Insekter der gør menneskets flyvemaskiner til skamme
EFTER en krig hører man ofte journalister og militæreksperter lovprise de moderne, højt avancerede våben. Begejstret fortæller de om „intelligente bomber“ — laserstyrede krydsermissiler — og dødbringende angrebshelikoptere med en uovertruffen manøvredygtighed. Og givet er det at der ofte ligger bemærkelsesværdig genialitet bag konstruktionen af sådanne våben. Men disse mange lovprisninger af våben der spreder død og rædsel, forbigår i de fleste tilfælde denne enkle kendsgerning: at selv menneskets mest avancerede flyvende vidundere er rene amatørkonstruktioner i forhold til de små ’flyvemaskiner’ som findes overalt i naturen.
Tag for eksempel krydsermissilet. Ifølge avisen The Wall Street Journal er „krydsermissilets bane forudbestemt af et digitaliseret referencekort der er lagret i en mikroprocessor. En zoomlinse og et antal elektroniske følere sørger for at missilet følger kursen mens det med stor hastighed flyver af sted i lav højde.“ Det lyder fantastisk, ikke? Men lad os nu prøve at sammenligne dette med hvad et uanseligt insekt — nemlig en biulv — formår.
En lille mester i orientering
Ben Smith, der er teknisk redaktør for computertidsskriftet BYTE, skrev for nylig: „Sammenlignet med biulven er krydsermissilet komplet dumt.“ Hvorfor? Fordi man ganske let kan narre det højteknologiske krydsermissil. Som Ben Smith siger: „Man flytter blot det egentlige mål og efterlader en attrap. Eftersom krydsermissilet ødelægger sig selv når det udsletter sit mål, vil det aldrig opdage at det har taget fejl.“
Det er imidlertid langt sværere at løbe om hjørner med en biulv. Det kan en biolog som har studeret disse insekter skrive under på. Ved en strand lagde han mærke til at biulve i hundredvis havde dannet en koloni med identiske redehuller. Han ventede til en af biulvene fløj af sted. Derefter tildækkede han straks indgangen til dens rede med sand, og ventede så for at se om biulven kunne finde det rigtige hul. Til biologens store overraskelse satte insektet sig usvigelig sikkert ved det tildækkede hul og begyndte at grave! Han lagde også mærke til at biulven tilsyneladende foretog en rekognosceringsflyvning over stedet hver gang den forlod det eller vendte tilbage. Han spekulerede derfor på om insektet mon dannede en slags indre kort ved at registrere forskellige kendemærker i landskabet.
For at afprøve sin teori tildækkede han atter hullet da biulven var fløjet, og flyttede nu om på nogle fyrrekogler der lå omkring indgangen. Da biulven vendte hjem foretog den sin sædvanlige rekognosceringsflyvning — og satte sig på det forkerte sted! Et øjeblik var det som om den havde mistet orienteringen. Men så lettede den og fløj endnu en orienteringsrunde — denne gang højere oppe end før. Tilsyneladende gav denne nye synsvinkel det lille insekt overblik over nogle mere faste kendemærker, for nu fandt det straks indgangen og begyndte at grave.
En computer i et krydsermissil koster omkring en million dollars og vejer knap halvtreds kilo. Biulven har en hjerne på størrelse med et knappenålshoved. Ben Smith tilføjer: „Biulven kan også gå, grave, finde og overliste sit bytte og udsøge sig en mage (hvilket ville være katastrofalt for et krydsermissil).“ Ben Smith slutter: „Selv om de nyeste højteknologiske maskiner næsten udkonkurrerer forrige års produkter, er de stadig ikke kommet nævneværdigt nærmere den ydeevne der skjuler sig i en biulvs hjerne — for ikke at tale om den ydeevne som den menneskelige hjerne besidder.“
Disse fantastiske vinger
Noget tilsvarende kan man sige om de mest avancerede fly, som for eksempel angrebshelikoptere. Robin J. Wootton, en engelsk palæontolog med insekter som speciale, har i over tyve år studeret hvordan insekter flyver. For nylig skrev han i tidsskriftet Scientific American at nogle insekter „røber forbløffende flyveevner. Stuefluer kan for eksempel bremse kraftigt op, stå stille i luften, dreje om sig selv, flyve på hovedet, loope, rulle og sætte sig på et loft — alt sammen på en brøkdel af et sekund.“
Men hvordan kan disse små ’flyvemaskiner’ udmanøvrere moderne fly? For at bevare stabiliteten under flyvningen er de fleste fly udstyret med gyroskoper. Fluer, derimod, har deres egen udgave af gyroskopet — nemlig svingkøllerne, nogle kølleformede udvækster der sidder dér hvor andre insekter har fæstnet deres bagerste vingepar. Svingkøllerne svinger i takt med vingerne. De hjælper fluen til at kontrollere sin stilling i luften mens den flyver.
Men ifølge palæontologen Robin J. Wootton ligger den egentlige hemmelighed gemt i insektets vinger. Han skriver at efter at han havde afsluttet sin eksamen engang i 1960’erne, fik han den tanke at insektvinger var „andet og mere end blot abstrakte åre- og membranmønstre“, sådan som man så ofte hørte. I Woottons øjne var ’hver vinge et fortræffeligt stykke miniatureingeniørarbejde’.
For eksempel er de lange årer i insektets vinger i virkeligheden stærke rør der er besat med små luftfyldte kanaler kaldet trachéer. Disse fine, stive bjælker er forbundet med krydsårer. Det mønster der opstår er ikke blot smukt, men kan ifølge Wootton også sammenlignes med de gitterdragere og rammekonstruktioner som bygningsingeniører benytter til afstivning og forstærkning.
Over dette komplicerede skelet er der udspændt en membran hvis natur forskerne stadig ikke helt forstår — ud over at den er usædvanlig stærk og let. Wootton gør opmærksom på at den udspændte membran øger vingens styrke på noget nær samme måde som når en kunstner udspænder sit malerlærred over en leddeløs træramme som derved bliver afstivet.
Men vingerne må ikke blive for stive. De skal kunne klare det kolossale tryk der opstår under vingeslag ved høj fart og må kunne tåle mange kollisioner. Efter at have undersøgt vingerne i tværsnit fandt Wootton at mange af dem spidser til fra vingerod til forkant, hvilket gør dem mere bøjelige i enderne. Han skriver: „Når vingerne møder modstand er de ikke stive men bøjelige og genvinder lynhurtigt deres facon ligesom et strå i vinden.“
Hvad der måske er endnu mere bemærkelsesværdigt er at vingerne kan ændre form mens insektet flyver. Fugle kan naturligvis gøre det samme med deres vinger, men de benytter vingemusklerne når formen skal ændres. Vingemusklerne hos et insekt strækker sig imidlertid ikke længere end til vingeroden. Man kan sammenligne vingerne på et insekt med sejlene på et skib. Hvis der skal ændres på sejlene, må det ske med hjælp fra mandskabet nede på dækket. På samme måde ændrer insektet sin vingeform ved hjælp af brystmusklerne. Men som Wootton bemærker er „insektvinger langt mere sindrigt konstrueret end sejl og langt mere interessante. . . . De har også indbyggede støddæmpere, modvægte, riftsikring og mange andre enkle men utroligt effektive indretninger der alt sammen bidrager til vingernes aerodynamiske effektivitet.“
Ingen flyvning uden opdrift
Takket være disse og en række andre bygningstræk sætter insekternes vinger dem i stand til at skabe det der er grundlaget for al flyvning, nemlig opdrift. Robin J. Wootton beskriver over et halvt dusin komplekse vingebevægelser som insekterne benytter for at skabe opdrift.
Marvin Luttges, der er flyingeniør, har i ti år studeret hvordan guldsmede flyver. Disse insekter kan skabe så megen opdrift at det amerikanske tidsskrift National Wildlife for nylig har beskrevet det som „et aerodynamisk mirakel“. Marvin Luttges fastgjorde bittesmå vægte på individer af en guldsmedeart der tilhører familien Libellulidae. Han opdagede at det lille insekt med lethed kunne stige til vejrs med en byrde på mellem to og to en halv gang dets egen vægt. Det betyder at disse skabninger i forhold til deres vægt kan løfte tre gange mere end den mest effektive flyvemaskine mennesker har bygget!
Hvordan kan det lade sig gøre? Marvin Luttges og hans medarbejdere fandt ud af at guldsmeden ved hvert vingenedslag vrider sine vinger ganske let, hvorved den frembringer lufthvirvler på vingens overside. Denne udnyttelse af det som ingeniører kalder turbulente luftstrømme, er langt mere avanceret end den måde hvorpå flyvemaskiner holder sig i luften, eftersom de er afhængige af laminare luftstrømme. Som tidsskriftet National Wildlife udtrykker det, er det guldsmedens evne til at „udnytte lufthvirvlernes energi“ der sætter den i stand til at skabe denne „fænomenale opdrift“. Både flyvevåbenet og søværnet i De Forenede Stater understøtter Marvin Luttges’ forskning. Hvis fly kunne udnytte de samme principper ville de have meget lettere ved at komme i luften. De ville også behøve langt mindre plads for at kunne lande.
At ville efterligne guldsmedens manøvredygtighed er imidlertid en helt anden udfordring. National Wildlife oplyser at fra det øjeblik en guldsmed letter første gang, udfører den „med det samme de mirakler som nutidens dygtigste piloter blot kan misunde“.
Det er derfor ikke så mærkeligt at palæontologen Robin J. Wootton runder emnet af med at sige: „Jo bedre vi forstår hvordan vingerne på et insekt fungerer, jo smukkere og mere sindrig forekommer deres konstruktion at være.“ Og han tilføjer: „Der findes meget få, om overhovedet nogen, teknologiske paralleller til dem — endnu.“
Dette ord „endnu“ antyder den optimistiske — måske endda arrogante — holdning, at blot mennesket får tilstrækkeligt med tid, kan det eftergøre praktisk taget alt hvad Skaberen har frembragt. Der er ingen tvivl om at mennesker fortsat vil fremstille bemærkelsesværdige, geniale efterligninger af det der findes i naturen. Men lad os altid huske: Ét er at efterligne, noget andet er at skabe. Som den víse Job sagde for mere end 3000 år siden: „Spørg engang dyrene, så vil de lære dig, og himmelens flyvende skabninger, så vil de fortælle dig det. Hvem blandt alle disse ved ikke at det er Jehovas hånd der har gjort det?“ — Job 12:7, 9.