Utrolige insekter gjør menneskenes flygende maskiner til skamme

ETTER en krig skryter gjerne journalister og militære eksperter av hvor avanserte moderne våpen er. De roser i høye toner de fortreffelige egenskapene til de laserstyrte krysserrakettene, kalt «smarte bomber», og angrepshelikoptrene med sin enestående — og dødbringende — manøvreringsevne. Det er ikke tvil om at det ofte ligger en bemerkelsesverdig kløkt bak disse våpnene. Men de som kommer med slik hyllest til dødsmaskineriet, ser som oftest bort fra en enkel sannhet: Selv de mest avanserte flygende undere som menneskene har laget, er primitive når det gjelder formgivning, sammenlignet med de små flygende vesenene det kryr av i skaperverket.

Tenk på krysserraketten. Ifølge The Wall Street Journal er «den ruten krysserraketten følger, forutbestemt av et digitalisert kart som er lagret inni en prosessor. En zoomlinse og elektroniske følere får den til å holde kursen mens den beveger seg framover med høy subsonisk hastighet nær terrenget». Det høres temmelig avansert ut, ikke sant? Men tenk til sammenligning på et lite insekt — biulven.

En liten karttegner

Ben Smith, en fagredaktør i databladet BYTE, skrev nylig: «Sammenlignet med biulven er krysserraketten direkte dum.» Hvorfor? Fordi en krysserrakett til tross for sine tekniske finesser er nokså lett å lure. Smith sier det på denne måten: «Du bare flytter målet og lar det bli et falskt mål tilbake. Fordi krysserraketten ødelegger seg selv når den ødelegger målet, kan den aldri oppdage at den har gjort en feil.»

Å lure biulven er noe helt annet. En biolog som studerte disse insektene, prøvde å gjøre det. Han la merke til at hundrevis av dem holdt til langs en smal stripe ved strandbredden hvor alle hadde helt like bol. Da en av biulvene fløy av gårde, skyndte han seg å dekke til inngangen til bolet med sand. Så ventet han for å se om insektet kunne finne hullet igjen. Til hans forbauselse landet biulven med usvikelig sikkerhet rett ved den skjulte inngangen og gravde den fram! Biologen la merke til at biulven pleide å fly i et slags mønster over hjemmet sitt, som om den undersøkte terrenget, hver gang den drog av gårde og kom tilbake. Han lurte derfor på om den kunne lære seg og så huske de forskjellige kjennemerkene i omgivelsene — om den kunne lage et slags mentalt kart.

For å teste sin teori dekket biologen til hullet igjen, og denne gangen flyttet han om på noen furukongler som lå rundt det. Da biulven kom hjem, sonderte den terrenget ovenfra slik den pleide, og så landet den på galt sted! Et øyeblikk var den litt forvirret. Så tok den av igjen og fløy i et annet rekognoseringsmønster — men denne gangen høyere oppe. Dette nye perspektivet på problemet gav tydeligvis det lille insektet noen mer stabile kjennetegn å holde seg til, for straks fant den sin skjulte hule og gravde den fram igjen.

Datamaskinen om bord i en krysserrakett koster kanskje nærmere en million dollar og veier nesten 50 kilo. Biulven bruker en hjerne som er omtrent like liten som et knappenålshode. Ben Smith sier videre: «Biulven kan også gå, grave, finne og overliste sitt bytte og finne en make (noe som ville ha vært katastrofalt for en krysserrakett).» Smith konkluderer med å si: «Selv om årets avanserte maskiner langt overgår fjorårets modell, er de likevel ikke kommet påfallende nærmere det som den lille biulvens hjerne kan utrette, for ikke å snakke om det som menneskehjernen kan utrette.»

De forunderlige vingene

Det samme kan sies om de mest avanserte menneskelagde luftfartøyer, for eksempel angrepshelikoptre. Robin J. Wootton, en insektpaleontolog i England, har brukt over 20 år på å studere de måtene insekter flyr på. Han skrev nylig i tidsskriftet Scientific American at noen insekter «viser forbausende akrobatiske prestasjoner. Husfluer kan for eksempel saktne farten fra høy hastighet, holde seg svevende, snurre rundt sin egen akse, fly opp ned, loope, rulle rundt og lande i taket — alt på brøkdelen av et sekund».

Hva er det egentlig som får disse små flygende skapningene til å overgå menneskelagde luftfartøyer? De fleste luftfartøyer har gyroskoper som skal tjene til å bevare stabiliteten når de manøvrerer. Fluer har sin egen versjon av gyroskopet — halterene, svingkøllene, som de har der hvor andre insekter har bakvingene. Svingkøllene vibrerer med samme frekvens som vingene. De styrer fluen og får den til å holde balansen når den flyr av sted.

Men den virkelige hemmeligheten ligger ifølge paleontologen Wootton i insektenes vinger. Han skriver at han i slutten av studietiden sin, i 1960-årene, begynte å få mistanke om at insektvinger er «langt mer enn abstrakte mønstre av vener og membran», som de ofte ble framstilt som. «For meg så det ut som om hver vinge var et elegant stykke ingeniørkunst i liten målestokk.»

De lange venene i insektvingene er for eksempel i virkeligheten kraftige rør med ørsmå luftfylte kanaler som kalles trakeer. Disse lette, stive «vingebjelkene» er knyttet sammen ved hjelp av tverrgående vener. Det mønsteret som blir dannet på den måten, er ikke bare vakkert; ifølge Wootton har det omtrent samme funksjon som de gitterdragere og rammeverk som bygningsingeniører bruker for å øke styrken og stivheten.

Over dette innviklede rammeverket er det strakt en membran som forskerne fremdeles ikke forstår helt; de vet bare at den er usedvanlig sterk og lett. Wootton bemerker at det at denne membranen er strakt over vingens gitterverk, gjør vingen sterkere og stivere. En kunstmaler erfarer omtrent det samme når han strekker lerretet over en lealaus treramme og rammen dermed blir stivere.

Men vingene må ikke være for stive. De må tåle de kraftige påkjenningene som vingeslagene i høy fart medfører, og må være rede til å tåle mange kollisjoner. Da Wootton undersøkte vingene, fant han at mange av dem smalner av og derfor er mer bøyelige i tuppen. Han skriver: «Når vingene blir utsatt for trykk, reagerer de som regel ikke med å gjøre kraftig motstand, men ved å gi etter og straks sprette tilbake til utgangspunktet, omtrent som et siv som svaier i vinden.»

Noe som kanskje er enda mer bemerkelsesverdig, er at vingene kan forandre form under flukten. Fuglenes vinger gjør jo også det, men fuglene bruker musklene i vingene for å forandre formen. Hos et insekt går ikke musklene lenger enn til vingeroten. I den henseende er insektvingen som seilet på en båt. For at seilet skal forandre form, må kontrollen komme fra mannskapet på dekket nedenfor; hos insektet må den komme fra musklene i brystsegmentene. «Men insektvinger er langt mer komplisert konstruert enn seil og så avgjort mer interessante,» sier Wootton. «De har også støtdempere, motvekter, evne til å hindre at små rifter blir større, og mange andre enkle, men strålende effektive mekanismer som alle øker vingens aerodynamiske effektivitet.»

Oppdriften — nøkkelfaktoren

Alle disse og mange andre sider ved vingenes formgivning setter insektet i stand til å bruke dem slik at det oppnår den siste nøkkelfaktor for flukt — oppdrift. Wootton beskriver faktisk over et halvt dusin kompliserte måter som insektene manøvrerer vingene sine på for å skape oppdrift.

Marvin Luttges, en romfartsingeniør, har brukt ti år på å studere øyestikkernes flukt. Disse insektene skaper så stor oppdrift at det amerikanske tidsskriftet National Wildlife nylig beskrev den måten de flyr på, som «et aerodynamisk mirakel». Luttges festet noen bittesmå vekter til én type øyestikker (Libellula luctuosa) og fant at det lille insektet kunne løfte fra to til to og en halv gang sin egen vekt — og det med letthet. Det betyr at i forhold til størrelsen kan disse skapningene løfte tre ganger så mye som de beste luftfartøyene menneskene har laget!

Hvordan klarer de det? Luttges og hans kolleger fant at øyestikkeren vrir vingene litt hver gang vingene føres nedover, noe som skaper små virvelvinder på vingenes overflate. Denne kompliserte bruken av det ingeniører kaller ustabile luftstrømmer, er noe helt annet enn den måten menneskelagde fly flyr på; de er avhengige av jevne luftstrømmer. Men det er øyestikkerens evne til å «utnytte virvelvindens kraft,» som National Wildlife uttrykker det, som skaper en slik «fenomenal oppdrift». Både det amerikanske flyvåpen og den amerikanske marine støtter Luttges’ arbeid økonomisk. Hvis flyene kunne gjøre bruk av lignende prinsipper, kunne de ta av mye lettere og lande på mye kortere landingsstriper.

Det å komme opp mot øyestikkerens manøvreringsevne ville være en enda større utfordring. National Wildlife skriver at fra den tiden øyestikkeren tar sin aller første flytur, utfører den «straks de mirakler som dagens mest avanserte menneskelige flygere bare kan misunne den».

Det er derfor ikke så rart at paleontologen Wootton trakk følgende konklusjon om dette emnet: «Jo bedre vi forstår hvordan insektvingene fungerer, jo mer komplisert og vakker ser vi at formgivningen er.» Han tilføyde: «De har få, om i det hele tatt noen, tekniske paralleller — ennå.»

«Ennå.» Dette ene ordet avslører den optimistiske — om ikke arrogante — oppfatning at hvis menneskene bare får nok tid på seg, kan de etterligne så å si alle Skaperens gjerninger. Menneskene vil utvilsomt fortsette å framstille bemerkelsesverdige, sinnrike etterligninger av det de finner i naturen. Men vi bør huske dette: Det er én ting å lage en etterligning; det er noe helt annet å skape originalen. Som den vise Job sa for over 3000 år siden: «Spør bare dyrene, de lærer deg, himmelens fugler [vingede skapninger, NW] gir deg kunnskap. Hvem skjønner ikke, når han ser alt dette, at Gud har skapt det med sin kraft?» — Job 12: 7, 9.