מערכת למחקר הקשר בין גודל הגוף לתעופה ביקרונית התאנה

רקע

יקרונית התאנה (Batocera rufomaculata) היא חיפושית ממשפחת היקרוניתיים (Cerambycidae), משפחה המאופיינת במחושים ארוכים ורבים מהמינים בה הם מזיקי עצים. יקרונית התאנה היא מהגדולות בחיפושיות ישראל. פרטים גדולים מגיעים למשקל גוף העולה על 7 גרם (משקלה של ציפור שיר קטנה).

 

יקרונית התאנה על עץ תאנה (צילום: תומר אורקה)

קיימת שונות גדולה בגודל הגוף בין יקרוניות התאנה החיות בטבע. שונות זו נובעת מתנאי הגידול בשלב הזחל. נקבות יקרונית התאנה מטילות ביצים מתחת לקליפת עץ התאנה, והזחלים הבוקעים מהביצים קודחים מחילות אל תוך הגזע וניזונים מרקמות העץ. פעילות הזחלים בגזע מסיבה נזק לעץ, ויכולה אף להביא לקריסתו או לתמותה של חלקים ממנו. הזחלים תלויים למזונם ברקמות עץ חיות. לכן, זחל שמתפתח בעץ מת מתגלם לבוגר בעל גודל גוף קטן בהרבה מזה של בוגר שהזחל שלו התפתח בעץ חי.

שני זכרים בוגרים של יקרונית התאנה. השמאלי התפתח בעץ חי והגיע למשקל גוף של 7 גרם והימני התפתח בעץ מת והגיע למשקל גוף של 1.5 גרם (צילום: סתו בראון)

מאחר שהחיפושיות הבוגרות תלויות בעץ התאנה כמקור מזון וכאתר למציאת בני זוג, פרטים קטנים שהגיחו מעץ מת נדרשים למצוא עץ תאנה חדש והם עושים זאת בתעופה. ואכן, במחקר קודם נמצא שבתנאי מעבדה פרטים קטנים מסוגלים לעוף לאורך זמן רב יותר ולעבור מרחק רב יותר בתעופה בהשוואה לפרטים גדולים.

המחקר

המחקר המתבצע פה מנסה להסביר את המנגנונים האווירודינמיים, הביו-מכאניים והפיזיולוגיים הקושרים בין גודל הגוף ליכולת התעופה בחרקים. לצורך כך אנו מגדלים זחלים של יקרונית התאנה בתנאים מבוקרים, המאפשרים לגדל פרטים גדולים וקטנים. את הפרטים הללו מעיפים במנהרת רוח לצורך מדידת הדרישות האנרגטיות ויעילות התעופה.        

במקביל נמדדת האווירודינמיקה של התעופה בפרטים גדולים וקטנים כדי להבין כיצד תנועות הכנף מייצרות מערבולות, המשפרות את יעילות התעופה ומאפשרות לעבור בתעופה מרחק של כמה קילומטרים. לשם כך משתמשים במצלמות וידאו מהיר, המאפשרות למדוד את תנועות הכנף בתלת-ממד ובמודלים ממוחשבים, הקושרים בין תנועות כנף לכוחות האווירודינמיים שהיא מייצרת ולעלות האנרגטית לתעופה.  

מערבולות הנוצרות כתוצאה מתנועת הכנף של יקרונית התאנה בזמן תעופה במנהרת רוח (צילום: תומר אורקה)

החוקרים:

המעבדה לביומכניקה של תנועה בבע"ח

ד"ר גל ריבק

אורי שטרנס, דוקטורנט

שיר קרייזמן, עוזרת מחקר

לקריאה נוספת:

Brown, S., Soroker, V., & Ribak, G. (2017). Effect of larval growth conditions on adult body mass and long-distance flight endurance in a wood-boring beetle: Do smaller beetles fly better? Journal of Insect Physiology, 98, 327–335. https://doi.org/10.1016/j.jinsphys.2017.02.008

Urca, T., Debnath, A. K., Stefanini, J., Gurka, R., & Ribak, G. (2020). The aerodynamics and power requierments of forward flapping flight in the mango stem borer (Batocera rufomaculata). Integrative Organismal Biology, 2(1), obaa026. https://doi.org/10.1093/iob/obaa026

Urca, T., Levin, E., & Ribak, G. (2021). Insect flight metabolic rate revealed by bolus injection of the stable isotope 13 C. Proceedings of the Royal Society B. Biological Sciences, 288(1953). https://doi.org/10.1098/RSPB.2021.1082

Urca, T., & Ribak, G. (2021). The relationship between body size and flight power output in the mango stem borer (Batocera rufomaculata). Journal of Insect Physiology, 133, 104290. https://doi.org/10.1016/j.jinsphys.2021.104290