ИСТИНА

Размер тела – важная характеристика животных, которая во многом определяет морфологию, физиологию и биологию вида (Шмидт-Ниельсен, 1987). Предельно малые размеры тела, сравнимые с размерами одноклеточных организмов, приводят к перестройкам, не обнаруженным у других животных или даже идущими вразрез с фундаментальными биологическими принципами. Мы изучили многие аспекты функциональной морфологии мельчайших насекомых, и показали, что в результате миниатюризации у насекомых наблюдаются значительные перестройки, затрагивающие практически все органы (обзоры: Polilov, 2015, 2016). Одним из немногих недостаточно изученных элементов функциональной морфологии мельчайших насекомых остается строение и работа крылового аппарата, значение которого для насекомых сложно переоценить, ведь насекомые были первыми летающими животными на планете и именно полет во многом предопределил их эволюционный успех. Большинство работ по полету насекомых посвящены объектам среднего размерного класса, и механика полета у всех изученных объектов схожа. Вопрос о полете микронасекомых поднимался не раз (Horridge, 1956; Sane, 2016), но экспериментальные данные крайне ограничены и касаются далеко не самых мелких насекомых (Weis-Fogh, 1973; Santhanakrishnan et al., 2014). Мельчайшими свободно живущими насекомыми являются жуки-перокрылки (Coleoptera: Ptiliidae), про их полет ничего не известно, и многие авторы считают, что они настолько малы, что не способны к активному полету, и их просто носит ветром. В предварительных экспериментах мы впервые показали, что жуки-перокрылки способны к активному полету и работа их крылового аппарата принципиально отличается от других насекомых. В ходе данного проекта впервые будет проведено масштабное сравнительно морфологическое изучение влияния миниатюризации на строения крылового аппарата насекомых с применением самых современных морфологических методов, а также изучен полет мельчайших насекомых при помощи оригинальной установки для скоростной макровидеосъемки свободного полета. Результаты проекта могут значительно расширить представления о явлении миниатюризации в животном мире, предопределить новые направления изучения полета насекомых и разработки миниатюрных летательных аппаратов.

Body size is an important characteristic of animals that largely determines the morphology, physiology, and bionomics of each species (Schmidt-Nielsen, 1987). Extremely small body sizes, comparable with those of unicellular organisms, result in transformations known in no other animals or even contradicting fundamental biological principles. We have studied many aspects of functional morphology of the smallest insects and shown that their miniaturization manifests itself in considerable evolutionary transformations that affect almost all organs (for reviews, see Polilov, 2015, 2016). One of the few remaining insufficiently studied elements of the functional morphology of the smallest insects is the structure and function of the wing apparatus, a system of utmost importance to insects, since they were the first flying animals on the planet and their evolutionary success was largely determined by flight. Most studies of insect flight have been based on medium-sized species, and the flight mechanics of all studied species is similar. The question of the flight of microinsects was raised repeatedly (Horridge, 1956; Sane, 2016), but relevant experimental data are extremely limited and cover insect species markedly larger than the smallest ones (Weis-Fogh, 1973; Santhanakrishnan et al, 2014). The smallest free-living insects are featherwing beetles (Coleoptera: Ptiliidae); nothing is known of their flight, and many authors believed that they are so small that they are incapable of active flight and simply borne by the wind. Our preliminary experiments have shown for the first time that ptiliids are in fact capable of active flight, and their wing apparatuses function in a manner fundamentally different from those of other insects. This project will provide the first large-scale morphological study of the effects of miniaturization on the structure of the wing apparatus in insects, using the most advanced morphological methods, and the first analysis of the flight of the smallest insects, using our original device for high-speed close-up video recording of free flight. The results of this project can considerably expand our knowledge of the phenomenon of miniaturization in the animal kingdom and break new grounds for new areas of research on insect flight and design of miniature aircraft.