Учёные из Политехнического университета Виргинии впервые смогли спроектировать биомеханику полёта райской змеи Chrysopelea paradisi.

Райская украшенная змея является единственным представителем бескрылых позвоночных, способных летать. Она может перепрыгивать с дерева на дерево на расстояние до 24 метров по воздуху. Это стало возможным благодаря волновому движению, которое животное совершает в воздухе. Исследователи знали об этом, однако до настоящего времени полностью не понимали физики процесса.

Специалисты из Политехнического университета создали первую 3D-модель полёта райских змей, которая описывает все особенности процесса. Чтобы сделать это, учёные проанализировали поведение более 100 живых скользящих змей, передаёт Indicator со ссылкой на статью в журнале Nature Physics.

Модель учитывает частоту совершения волнообразных движений, их направление, действующие на тело силы и распределение масс. Используя её, учёные также провели эксперименты в симуляции, позволяющие получить дополнительные данные о полёте райских змей.

Целью одного из таких экспериментов было узнать, зачем змеи при полёте постоянно совершают волнообразные движения. Для этого специалисты смоделировали случай, при котором животные бы этого не делали. Оказалось, что при отсутствии такого поведения змея не может летать и падает после прыжка. Эксперимент подтвердил гипотезу команды о том, что волнообразные движения в воздухе повышают устойчивость полёта у пресмыкающихся.

В начале прыжка змея обычно изгибает тело в J-образную петлю и выпрыгивает вверх и вперёд. В течение полёта она совершает волнообразные движения для поддержания равновесия тела, которое становится похожим на крыло изменяемой формы и создаёт подъёмную силу под действием потока воздуха, а также ускоряется при движении вниз под действием силы тяжести.

Опыты показали команде детали, которые они ранее не могли визуализировать. Оказывается, змея использует два вида волн для перемещения: горизонтальную большой амплитуды и недавно обнаруженную вертикальную меньшей амплитуды. При этом волны обоих видов распространяются одновременно.