Саад Бхамла был впервые заметил это достижение насекомых в своём саду в Атланте, штат Джорджия. Снайпер образует аккуратные круглые капли мочи, которые затем пуляет с молниеносной скоростью. Тогда доцент кафедры биомолекулярной инженерии в технологическом институте Джорджии достал свой айфон, чтобы снять несколько замедленных видеороликов.
Чем больше я увеличивал масштаб, тем больше понимал, что цикадка делает что-то интересное
— Саад Бхамла, доцент кафедры биомолекулярной инженерии в технологическом институте Джорджии.
Оказывается, снайпер делает со своей мочой то, что до сих пор не было задокументировано в биологической системе — это явление суперпропульсии. Как снайпер делает это, подробно описано в исследовательской статье Бхамлы и его коллег, опубликованной в журнале Nature Communications. И это может помочь людям понять, как развить технологии для умных часов и других устройств, которые будут сами себя высушивать.
Проще говоря, суперпропульсия позволяет эластичному объекту летать со скоростью, превышающей скорость того, что его запускает. Точность во времени между мягким объектом и его катапультой даёт объекту заряд энергии. Чтобы понять это явление, подумайте об чемпионе по прыжкам в воду, объяснил Бхамла. Опытный дайвер может рассчитать время прыжка, чтобы получить максимальную резонансную энергию от трамплина.
Сняв видео на айфон, Бхамла и его коллеги обратились к высокоскоростным камерам и микроскопам, чтобы поближе рассмотреть снайпера. То, что они обнаружили, было анальным стилусом, и вздрагивание брюшка — основа уникального способа, которым насекомое заботится о своих делишках. Зад цикадки подбирается, освобождая место для поступающей мочи, что позволяет ей образовывать капли на конце хвоста насекомого. В то же время сжатие капли позволяет энергии накапливаться за счёт поверхностного натяжения.
Как только капля приобретает нужный размер и форму, происходит сжатие назад ещё на 15 градусов. Затем снайпер отбрасывает капельку, как шарик в игре пинбол. Брюшко насекомого вздрагивает невероятно быстро, разгоняясь быстрее, чем бег гепарда. Что ещё более удивительно, так это то, что моча летит с ещё большей скоростью, чем вздрагивание задней части брюшка — и это явный признак явления суперпропульсии.
Тактика эта также энергоэффективна: капля движется быстрее, чем «катапульта», запускающая её. Снайперы на самом деле писают таким образом, чтобы сэкономить энергию, потому что много мочатся. Эти кузнечики за сутки способны выпить и помочиться в объёмах, в 300 раз превышающих их собственный вес, потому что у них очень низкокалорийная диета с дефицитом питательных веществ, состоящая из растительного сока. И снайперу приходится отстреливать мочу, чтобы её капли не прилипла к нему, как комки кленового сиропа.
Какое это имеет отношение к умным часам? Например, функция блокировки воды в Apple Watch уже может выбрасывать воду из устройства после купания. Но, насколько известно Сааду Бхамле, подобные устройства ещё не используют суперпропульсию. Если инженеры смогут научиться у снайпера, то смогут разработать более эффективные системы отвода воды для гаджетов. Такая же технология может быть использована в слуховых аппаратах и во всём остальном, что необходимо сделать водонепроницаемым.
Бхамла и его команда проверили тактику снайпера на кухонных столах, отталкивая воду от динамиков. Они использовали вибрацию динамиков и смогли запускать капли с высокой скоростью.
Впрочем, не полезный трюк с туалетом принёс насекомому прозвище «снайпер». В США оно в основном известно как вредитель на фермах. Эти цикадки прогрызают словно бы маленькие пулевые отверстия в листьях и могут передавать болезни от одного растения другому. Их обильное мочеиспускание также может испортить окраску фруктов.
Саад Бхамла надеется, что исследование подтолкнет больше людей взглянуть на насекомых с новой точки зрения.
