸展激活引起。关于这种重要的自然不稳定性的许多问题仍然未解。飞行的自我振荡是否一定导致共振——一种效率和/或性能最佳的状态?如果是这样,那么是什么状态?肌肉的伸展激活驱动的马达是否能够保证自我振荡,还是存在限制条件?在这项工作中,利用最先进的肌肉和翅拍数据,我们回答了这些问题。在一系列马达模型中,我们建立了马达自我振荡的基本条件:马达中相对弹性之间的关系。值得注意的是,果蝇悬停飞行似乎违反了这个条件:这是一种马达运转的悖论。我们探讨了解决这个悖论的可能方法,并在其限制范围内确定果蝇飞行马达与外骨骼弹性可能无关:相反,肌肉的弹性起着主导作用。与常见的观点相反,伸展激活肌肉的硬度阻碍了果蝇飞行马达的运行,而不是促使其运行。
作者:Arion Pons
论文ID:2307.12711
分类:Biological Physics
分类简称:physics.bio-ph
提交时间:2023-07-25