Giải Mã Bí ẩn Cơ Chế Bay Của Ruồi Giấm - VnExpress

Ruồi là loài vật có cơ chế bay phức tạp nhất.

Một nhóm các nhà khoa học tại California và Thụy Sĩ cho biết cuộc nghiên cứu 2 năm của họ cho thấy ruồi giấm sử dụng một cơ chế lái lượn phức tạp khi chúng dạo chơi trên không - chiếc cánh của chúng đập 200 nhịp trong một giây - và chuyển hướng để tránh móng vuốt của mèo hoặc cái đập ruồi.

Nghiên cứu do các nhà khoa học tại Viện công nghệ California, Mỹ, và Đại học Zurich, Thụy Sĩ, cho thấy các thao tác xoay tròn của ruồi giấm là kết quả của những cú xoay vọt và lật ngược. Đây là một hành động cân bằng phức tạp mà bất cứ một phi công chiến đấu nào cũng phải ghen tị.

Những hình ảnh 3 chiều về thao tác của ruồi do camera chụp nên (gồm 5.000 hình ảnh trong một giây), cho thấy ruồi thực hiện những cú ngoặt điêu luyện từ hướng này sang hướng khác, nhờ sử dụng "con quay hồi chuyển" bên trong nhằm chống lại quán tính và giữ chúng không bị rơi khỏi đường đi.

Kết quả tìm kiếm, dựa trên những định luật vật lý điều khiển mô hình bay của ruồi, cũng đúng đối với ruồi nhà và hầu hết các loài côn trùng bay khác, Michael H. Dickinson, giáo sư sinh học, tác giả nghiên cứu cho biết.

Các phương pháp tìm hiểu của nhóm nghiên cứu cũng thú vị như kết quả tìm kiếm của họ.

Các nhà nghiên cứu đã đặt hàng nghìn con ruồi giấm gần như chết đói trong một hộp thuỷ tinh plexi rộng 930 cm2. Họ chĩa 3 máy quay phim tốc độ cao vào giọt dấm nằm trên một cái trục ở góc hộp có tác dụng nhử mồi. Sau đó, họ tạo ra các hình ảnh 3 chiều về những con ruồi khi chúng thực hiện cuộc bổ nhào tới giọt dấm.

Nhóm nghiên cứu tái tạo lại mô hình bay đó bằng cách nhấn chìm một con ruồi robot điều khiển bằng máy tính, có kích cỡ của một con chó con, vào một thùng dầu khoáng trong phòng thí nghiệm ở California.

Bằng cách đo đạc những gợn sóng lăn tăn trên mặt dầu khoáng, có sức cản đối với cánh robot cũng như không khí đối với cánh ruồi, các nhà nghiên cứu có thể tái tạo lại chính xác các khí động lực ảnh hưởng lên chuyến bay của con ruồi.

"Câu hỏi chủ chốt là Làm thế nào một con côn trùng điểu khiển chuyến bay khi chúng ở trên không trung? Để trả lời câu hỏi này bạn phải nhìn vào toàn bộ động năng của quá trình. Chỉ nhìn vào việc cánh hoạt động thế nào, cơ thể di chuyển ra sao là chưa đủ. Bạn cần phải hiểu cả những khí động lực tham gia vào quá trình", Steven N. Fry tại Đại học Zurich, đồng tác giả nghiên cứu, phát biểu.

Fry cho biết nghiên cứu tập trung vào 2 lực mà một con vật cần phải chống lại khi chúng cất cánh. Thứ nhất là tính dính, lực cản lại khi một vật thể chảy qua chất lỏng hay không khí. Thứ 2 là quán tính, xu hướng tiếp tục di chuyển cho đến khi có một lực khác tác động vào.

Trong 2 lực đó thì quán tính là lực nổi trội. Điều này cho thấy các côn trùng biết bay thông minh hơn con người từng nghĩ. "Thực tế rằng con vật vẫn có thể đổi hướng điêu luyện như vậy dưới tác dụng của quán tính cho thấy nó phải có một hệ thống điều khiển trong não và trong bộ máy giác quan phức tạp hơn rất nhiều những gì chúng ta phỏng đoán", Michael H. Dickinson, giáo sư sinh học - tác giả nghiên cứu, nói.

Ruồi giấm tên khoa học là Drosophila melanogaster, là loài sinh vật được nghiên cứu nhiều nhất trên ghế giới. Những đặc tính di truyền của nó đã được nghiên cứu trong 90 năm qua, do vòng đời của chúng chỉ dài 2 tuần, đủ ngắn để giúp các nhà nghiên cứu dễ dàng phác thảo gene của các thế hệ tiếp theo.

Nghiên cứu này đã cung cấp cái nhìn chi tiết nhất từ trước tới nay về sự di chuyển của ruồi trong không trung. Đây sẽ là một đầu mối quan trọng để các nhà khoa học chế tạo ra những robot côn trùng có thể thăm dò vũ trụ, tìm kiếm người mất tích và thực hiện các cuộc giám sát quân sự.

Minh Thi (theo SunSpot)