Collaborative Research: How to Fall from Trees: Biomechanics and Ecology of Gliding Flight in Arthropods

合作研究:如何从树上掉下来:节肢动物滑翔飞行的生物力学和生态学

基本信息

  • 批准号:
    0843120
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25.25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-06-15 至 2013-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Many tree-dwelling animals use aerial gliding to escape predators or to locate resources. Wingless arthropods fall from trees with high frequency as "arthropod rain", often landing in the unfamiliar and hostile understory. This work combines phylogenetic, ecological, behavioral and aerodynamic approaches to assess the overall biological significance of wingless flight. Morphological and behavioral characteristics relevant to gliding will be measured for a large number of arthropods, and will be mapped onto evolutionary trees to identify correlates of this behavior. Species composition of ants falling from the tree canopy will be compared with those that fail to glide to trees, and instead land in the understory. The research will be conducted at rainforest sites having high arthropod diversity in Peru and Panama. Finally, experiments focusing on one common species of gliding ant will examine mechanisms of aerodynamic control. This is the first study to associate gliding behavior in arthropods with specific selection pressures, and the first to quantify the larger ecological phenomenon of arthropod fallout in rainforests. It will more generally evaluate the biological relevance of gliding behavior for the earth's most diverse lineage, the insects. In a broader context, information gathered in this study will be relevant to the emerging technology of self-righting and maneuverable microair vehicles. The research will include the training of a graduate student at the University of Arkansas, Little Rock (UALR) and field assistants at study sites in Peru and Panama. We will additionally work with historically under-represented undergraduates at UALR (an EPSCOR institution). We will also conduct an outreach component in collaboration with the California Academy of Sciences to present our findings to teacher workshops. Our original gliding ant discoveries attracted considerable attention from the popular media and the public at large, and we expect comparable interest in results with other insect gliders.
许多居住在树上的动物使用空中滑行来逃避捕食者或定位资源。无翼节肢动物从高频的树木中掉落为“节肢动物雨”,通常降落在陌生和敌对的地下室。 这项工作结合了系统发育,生态,行为和空气动力学方法,以评估无翼飞行的整体生物学意义。 与滑行相关的形态和行为特征将用于大量节肢动物,并将映射到进化树上,以识别这种行为的相关性。 将蚂蚁从树冠中掉落的物种组成将与未能滑到树木滑入树木的蚂蚁,而是落在林下。 该研究将在秘鲁和巴拿马具有高节肢动物多样性的雨林场所进行。 最后,重点关注一种普通的滑动蚂蚁物种的实验将检查空气动力控制的机制。 这是将节肢动物中的滑行行为与特定选择压力相关联的第一个研究,也是第一个量化雨林中节肢动物辐射的更大生态现象的研究。 它将更普遍地评估地球最多样化的昆虫的滑行行为的生物学相关性。在更广泛的背景下,本研究中收集的信息将与新兴的自我impling和可操纵的微型空气载体有关。 这项研究将包括在阿肯色大学,小石城(UALR)和秘鲁和巴拿马研究地点的野外助手的培训。 我们还将与UALR(EPSCOR机构)的历史上代表性不足的本科生合作。 我们还将与加利福尼亚科学院合作进行外展部分,以向教师讲习班介绍我们的发现。 我们最初的滑行蚂蚁发现吸引了流行媒体和整个公众的广泛关注,我们希望对其他昆虫滑翔机的结果具有可比的兴趣。

项目成果

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