Takasiivet (haltereet) – kärpästen tasapainoelimet ja lentotunto
Takasiivet (haltereet) — kärpästen pienet tasapainoelimet, jotka värähtelemällä parantavat lentotuntoa, vakauduttavat liikettä ja mahdollistavat tarkat ilmaneuvojat.
Takasiivet (tunnetaan myös nimellä haltereet) ovat pienet, nuppimaiset rakenteet, jotka on muuntunut kärpästen takasiivistä. Ne värähtelevät lennon aikana ja toimivat hyönteisen tasapainoelimenuina: ne antavat nopeasti päivittyvää tietoa kehon liikkeistä ja käännöksistä, mikä auttaa säilyttämään suunnan ja suorittamaan nopeita manöövereitä.
Rakenne ja liike
Takasiivet koostuvat ohuesta varresta ja sen päässä olevasta nuppimaisesta päästä. Ne ovat kiinnittyneet rintakehän rakenteisiin ja niitä liikuttavat pienet lihakset, jotka pitävät niiden värähtelytaajuuden hyvin lähellä etusiipien iskutaajuutta. Useimmilla kärpäsillä takasiivet värähtelevät samassa taajuudessa kuin etusiivet, usein vastakkaisvaiheessa, jolloin ne muodostavat luotettavan, toistuvan liikkeen, jota aistinreseptorit pystyvät mittaamaan.
Toiminta: tasapaino ja "lentotunto"
Takasiipien tyvessä on herkkiä aistinsoluja, jotka reagoivat varren ja nuppiosan liikkeeseen syntyviin voimiin. Kun hyönteinen pyörii tai kallistuu ilmassa, takasiivet kokevat siihen liittyviä sivuttaisia ja poikittaisia voimia (ns. Coriolis-voimat). Nämä muutokset välitetään hermostolle hyvin nopeasti, jolloin lihakset saavat välittömän komennon korjata asentoa. Tämän ansiosta kärpäset pystyvät tekemään äärimmäisen nopeita, tarkkoja käännöksiä ja säilyttämään vakaan lenton.
Kun takasiivet poistetaan tai niiden toiminta estetään, lentokyky heikkenee huomattavasti: hyönteinen ei pysty vakauttamaan kääntymisiä yhtä nopeasti ja voi pyöriä hallitsemattomasti tai menettää kyvyn pysyä ilmassa.
Evoluutio
Haltereet kehittyivät alkuperäisistä siivistä. Esi-isien lentävillä hyönteisillä oli kaksi siipiparia, kuten nykyisillä sudenkorennoilla, hymenopteroilla (mm. mehiläiset ja ampiaiset) ja lepidopteroilla (perhoset) on edelleen. Dipteran-ryhmässä (todelliset kärpäset) takasiivet ovat kehittyneet muuttuneiksi tasapainoelimiksi, minkä tähden näillä hyönteisillä onkin vain yksi näkyvä siipipari — etusiivet — ja yksi pari haltereita korvaamassa toista siipiparia.
Yhteenvetona: takasiivet (haltereet) ovat pieniä, mutta tärkeimpiä rakenteita kärpästen lennossa. Ne toimivat gyroskooppimaisesti, antavat nopeaa sensorista tietoa kehon liikkeistä ja mahdollistavat tarkat, nopeat korjausliikkeet ilmassa.
Tämän kurkkukärpäsen rintakehän takana on kaksi nuppua varsien varassa. Ne ovat nystyrät.
Toiminto
Haltijat auttavat tasapainottamaan ja parantamaan lentokykyä. Ne auttavat kärpäsiä suorittamaan nopeaa taitolentoa. Sen lisäksi, että ne antavat nopeaa palautetta siipiä ohjaaville lihaksille, ne auttavat myös vakauttamaan päätä lennon aikana.
Ne räpyttelevät nopeasti ja toimivat gyroskooppina, joka kertoo hyönteiselle sen kehon asennon lennon aikana.
Jokainen värähtelevä esine pyrkii säilyttämään värähtelytasonsa, mikä on seurausta Coriolis-ilmiöstä. Jos hyönteisen ruumis muuttaa lentosuuntaansa tai pyörii akselinsa ympäri, värähtelevät puoliperät aiheuttavat ruumisvoiman. Hyönteinen havaitsee tämän voiman aistinelimillä, jotka sijaitsevat puoliperien tyvessä.
Molemmat puolikärjet värähtelevät eri tasoissa, ja kumpikin muodostaa noin 45 asteen kulman hyönteisen pituusakselin kanssa. Tämä lisää puolipyörien antamaa informaatiota.
Kehitys
Diptera-kärpässien metamorfoosin aikana tapahtuva halteren muodostuminen on riippuvainen homeoottisesta geenistä Ultrabithorax (Ubx). Jos tämä geeni kytketään kokeellisesti pois päältä, haltere kehittyy täysin kehittyneeksi siiveksi. Tämä havainnollistaa erinomaisesti erästä tärkeää evolutiivisen kehityksen mekanismia; yksinkertainen homeoottisen geenin muutos voi johtaa radikaalisti erilaiseen fenotyyppiin.
Konvergentti evoluutio
Strepsiptera-suvun pienillä hyönteisillä, jotka loisevat mehiläisiä, ampiaisia ja torakoita, on myös puolikärkiä. Tiedämme, että kehitys on ollut riippumatonta, koska Strepsiptera-hyönteisten etusiivet kehittyivät halteroiksi, kun taas Diptera-hyönteisten takasiivet muuttuivat halteroiksi. Tämä on klassinen tapaus konvergentista evoluutiosta.
Grimaldi ja Engel sanovat, että halterit ovat kehittyneet hyönteisillä ainakin seitsemän kertaa, ja "useimmissa tapauksissa niiden tiedetään liittyvän parempaan lentokykyyn".
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä halterot ovat?
V: Haltiat ovat pieniä nuppumaisia rakenteita, jotka ovat muunneltuja kärpästen takasiivistä.
K: Mikä on halterien tehtävä lennon aikana?
V: Haltijat värähtelevät lennon aikana ja auttavat hyönteistä lentämään paremmin.
K: Miten halterit ovat kehittyneet?
V: Halterit kehittyivät siivistä.
K: Kuinka monta siipiparia esi-isien lentävillä hyönteisillä oli?
V: Esivanhempien lentävien hyönteisten siipiä oli kaksi paria.
K: Onko sudenkorennoilla edelleen kaksi siipiparia?
V: Kyllä, sudenkorennoilla on edelleen kaksi siipiparia.
K: Millä hyönteisryhmillä on edelleen kaksi siipiparia?
V: Hymenopteroilla ja Lepidopteroilla on edelleen kaksi siipiparia.
K: Kuinka monta siipiparia kärpäsillä on?
V: Kärpäsillä on vain etummainen siipipari.
Etsiä