Ongelooflike insekte steek die mens se lugmasjiene in die skande
JOERNALISTE en militêre deskundiges is geneig om ná ’n oorlog baie oor die ultramoderne krygstuig te spog. Hulle prys die voortreflikheid van “slim bomme”, of lasergeleide kruisermissiele, en aanvalshelikopters met ongeëwenaarde—en dodelike—maneuvreerbaarheid. Die vindingrykheid agter hierdie wapens is ongetwyfeld dikwels merkwaardig. Maar sulke vurige lofredes op die doodstuig erken selde ’n eenvoudige waarheid: die ontwerp van selfs die gevorderdste mensgemaakte wonders in die lug is eenvoudig in vergelyking met die klein lugmasjientjies waarvan die skepping wemel.
Beskou die kruisermissiel. Volgens The Wall Street Journal “word die vlugroete van die kruisermissiel voorafbepaal deur ’n digitale verwysingskaart wat in ’n rekenaarverwerker bewaar word. ’n Skuiflens en elektroniese sensors hou dit op koers terwyl dit teen ’n hoë subsoniese snelheid laag oor die gebied beweeg.” Klink dit nie baie gesofistikeerd nie? Maar beskou nou in vergelyking hiermee ’n nederige insek—die byevanger.
’n Klein kaarttekenaartjie
Ben Smith, ’n tegniese redakteur van die rekenaartydskrif BYTE, het onlangs geskryf: “In vergelyking met die byevanger is die kruisermissiel heeltemal onnosel.” Waarom? Omdat ’n kruisermissiel ten spyte van sy tegniese vaardigheid redelik maklik gekul kan word. Smith stel dit so: “Jy verskuif net die teiken en laat ’n skynteiken agter. Omdat die kruisermissiel homself saam met sy teiken vernietig, kan hy nooit agterkom dat hy ’n fout gemaak het nie.”
Dit is baie moeiliker om die byevanger te kul. ’n Bioloog wat hierdie insekte bestudeer, het dit probeer doen. Toe hy merk dat honderde in ’n gemeenskap met identiese gate langs ’n kort entjie strand lewe, het hy gewag dat een wegvlieg en toe gou die ingang na sy blyplek met sand toegemaak. Daarna het hy gewag om te sien of die insek die gat weer sal kry. Tot sy verbasing het hy reg by die versteekte ingang neergestryk en dit oopgegrawe! Die bioloog het opgemerk dat die byevanger telkens wanneer hy wegvlieg of terugkeer bo die gat rondvlieg asof hy ’n verkenningsvlug maak, en hy het gewonder of die insek dalk die bakens memoriseer deur ’n soort verstandelike kaart te teken.
Om hierdie teorie te beproef, het hy die gat weer toegemaak en hierdie keer party van die dennebolle wat daar rondgelê het, verskuif. Met sy terugkeer het die byevanger soos gewoonlik die terrein uit die lug verken en toe op die verkeerde plek neergestryk! Hy was ’n oomblik verward. Toe het hy weer ’n verkenningsvlug gemaak—maar hierdie keer hoër. Hierdie nuwe perspektief op die probleem het die insekkie klaarblyklik bestendiger bakens laat herken, want hy het dadelik sy versteekte gat gevind en dit weer oopgegrawe.
Die rekenaar op ’n kruisermissiel kan bykans R2750 000 kos en amper 50 kilogram weeg. Die byevanger het ’n brein wat so groot soos ’n speldekop is. Ben Smith voeg by: “Die byevanger kan ook loop, grawe, sy prooi opspoor en uitoorlê en ’n maat vind (iets wat vir ’n kruisermissiel rampspoedig sou wees).” Smith kom tot die gevolgtrekking: “Selfs wanneer vanjaar se hoogs doeltreffende vaartuie verlede jaar s’n ver oortref wat werkverrigting betref, is hulle steeds nie merkbaar nader aan die werkverrigting van die nederige byevanger se brein nie, wat nog te sê van die menseverstand.”
Daardie wonderlike vlerke
Dit is ook die geval met die gevorderdste mensgemaakte lugvaartuie, soos aanvalshelikopters. Robin J. Wootton, ’n insekpaleontoloog in Engeland, het die manier waarop insekte vlieg langer as twintig jaar bestudeer. Hy het onlangs in die tydskrif Scientific American geskryf dat party insekte “verbasende akrobatiese toertjies uitvoer. Huisvlieë kan byvoorbeeld skielik stadig vlieg, stilhang, op die plek omdraai, onderstebo vlieg, bolmakiesie slaan, omrol en op die plafon gaan sit—alles in ’n oogwink.”
Wat stel hierdie klein vliegmasjientjies in staat om soveel beter as mensgemaakte lugvaartuie te wees? Wel, die meeste lugvaartuie het giroskope wat help om stabiliteit tydens maneuvrering te handhaaf. Vlieë het hulle eie giroskope—die hantels, hefboomvormige uitsteeksels op die plek waar ander insekte se agterste vlerke is. Die trilling van die hantels is gesinchroniseer met die beweging van die vlerke. Hulle stuur die vlieg en laat hom sy ewewig behou terwyl hy rondvlieg.
Volgens paleontoloog Wootton lê die eintlike geheim egter in die insekte se vlerke. Hy skryf dat hy as nagraadse student in die sestigerjare ’n vermoede gekry het dat insekvlerke “veel meer as abstrakte patrone van are en membrane” is, soos hulle dikwels uitgebeeld is. Hy sê: “Elke vlerk het [eerder] vir my na ’n elegante stukkie ingenieurswerk gelyk.”
Die lang are in insekvlerke is eintlik sterk buise vol klein lugpypies wat trageë genoem word. Hierdie ligte, stewige sparre word verbind deur dwarsare. Die patroon wat aldus gevorm word, is nie net pragtig nie; volgens Wootton is dit soortgelyk aan die tralielêers en ruimterame wat bou-ingenieurs gebruik om groter sterkte en stewigheid te verkry.
Oor hierdie ingewikkelde raamwerk is ’n membraan gespan wat wetenskaplikes steeds nie ten volle verstaan nie, behalwe dat dit buitengewoon sterk en lig is. Wootton sê dat hierdie materiaal wat oor die vlerk se tralielêers gespan word die vlerk sterker en stewiger maak, soos wat ’n kunstenaar se wankelrige houtraam stewig word as hy sy skilderdoek daaroor span.
Maar die vlerke moenie te styf wees nie. Hulle moet geweldige druk weerstaan omdat hulle baie vinnig klap en moet baie botsings kan verduur. Deur die dwarsdeursnee van die vlerke te ondersoek, het Wootton gevolglik gevind dat baie van hulle na die tip toe nouer word sodat hulle buigsamer by die punte is. Hy skryf: “Die vlerke reageer oor die algemeen nie met stywe weerstand op botsings nie, maar hulle gee mee en herstel vinnig, soos ’n riet in die wind.”
Die feit dat die vlerke tydens vlug hulle vorm kan verander, is dalk nog merkwaardiger. Voëls se vlerke doen natuurlik dieselfde, maar voëls gebruik hulle vlerkspiere om die vlerke se vorm te verander. ’n Insek se spiere strek niks verder as die basis van die vlerk nie. In hierdie opsig is die insek se vlerk soos ’n boot se seil. Die verandering van vorm moet van onder af beheer word deur die bemanning op die dek, of deur die spiere in die insek se borsstuk. “Maar insekvlerke is baie fyner as seile saamgestel en beslis interessanter”, sê Wootton. “Hulle bevat ook skokbrekers, teengewigte, die vermoë om te voorkom dat skeurtjies groter word en baie ander eenvoudige dog buitengewoon doeltreffende meganismes wat die vlerk se aërodinamiese doeltreffendheid vergroot.”
Hefkrag—die sleutelbestanddeel
Al hierdie en baie ander aspekte van die vlerk se ontwerp stel die insek in staat om dit só te beweeg dat hy daardie finale sleutelbestanddeel van vlug kan verkry—hefkrag. Trouens, Wootton beskryf ’n stuk of ses ingewikkelde maniere waarop insekte hulle vlerke beweeg om opwaartse krag te verkry.
Marvin Luttges, ’n lugvaartingenieur, het die vlug van naaldekokers tien jaar lank bestudeer. Hierdie insekte verkry soveel hefkrag dat die Amerikaanse tydskrif National Wildlife onlangs hul manier van vlieg “’n aërodinamiese wonder” genoem het. Luttges het klein gewiggies aan een variëteit, wat die weduwee genoem word, vasgemaak en gevind dat die insekkie twee tot twee en ’n half keer sy eie gewig met gemak kan ophef. Dit beteken dat hierdie insekte vir hulle grootte drie keer soveel kan oplig as die doeltreffendste mensgemaakte vliegtuig!
Hoe doen hulle dit? Luttges en sy kollegas het gevind dat die naaldekoker sy vlerk met elke neerhaal effens draai om warrelwindjies bo-op die vlerk te maak. Daar is ’n groot verskil tussen hierdie ingewikkelde gebruik van wat ingenieurs onbestendige lugstrome noem en die manier waarop mensgemaakte vliegtuie vlieg; hulle maak staat op bestendige lugstrome. Maar dit is die naaldekoker se vermoë om “die krag van die warrelwind te benut” wat, volgens National Wildlife, so ’n “merkwaardige hefkrag” veroorsaak. Die Amerikaanse Lugmag sowel as die Amerikaanse Vloot ondersteun Luttges se werk en voorsien fondse daarvoor. Indien soortgelyke beginsels vir vliegtuie gebruik kan word, sal hulle baie makliker kan opstyg en op baie korter landingstroke kan neerstryk.
Dit is egter ’n heel ander uitdaging om die naaldekoker se maneuvreerbaarheid te ewenaar. National Wildlife meld dat die naaldekoker van sy heel eerste vlug af “onmiddellik die wonders [verrig] wat vandag se knapste menslike vlieëniers maar net kan beny”.
Dit is dus geen wonder nie dat paleontoloog Wootton tot die volgende slotsom oor die onderwerp gekom het: “Hoe beter ons die werking van insekvlerke verstaan, des te fyner en pragtiger lyk hulle ontwerpe.” Hy het bygevoeg: “Hulle het tot dusver min of geen tegnologiese parallelle nie.”
“Tot dusver.” Daardie woorde verraai die optimistiese—selfs aanmatigende—menslike opvatting dat die mens, met genoeg tyd tot sy beskikking, feitlik al die Skepper se werke sal kan dupliseer. Die mens sal ongetwyfeld aanhou om dinge in die natuur op merkwaardige en vernuftige wyse na te boots. Maar ons moet een punt onthou. Dit is een ding om iets na te boots maar iets heeltemal anders om die oorspronklike te skep. Dit is soos die wyse man Job meer as 30 eeue gelede gesê het: “Vra tog vir die diere, dat hulle jou leer; en die voëls van die hemel, dat hulle jou te kenne gee . . . Wie weet nie deur al hierdie dinge dat die hand van die HERE dit gemaak het nie?”—Job 12:7, 9.