¿Cómo localizan los insectos voladores, como polinizadores importantes, las fuentes de olor en el aire libre, a pesar de encontrarse con condiciones de viento muy variables? Usan penachos de olor, que viajan como el humo y se forman cuando el viento sopla moléculas de olor desde su fuente, para rastrear fuentes como flores o feromonas.
Pero los túneles de viento normalmente no pueden replicar condiciones de viento al aire libre realistas. En Física de Fluidospor AIP Publishing, los investigadores de la Universidad de Nevada en Reno decidieron explorar las condiciones del viento a microescala en varios entornos al aire libre para comprender mejor lo que los insectos voladores podrían experimentar mientras rastrean las columnas de olor.
Los autores Jaleesa Houle y Floris Van Breugel evaluaron la turbulencia mecánica producida por el viento ambiental que fluye sobre los elementos rugosos de la superficie, como edificios, árboles y cercas, y su papel en el seguimiento de la columna de olor.
«Dado que estamos estudiando la dinámica del viento dentro de la subcapa de rugosidad de la superficie, la mayoría de las teorías de similitud atmosférica conocidas que describen las propiedades del perfil del viento no son aplicables», dijo Houle. «Entonces, usamos análisis estadísticos para encontrar correlaciones significativas tanto espaciales como temporales entre las mediciones de viento para varios sitios donde recopilamos datos».
Recopilaron datos de viento cerca de la superficie de varias estepas de salvia (pastizales llenos de arbustos), bosques y áreas urbanas en el norte de Nevada y descubrieron que la dirección del viento cerca de la superficie a menudo es muy variable en escalas de tiempo de menos de 10 minutos. También encontraron que la variabilidad de la dirección del viento es consistentemente mayor en entornos con mayor complejidad de superficie (áreas urbanas) y menor a velocidades de viento más altas.
«Esto es importante porque los insectos suelen rastrear penachos de olor en velocidades de viento más bajas, lo que indica que de alguna manera están dando sentido a la alta variabilidad direccional que encuentran», dijo Houle. «La intensidad de la turbulencia está fuertemente correlacionada con las desviaciones estándar en la dirección del viento, lo que podría ser útil para futuros diseños experimentales de túneles de viento destinados a recrear vientos más ‘naturales'».
Con base en sus hallazgos, Houle y van Breugel plantean la hipótesis de que puede existir un rango óptimo de velocidad del viento y complejidad de la superficie ambiental para ayudar a los insectos a localizar una fuente de olor.
«Se necesitarán más experimentos para probar nuestra hipótesis y pueden ayudarnos a comprender mejor las implicaciones de la fragmentación de la tierra en el éxito de los insectos rastreadores de plumas ecológicamente importantes, como los polinizadores», dijo Houle. «Más allá de esto, nuestros resultados brindan una razón convincente para que los investigadores se centren en aumentar la variabilidad direccional en los estudios de túnel de viento si quieren descubrir comportamientos de seguimiento de penachos que se parezcan más a lo que podríamos ver en la naturaleza».
A continuación, los investigadores aplicarán sus hallazgos a experimentos en túneles de viento de seguimiento de penachos y una serie de estudios al aire libre.
«Durante el verano, planeamos probar nuestra hipótesis con respecto a los tipos de condiciones de viento que los insectos podrían preferir mientras rastrean las columnas de olor», dijo Houle. «En el laboratorio, estamos buscando activamente formas de crear una mayor variabilidad direccional para imitar mejor el viento natural».