Капля дождя весит в 50 раз больше комара. Если бы на человека упал груз с таким же соотношением весов, его бы расплющило в лепёшку. Но комары спокойно летают в ливень и выходят сухими из воды. Почему? Учёные искали ответ 50 лет.
Разгадка скрывалась всё это время буквально на поверхности — в физике удара и в устройстве самого насекомого. И теперь у нас есть не только догадки, но и точное объяснение.
Тайна, которая не давала спать физикам
В 1970-х годах энтомологи впервые задались вопросом: как комар выживает под дождём? Ведь масса капли — примерно 100 миллиграммов, а комара — всего 2 миллиграмма. Капля падает со скоростью 9 метров в секунду. Расчёт показывал: удар должен быть смертельным. Но реальность говорила обратное.
Андрей Волков, биофизик: — Проблема была в том, что никто не мог заснять процесс в деталях. Только в 2010-х годах появились высокоскоростные камеры, которые снимают 10 тысяч кадров в секунду. И тогда всё встало на места. Комара не убивает капля потому, что он буквально сливается с ударом. Он не сопротивляется. Он падает вместе с каплей, а не пытается её пробить.
Причины выживания
Ольга Рыбакова, энтомолог: — Комара не убивает капля из-за его ничтожного веса. Звучит парадоксально, но факт. Тяжёлый жук при ударе разбивается. А комар — это перышко. Когда капля его настигает, она не раздавливает тело, а просто увлекает за собой на несколько сантиметров. За 50 лет наблюдений никто не фиксировал смерть комара от дождя именно по этой причине. Он слишком лёгкий, чтобы получить критическую перегрузку.
Максим Доронин, химик-материаловед: — Поверхность тела комара покрыта микроскопическими восковыми чешуйками. Вода на них не смачивается. Поэтому при ударе капля не “склеивается” с телом, а отскакивает, унося с собой минимум энергии. Если бы комар был смачиваемым, капля бы облепила его и утащила на землю. Но природа потратила эволюцию на то, чтобы создать идеальный дождевик. Разгадка скрывалась 50 лет именно в этом слое — его трудно было разглядеть без электронного микроскопа.
Сергей Зайцев, аэродинамик: — Главный секрет: комар не пытается увернуться. Он принимает удар. При столкновении капля и комар движутся вместе доли секунды. Комар просто отключает крылья и падает с каплей, как мешок с песком. Перегрузка при таком сценарии в 30 раз меньше, чем если бы он пытался сопротивляться. Через полсекунды он отцепляется и улетает. Мокрый, но живой. 50 лет физики моделировали удар твёрдого тела о твёрдое. Оказывается, модель была неверной.
Почему муха не выжила бы
Разгадка, скрывавшаяся 50 лет, объясняет не только комаров, но и почему другие насекомые не так живучи под дождём.
— Возьмите муху. Она тяжелее комара в 10 раз и у неё нет такого гидрофобного слоя. Капля разбивает её крылья мгновенно, — сравнивает Рыбакова.
Максим Доронин: «Чешуйки на теле комара — это не случайность. Это инженерное решение, которое учёные сейчас пытаются скопировать для создания сверхводоотталкивающих покрытий. Полвека понадобилось, чтобы понять: иногда побеждает не сила, а умение уступить».
Так почему же капли дождя их не убивают?
Теперь можно ответить одной фразой. Комара не убивает капля потому, что он слишком лёгкий, чтобы получить серьёзный удар, покрыт воском, чтобы не слипаться с водой, и достаточно умён (в эволюционном смысле), чтобы просто упасть вместе с каплей, а не бороться.
Ирония в том, что разгадка скрывалась 50 лет на виду. Просто никто не догадался посмотреть на комара не как на мишень, а как на пассажира, который берёт попутную каплю и едет на ней несколько сантиметров. А потом отряхивается и летит дальше.
