20.05.2014

Cztery skrzydła ważki



Pod względem zwinności i sprawności lotu (a także kształtu ciała) ważki są niedościgłymi mistrzami, cudami natury. Sekret zwrotności i efektywności lotu ważki tkwi w jej czterech niezależnie poruszanych skrzydłach, które umożliwiają błyskawiczną zmianę kierunku, przyśpieszanie, bądź zwalnianie. A dokładniej? W aerodynamicznym kształcie skrzydła, które jednak wcale nie przypomina skrzydła samolotu. Cieniutkie skrzydła ważki są pofałdowane, dzięki czemu są mocne. Mało tego, zagięcia te podczas lotu ślizgowego ważki zwiększają jej siłę nośną! Dzieje się tak dlatego, ponieważ powietrze wirujące w przestrzeniach między zagięciami tworzy strefy o bardzo małym współczynniku oporu, które wspomagają prąd powietrzny wytwarzający siłę nośną na powierzchni skrzydła.

Ptaki potrafią latać tylko w jednym kierunku (ze względu na wymóg przepływu powietrza nad skrzydłami do generowania siły nośnej). Wyjątkiem są zwinne kolibry, które potrafią zawisnąć w miejscu oraz, jako jedyne ptaki, latać do tyłu. Dodać jednak trzeba, że taki sposób latania wymaga ogromnej energii – dzienna waga zjadanego przez kolibry pokarmu to... dwukrotna masa ich ciała. Ale nawet lot kolibra nie dorównuje akrobacjom ważki, która dysponując czterema skrzydłami i może latać w górę, dół, na boki, do przodu i do tyłu bez zmiany kierunku lotu. Potrafi też unosić się w jednym miejscu bez ruchu w dowolnym kierunku (lot stojący), lub wznosić się w górę z dużą prędkością (do 60 km na godzinę, w zależności od gatunku).

18.05.2014

O skrzydłach ptaków i samolotów


Aby zrozumieć dlaczego inżynierowie aerodynamiki tak bardzo zachwycają się sposobem latania ważek (i chcieliby go wykorzystać do budowy statków powietrznych), postanowiłam przyjrzeć się nieco tematowi latania z nieco szerszej perspektywy. Dlatego dziś parę informacji o samolotach, ptakach i prawach fizyki.

Obiekty cięższe od powietrza mogą latać dzięki zjawisku, którym rządzi prawo Bernoulliego (przystępne objaśnienia tu i tu). Asymetria skrzydła ptaka lub samolotu oraz jego ustawienie pod kątem do kierunku lotu powoduje, że prędkość opływającego je powietrza jest większa u góry niż u dołu. Zatem ciśnienie powietrza jest wyższe pod skrzydłem niż na jego górnej powierzchni. Skutkiem tej różnicy ciśnień jest siła nośna skierowana pionowo do góry, która może zrównoważyć działającą w dół siłę ciężkości, umożliwiając stabilny lot.
   
Siła nośna zależy od prędkości lotu – samolot lecący zbyt wolno spadnie ziemię. Prędkość lotu może być podtrzymywana przez silnik samolotu lub siłę mięśni ptaka. Inny sposób to umiejętne wykorzystanie siły ciążenia i termicznych prądów wstępujących w locie szybowym znakomicie opanowanym przez wiele gatunków ptaków.

Podstawowe prawo mechaniki lotu. Asymetria ptasiego skrzydła, podobnie jak asymetria skrzydła samolotu, powoduje różnice ciśnień, czego konsekwencją (efektem) jest siła nośna, która pozwala latać obiektom cięższym od powietrza. (źródło)

16.05.2014

Machający skrzydłami MAV

Naukowcy zajmujący się aerodynamiką wciąż zadają sobie pytanie: Co możemy zrobić, by zbudować lekkie maszyny latające, które machają skrzydłami i bezgłośnie manewrują, bez konwencjonalnych silników lotniczych?
Inspirujące stworzenie - ważka
Technologia - Flapping Micro Air Vehicle (FMAV)

Dragonfly Insectothopter  (źródło)

W przeciwieństwie do skrzydeł samolotu skrzydła ważki są elastyczne. W przeciwieństwie do ptaków ważki posiadają dwie pary skrzydeł. Te dwa zestawy skrzydeł mogą trzepotać i odchylać się (skręcać) w różnej kolejności i kombinacji umożliwiając ważce nadzwyczaj wydajny lot, którego skopiowanie ciągle jest tylko marzeniem inżynierów aerodynamiki. 
Ważki są zdolne do zdumiewająco zwinnych manewrów, w tym latania do tyłu oraz w bok. Są one również szybkie - niektóre gatunki mogą latać z prędkością ponad 48 km/h). Dwie pary długich skrzydeł ważki trzepoczą zazwyczaj 30 razy na sekundę. Właśnie z tych powodów inżynierowie aerodynamiki szukają sposobów, by projektowane przez nich statki powietrzne naśladowały sposób lotu ważek oraz osiągały podobne możliwości (zwrotność, efektywność). 
 
Fazy lotu ważki (różnoskrzydłej)    źródło


Skoro mamy już samoloty i helikoptery, dlaczego poszukuje się innych sposobów latania?

14.05.2014

Zygoptera - informacje ogólne

Ważki równoskrzydłe (Zygoptera) to podrząd owadów z rzędu ważek (Odonata) obejmujący ok. 2900 gatunków. W większości są to ważki średniej wielkości, choć właśnie ważka równoskrzydła z gatunku Megaloprepus coerulatus ma największą rozpiętość skrzydeł (19 cm).
W podrzędzie Zygoptera wyróżnia się (obecnie) 28 rodzin, z czego przedstawiciele zaledwie czterech występują w Polsce (26 gatunków z 11 rodzajów należących do 4 rodzin).
Ważki równoskrzydłe polują nie tylko w locie na owady latające (komary, muszki, komarnice), ale mogą też chodzić po roślinach i zjadać mszyce czy pająki.

 
Oczobarwnica mniejsza Erythromma viridulum       Autor zdjęcia  Gilles San Martin 

Ważki równoskrzydłe z podrzędu Zygoptera charakteryzują się:
  • długim, cienkim odwłokiem (proporcjonalnie dłuższym niż u ważek różnoskrzydłych Anisoptera). Odwłok jest dłuższy niż skrzydło
  • dużym odstępem miedzy oczami złożonymi (większym niż szerokość oka). Oczy są stosunkowo mniejsze niż u Anisoptera
  • dwiema parami prawie identycznych skrzydeł, które w spoczynku złożone są na odwłoku górną powierzchnią do siebie lub ukośnie pochylone do tyłu. Skrzydła są mocno zwężone u nasady.
  • Zygoptera latają z mniejszą prędkością, ale mogą uderzać skrzydłami w różnych kierunkach, co zapewnia im duże możliwości manewrowania.
Celem tej notatki jest skrótowe omówienie 4 rodzin i 10 rodzajów ważek równoskrzydłych występujących w Polsce, by zyskać choćby minimalną orientację.

Rodziny Zygoptera występujące w Polsce:
  • pióronogowate (Platycnemididae)            -  1 gatunek             (1 rodzaj)
  • świteziankowate (Calopterygidae)            -  2 gatunki              (1 rodzaj)
  • pałątkowate (Lestidae)                           -  8 gatunków           (3 rodzaje)
  • łątkowate (Coenagrionidae)                     - 15 gatunki             (6 rodzajów)

Rodziny wymieniłam w kolejności uzależnionej od liczebności rodzajów i gatunków.

12.05.2014

Łunica czerwona Pyrrhosoma nymphula



Łunica czerwona Pyrrhosoma nymphula
  • długość ciała:  35-45 mm
  • rozpiętość skrzydeł:  48-70 mm
  • okres występowania imagines:  od połowy kwietnia do końca sierpnia
  • gatunek pospolity w całym kraju (w Tatrach do wysokości 1226 m n.p.m.). Ponadto występuje w prawie całej Europie (poza częściami skrajnie wysuniętymi na północ i południe) oraz Azji Mniejszej
  • siedliska -  wody wszelkiego typu, preferuje wody płynące i o charakterze torfowiskowym. Zasiedla małe cieki, rowy, strumienie i małe rzeczki.

Opis wyglądu łunicy czerwonej:

  • skrzydła u obu płci przeźroczyste, pterostigmy ciemne (czarne, ew. ciemnoczerwone), jednobarwne. 
  • ubarwienie ciała u obu płci z dużym udziałem barwy czerwonej (paski na śródtułowiu, odwłok) i brunatnej (głównie na tergitach śródtułowia, które połyskują miedzianym blaskiem). 
  • nogi - czarne
  • boki i spód tułowia - żółte, jaskrawożółte (u młodych osobników)
  • przedplecze - czarne, obwiedzione kolorem czerwonym  
  • głowa - czarna, część twarzowa - żółta
  • odwłok samca - segmenty 1-6 oraz S10 czerwone. S7-S9 z przewagą czarnego. Łączenia segmentów czarne.
  • oczy - ciemnoczerwone, czerwonobrązowe (góra), żółtawe (dół). 
  • narządy analne samca są czarne, górne i dolne podobnej długości
  • dymorfizm płciowy - nieznaczny
  • dymorfizm wiekowy - czerwone zabarwienie z wiekiem ciemnieje i traci jaskrawość. 

10.05.2014

Ważka czteroplama - samica teneralna



Tę samicę zauważyłam około godziny 14.00 - wisiała nisko (ok. 70 cm nad ziemią) na suchej gałązce krzewu pomiędzy trzcinami porastającymi brzeg Małego Stawu. Natknęłam się na nią przypadkiem... śledząc wzrokiem przelatującą niezdarnie komarnicę. Zastałam ją w stanie, gdy miała złożone, blade skrzydła, a golenie i stopy odnóży III pary nie nabrały jeszcze czarnej barwy, włoski na tułowiu były zmierzwione i sprawiały wrażenie wilgotnych. Tę samicę z godzinną przerwą, obserwowałam aż do godz. 15.50, podobnie jak i samca (oba osobniki znajdowały się w odległości ok. 2 m). Widziałam jak w pewnej chwili samica rozpostarła skrzydła, a po jakimś czasie zaczęła nimi energicznie machać, by potem znów niemal znieruchomieć. Dzień był ciepły i pogodny - mam więc nadzieję, że do wieczora i ta ważka wyruszyła w swój dziewiczy lot.
Wg moich pomiarów samica miała niemal 5 cm długości i ok. 7,8 cm rozpiętości skrzydeł, a więc osiągnęła maksymalną wielkość podawaną dla tego gatunku (opis gatunku).
Rozglądałam się za wylinką, ale nie znalazłam jej, podobnie jak wylinki samca.
Klikając w zdjęcia można zobaczyć je w pełnym rozmiarze.

Ważka czteroplama Libellula quadrimaculata  -  ta samica teneralna ma jeszcze blade skrzydła i nie do końca wybarwione odnóża

Ważka czteroplama Libellula quadrimaculata  -  samica teneralna

08.05.2014

Ważka czteroplama - samiec teneralny

Zaprezentowane tu zdjęcia przedstawiają samca teneralnego ważki czteroplamej. Zdjęcia wykonałam 6 maja 2014 r. nad Małym Stawem, w lekko zacienionym miejscu, gdzie znajdowałam już wylinki oraz osobniki teneralne szklarki zielonej. Tego dnia spędziłam tam z dwiema przerwami kilka godzin. Niestety, nie widziałam procesu przeobrażenia, ani nawet nie znalazłam wylinki tego osobnika, jak i wylinki nieco wcześniej zauważonej samicy z tego samego gatunku. Samo wyjście larwy z wody, wspięcie się na trzcinę oraz wydostanie z powłoki może trwać zaledwie pół godziny - niestety, to mi umknęło. Samiec, którego sfotografowałam był już dobrze ukształtowany i wybarwiony. Zaczęłam fotografować go ok. godz. 15.30 i obserwowałam przez ok. 20 minut. Miał już wtedy rozpostarte skrzydła, lecz włoski na jego tułowiu nadal sprawiały ważenie wilgotnych. Nie doczekałam się pierwszego lotu, musiałam wracać do domu, ale sądzę, że tego dnia zdążył go szczęśliwie odbyć.
       Możliwość obserwowania młodziutkiej ważki jeszcze niezdolnej do lotu, nieporadnej lecz pełnej uroku, była dla mnie ekscytująca i niemal wzruszająca. Mam nadzieję, że nie zestresowałam moich obiektów. W razie czego pocieszam się tym, że przebywając w pobliżu chroniłam je przed ewentualnym atakiem jakiegoś drapieżnika.

Ważka czteroplama Libellula quadrimaculata  -  samiec teneralny

Ważka czteroplama Libellula quadrimaculata - samiec teneralny. Jego płeć zdradza obecność wtórnego aparatu kopulacyjnego między 2 i 3 segmentem odwłoka oraz długie przydatki analne ustawione w kształt V (widoczne na następnym zdjęciu)

07.05.2014

Ważka czteroplama Libellula quadrimaculata - SAMIEC

Właśnie pojawiły się ważki czteroplame z rodziny ważkowatych Libellulidae rodzaj Libellula, których dotąd nie widziałam. Najpierw natknęłam się na młodego samca, później na samicę teneralną, a po pewnym czasie wypatrzyłam teneralnego samca. Zdarzenie miało miejsce 6 maja w godzinach popołudniowych.
Prezentowany niżej osobnik minął mnie, gdy szłam ścieżką wzdłuż Małego Stawu zdążając w miejsce, w którym spotykałam wylinki oraz osobniki teneralne. Kiedy ważka przelatywała tuż obok zauważyłam jedynie, że jest dość duża i brązowa. Przystanęłam w miejscu i śledziłam wzrokiem ważkę, która po kilku metrach lotu skręciła w zarośla i zniknęła mi z oczu. Powoli podeszłam w tamto miejsce i zastałam ją siedzącą na roślinach. Odpoczywała tam spokojnie około pięciu minut, a później odleciała. Nim zaczęłam fotografować przyjrzałam się jej. Sprawiała wrażenie jakby była pokryta jasnobrązowym futerkiem. W porównaniu do innych, dotąd spotkanych ważek, ta miała znacznie grubszy odwłok i pięknie ubarwione skrzydła (czarne plamy na węzełkach i bursztynowe nasady, zaczernione nasady II pary skrzydeł kontrastujące z jasnożółtymi żyłkami).
Jest to samiec, co można poznać po wydłużonych przydatkach analnych  (wąsko rozstawionych, rozchylonych na końcach w kształt liter V) oraz smuklejszym niż u samicy odwłoku.


Ważka czteroplama Libellula quadrimaculata samiec

Opis gatunku - ważka czteroplama Libellula quadrimaculata  (Linnaeus, 1758)

Długość ciała: ok. 45-48 mm
Rozpiętość skrzydeł: do 76-80 mm

Czas występowania - od końca kwietnia do końca lipca (połowy sierpnia)

Występowanie  - Ważka czteroplama występuje pospolicie w całej Polsce (w Sudetach do wysokości 1430 m n.p.m). ponadto występuje na półkuli północnej: w całej Europie (choć jest to rzadka Europie południowo-wschodniej), Azji i Ameryce Północnej.

Siedliska - wszystkie typy wód, zwłaszcza stojące. Preferuje małe baseny oligotroficzne i mezotroficzne i jeziora, ale również duże jeziora i wody z wodą słonawą.

Pokarm - osobniki dorosłe polują głównie na muszki i komary.

05.05.2014

Do czego ważki potrzebują słońca




Już pod koniec kwietnia rozpoczął się sezon na ważki. Spośród różnoskrzydłych widziałam dotąd szklarkę zieloną, a spośród równoskrzydłych całkiem sporo różnie ubarwionych okazów łątek(?). Niestety, jak dotąd nie interesowałam się ważkami równoskrzydłymi (w ubiegłym roku, późnym latem jakoś ich nie widywałam), ale teraz, skoro się pojawiły - kto wie? Może zajmę się i nimi, najpierw jednak chcę rozpracować do końca szablaki, które ostatnio zaniedbałam.
Niestety, z ważkami równoskrzydłymi mam pewien problem, o czym piszę na końcu.
Każdy kto spotkał ważkę, potwierdzi chyba, że jeśli gdzieś przysiada na dłuższą chwilę, to jest to miejsce słoneczne. Ważka wystawia całe swoje ciało na ciepłe promienie czerpiąc energię (ogrzewając się) - poprzez skrzydła oraz całe ciało. Jeśli jednak jest zbyt gorąco, wówczas ważka (różnoskrzydła) ustawia odwłok prostopadle do promieni słonecznych niczym obelisk, by w ten sposób chronić się przed przegrzaniem. Jedynie w czasie deszczu ważki kryją się pod liśćmi roślin.
Przed poderwaniem się do lotu ważki muszą zwiększyć temperaturę ciała. Jedne gatunki rozgrzewają się poprzez kurczenie i rozkurczanie mięśni pracujących podczas lotu, inne podwyższają temperaturę ciała, właśnie wygrzewając się w słońcu.
Odpowiednio wysoka temperatura ciała ważki, zwłaszcza samca, jak się okazuje - odgrywa istotną rolę w rozrodzie. Zostało to opisane w tym oto krótkim artykule:
 

02.05.2014

Szklarka zielona Cordulia aenea - SAMICA


Samica szklarki zielonej pojawiła się na polanie w Moim Lesie w godzinach popołudniowych. Wcześniej prawdopodobnie też się tam zaglądała, ale nie siadała nigdzie. Udało mi się jednak sfotografować ją, gdy odpoczywała uczepiona igieł sosny i wygrzewała się w popołudniowym słońcu. W trakcie sesji kilkakrotnie zmieniała miejsce siadając na coraz wyżej położonych gałązkach.
Na ujęciach z boku widoczna jest charakterystyczna biała plama na spodzie odwłoka (S3 i S4). Jej pokładełko było słabo widoczne - ustawione równolegle do odwłoka.
Z pewnością jest to młoda samica - jej oczy są jasnobrązowe. Z czasem powinny zmienić kolor na zielony.
Opis gatunku szklarki zielonej (Cordulia aenea) znajduje się w poprzedniej notatce.
Zdjęcia wykonałam 30 kwietnia 2014 r.

szklarka zielona (Cordulia aenea) - samica    Downy Emerald
szklarka zielona (Cordulia aenea) -  samica    Downy Emerald

01.05.2014

Szklarka zielona - samce teneralne


Przedstawiam zdjęcia dwóch samców teneralnych (krótko po wylince, przed pierwszym lotem) z gatunku szklarka zielona (Cordulia aenea) należącego do rodziny szklarkowatych. To jedyny gatunek ważki z rodzaju szklarka (Cordulia) występujący w Polsce, a nawet w Europie.
Zdjęcia wykonałam 25 kwietnia 2014 r. nad Małym Stawem w pobliżu Mojego Lasu. W miejscu tym panował półcień - poprzez liście drzew przedzierały się promienie słoneczne, co bardzo utrudniało fotografowanie, zwłaszcza, że wiał lekki, lecz zdradziecki wiatr. Tego dnia, oprócz owych dwóch samców znalazłam na trzcinach pięć wylinek. Cztery z nich znajdowały się na suchych, a jedna na młodej turzycy. Wylinki znajdowały się na wysokości od ok. 50 do 120 cm nad powierzchnią wody. Wylinki zaobserwowanych samców znajdowały się ok. 20-25 cm poniżej nich. Ich zdjęcia przedstawiłam w poprzednim wpisie.

Pierwszy z samców, prawdopodobnie podczas linienia lub wędrówki po trzcinie doznał, moim zdaniem, bardzo poważnego uszkodzenia odwłoka, który zniekształcił się i odchylił się w lewo. Ponadto, wydaje mi się, że od spodu odwłok został wręcz rozerwany!
Drugi osobnik nie miał widocznych uszkodzeń.
Prawdopodobnie sfotografowałam także trzeciego samca teneralnego z tego gatunku, niestety z oddali (ok. 2 m) pośród suchych trzcin.

Pierwszy (uszkodzony) samiec szklarki zielonej:

szklarka zielona (Cordulia aenea) - samiec teneralny
szklarka zielona (Cordulia aenea) - samiec teneralny