Proč tu máme článek o čmelácích? Prostě protože jsme chtěli a přišlo nám to zajímavé. A zároveň je to takové doplnění článku zaměřeným na energetický výdej, příjem a diety založene na kalorickém deficitu. Občas je dobré sdílet takové zajímavosti, protože ukazují, jak je příroda moudrá a jak komplexní jsou mechanismy, které se ne vždy dají jednoduše vysvětlit vědeckými vzorci. Čmeláci nám připomínají, že stejně jako oni, i my můžeme nalézt vlastní způsob, jak překonávat překážky a dosáhnout rovnováhy mezi úsilím a odpočinkem – někdy je třeba zvolit „úsporný režim“, jindy dát všechnu energii do akce.
Čmeláci dokážou létat s nákladem, který tvoří až osmdesát procent jejich tělesné hmotnosti, a zvládají to díky specifickému úspornému režimu. Ačkoli jejich let může na první pohled vypadat neohrabaně, jedná se o obdivuhodný výkon. Frekvence jejich mávání křídel je přibližně 120krát za sekundu, což vyžaduje zvláštní přizpůsobení svalů, které žádný lidský sval nedokáže napodobit. Dokonce i ve vysokých nadmořských výškách až 5 600 metrů, kde je řídký vzduch a méně kyslíku, čmeláci dokážou létat. Dělnice čmeláků během svých výprav nasbírají pyl a nektar a mohou se vracet s nákladem blížícím se jejich tělesné hmotnosti, což je výkon, který není snadný ani při chůzi, natož při letu.
Tým pod vedením Stacey Combesové z University of California v Davisu zkoumal „těžkotonážní“ schopnosti amerického druhu čmeláků (Bombus impatiens) a své poznatky publikoval v časopise Science Advances. Přestože Combesová a její tým nebyli první, kdo se zabýval energetickým výdejem hmyzu při letu se zátěží, jejich výsledky byly překvapivé. Předchozí studie například ukázaly, že dělnice včely medonosné, které se vrací s nákladem odpovídajícím 20 až 40 % jejich tělesné hmotnosti, spotřebují jen o 6 % více energie než při letu bez zátěže.
Let čmeláků se však od letu včel výrazně liší. Včelí křídla mají při mávnutí úhel kolem 90°, což je krátký záběr, kde vztlak vzniká hlavně na konci pohybu. Naopak čmeláci mají dlouhý záběr s úhlem kolem 140°, při kterém generují většinu vztlaku během pohybu křídel nahoru a dolů.
Záhada úsporného režimu
Aby vědci zjistili, jak čmeláci zvládají let s těžkou zátěží, umístili je do plastové komůrky, kde jim k tělu připevnili různě těžké závaží. Měřili množství oxidu uhličitého, který čmeláci za letu vydýchali, což ukazovalo, kolik energie (cukrů z nektaru) spotřebovali. Výsledky ukázaly, že čmeláci paradoxně spotřebovávali méně energie na jednotku hmotnosti, když nesli největší zátěž.
„Čím těžší náklad nesli, tím úsporněji létali,“ uvedla Stacey Combesová, což je v rozporu s očekávaným chováním z hlediska energetické efektivity.
Záznamy z vysokorychlostní kamery odhalily, že čmeláci využívají dva různé styly letu. V obou případech se snaží prodloužit záběr křídla až na 170°. V prvním případě zvyšují také frekvenci mávnutí, což zvyšuje energetický výdej. Ve druhém případě, pokud nesou těžký náklad, přechází do „úsporného režimu“, kdy sice prodlouží záběr, ale frekvenci mávání nezvyšují, nebo dokonce snižují.
Výhody náročného letu
Vědci zjistili, že čmeláci mají tajnou „zbraň“ v podobě úsporného režimu, ale dosud není jasné, jak přesně tuto strategii využívají. Navíc se stále ptají, proč čmeláci nevyužívají tento režim neustále. Proč se někdy rozhodnou pro energeticky náročnější styl letu? Combesová spekuluje, že zvýšená frekvence křídel jim poskytuje výhody, jako je lepší stabilita v turbulentních podmínkách nebo lepší manévrovatelnost.
Vědci studující hmyzí let nyní mění svůj pohled na tuto problematiku. Místo toho, aby viděli hmyz jako malé létající stroje s předem danými styly letu, přijímají fakt, že let je formou chování, které závisí na rozhodnutí hmyzu. Dokonce i jeden čmelák může v různých situacích zvolit odlišný styl letu podle toho, co je v daném okamžiku nejvýhodnější.