当这些苍蝇想要嗅出食物和配偶时 它们会将它甩掉

正如人们所预料的那样，果蝇似乎没有使用它们微小的半透明翅膀来实现最佳飞行。根据俄亥俄州立大学的最新研究，快速附属物似乎在做双重任务，帮助昆虫嗅出食物，配偶和其他重要气味。

一位具有机械工程背景和嗅觉专家的研究员 - 这对我们大多数人来说很有气味 - 与该研究合作，该研究发表在Nature Communications杂志上。

长期以来，科学家一直想知道昆虫对飞行和气味导航的双重需求之间的平衡。不可避免的是，翅膀破坏了气味羽毛，导致许多研究人员推测大自然可能不仅仅是为了飞行设计翅膀，而是为气味检测天线画出香气。

由于他自己的原因，每个俄亥俄州立大学的研究人员都对这种双重目的假设持怀疑态度。嗅觉和生物工程专家赵凯认为，根据果蝇的设计，这个想法没有多大意义。

“人们认为翅膀可能有助于气味检测，但天线，虫子的主要气味追踪器，位于它的头顶，远在翅膀前面，”他说。

“想象一下快艇在​​一个平静的湖面上掠过;它的船首总是撞到平静的水面，在尾流和螺旋桨产生的湍流之前 - 为什么天线不会在尾部，从下风处捕捉所有的气味翅膀?”俄亥俄州立大学耳鼻喉科副教授赵说。

研究报告的共同作者李成玉的机械工程背景使他认为虫子的翅膀是为速度和敏捷而制造的，而且可能就此而已。

“我以前研究过可以应用于无人机的空气动力学项目。对于做这种工作的研究人员，我们都认为大自然是最好的设计师，机翼主要用于飞行，”博士后研究员李说。目前正在研究鼻腔气流的机制。

“这些微小的昆虫能量有限，必须使用它们，否则它们会死亡，因此机翼必须非常高效，”他说。

两人对飞行中的果蝇的计算机模拟满足了他们的好奇心，遇到了一股香味。弗吉尼亚大学昆虫空气动力学专家Haibo Dong也参与了这项研究。

该团队是第一个创建此类模拟的团队，能够根据之前对其他研究人员对实际果蝇的观察，复制昆虫的翅膀运动。

“我们想，'为什么不模拟气味羽，看看机翼对它做了什么?'”赵说。

他们所看到的是令人着迷的。虫子的翅膀不仅仅是向上和向下翻动 - 当翅膀接近果蝇的头部时，向前和向上倾斜，这种动作似乎会“舀”到昆虫的触角周围的气味。

“我们可以看到昆虫的翅膀可以帮助它检测食物，生存并找到配偶，”李说。

他们并没有就此止步。研究人员想知道：“这是否意味着机翼本质上不是为空气动力性能而设计的?”

他们看到，机翼底部看起来对气味“勺子”很重要，所以赵和李想知道他们是否可以改变这种结构，并了解它是否会阻碍果蝇的快速飞行。

根据他们的计算，在计算机模拟中，他们拆除了机翼的这一部分，它占其结构的约20%，但仅占其升力的约5%。然后他们再次运行气味/飞行模拟。

新车型没有阻碍飞行。实际上，它提高了果蝇已经比赛的翅膀的效率，果蝇通常在大约200赫兹的速度下击打，相当于每分钟大约12,000转。

但是机翼的改变使计算机模拟的昆虫的翅膀在将气味重定向到触角方面不那么成功。在航行到虚拟bug之前绘制的羽状物。

这导致研究人员推测果蝇的翅膀进化为支持其生命需求中的两个：快速运输和检测其大气中微弱的气味。

“机翼的结构似乎并不是空气动力学的最佳选择，即使它们是令人惊叹的飞行员，”赵说。“气味对于昆虫来说非常重要，而这项研究似乎表明，翅膀也平衡了对它的需求。”

赵说，这项研究可以为未来的工程研究提供信息，模拟自然界的飞行器，特别是改进无人机的工作。他说，事实上，可能存在与军用无人机相关的应用程序，这些无人机旨在“嗅闻”威胁，例如炸弹或化学武器。

研究人员有兴趣将这种类型的计算机模拟应用于其他昆虫。