Sponseret af Danmarks Tekniske Universitet

DTU er et selvejende universitet med uddannelse, forskning, myndighedsbetjening og innovation.  

Hop gør vandlopper usynlige
Glem din menneskelige intuition. I vandloppernes verden skjuler man sig ved at tage kæmpe, spjættende spring. Se forskernes video af vandlopperne optaget med højhastighedskamera.

Hvordan ville du bevæge dig gennem vandet, hvis du skulle undgå at blive opdaget af et sultent rovdyr?

Med en jævn og glidende, langsom bevægelse? Eller i kæmpe, spjættende spring? Hvis du ville snige dig, så er det godt, at du ikke er en vandloppe!

»Man kan ikke alene bruge sin menneskelige intuition, når man beskæftiger sig med de 1 millimeter store vandloppers mikro-verden, som er styret af de små tings fysik,« siger professor Thomas Kiørboe, DTU Aqua.

»I denne viskøse verden er der f.eks. ingen inerti, da vandet for vandlopper er så tykt som sirup,« fortæller Thomas Kiørboe.

Han har sammen med en amerikansk kollega, og tre meget kraftige regne-computere, nu løst gåden om, hvorfor det kan betale sig for små vandlopper at hoppe, når de vil gemme sig. 

Resultatet er publiceret i The Royal Society Journal Interface.

»Ud over at man umiddelbart tænker, at det må være nemt for rovdyr at opdage, når man svømmer ved at slå med bagbenene i hop, så virker det også som en ”dyr” måde at bevæge sig på rent energiøkonomisk,« siger Kiærboe.

En vandloppes hop varer kun få tusindedele af et sekund. Alligevel tog det i første omgang tre kraftige pc’er en uge at analysere bare et enkelt hop af vandloppen Arcantia tonsa. Foto: DTU Aqua.

»Ligesom bykørsel med mange stop og temposkift er dyrere i benzin end jævn og glidende landevejskørsel, så koster det også mere energi at hoppe end at glide gennem vandet. Så hvorfor brænder hop-svømmere som vandloppen Arcatia tonsa unødigt krudt af? Det undrede os,«  fortæller DTU Aqua-professoren.

Hvirvelringe ophæver hinanden

For at finde forklaringen filmede forskerteamet de knap en halv millimeter store vandlopper i et akvarium med 1000 billeder i sekundet, mens de lyste på lopperne med en laserskive.

Efterfølgende kunne de ved at analysere billederne med et computerprogram beregne den forstyrrelse, som lopperne skabte i vandet med hver af de to måder at bevæge sig på.

»For de hoppende lopper så vi, at alene fordi al inerti er væk og vandet for loppen er tykt som sirup, så forsvinder signalerne i vandet, som rovdyr ville kunne opdage, hurtigt,« siger Thomas Kiørboe. 

»Samtidig laver vandloppen, når den dels skubber fra med benene mod vandet, og dels selv skubber til vandet foran sig med kroppen, to sæt af hvirvelringe i vandet, som delvist og hurtigt ophæver hinanden ved at rotere hver deres vej. Dermed sletter loppen sporet efter sig,« fortæller DTU Aqua-professoren.

En uge, 3 pc’er

Selve vandloppehoppet varer kun få tusindedele af et sekund og signalet henfalder efter en femtedel sekund.

Alligevel tog det i første omgang tre kraftige pc’er en uge at analysere bare et enkelt hop ved hjælp af blandt andet den klassiske Navier-Stokes-ligning, som man også bruger, når man designer vindmøller eller fly til at beregne, hvordan væske eller luft strømmer omkring forskellige strukturer.

Fakta

Vidste du?
Den del af livet i havet, som vi kan se, dvs. fisk, sæler og hvaler, udgør kun minimal del af livet under overfladen. Man anslår, at 99 procent af de biologiske processer i havet stammer fra havets mikroskopiske dyr og planter, som bl.a. vandlopper. Vandlopper udgør samtidig et vigtigt led i havets fødekæder som føde for bl.a. småfisk og er derfor helt nødvendige for, at der kan være fisk og andre større dyr i havet.

Næste skridt blev derfor at forsimple modellen til noget, som faktisk var til at regne på i praksis.

Det gjorde Thomas Kiørboe og hans amerikanske makker, Houshuo Jiang fra Woods Whole Oceanographic Institution, ved alene at se på, hvilke påvirkninger loppen lavede i vandet i ét enkelt punkt.

»Når loppen springer, så sparker den vand bagud og skubber samtidig til vandet i den modsatte retning. Det er to modsatrettede og lige store kræfter, som virker impulsivt, dvs. kortvarigt, da de varer få millisekunder, i et punkt. Og dét kan man regne på,« forklarer vandloppe-forskeren.

25 gange så farligt

Resultatet viste, at en loppe, der bevæger sig jævn og glidende faktisk efterlader en bevægelse i vandet, som kan ses 5 gange så langt væk som en hoppende loppe. De snigende, rolige lopper lever med andre ord livet farligt.

»Det tværsnitsareal, som et rovdyr scanner, når det svømmer gennem vandet, bliver 5 i anden gange så stort, og det betyder altså, at det bliver 25 gange så farligt at svømme jævnt som at hoppe afsted,« siger Thomas Kiørboe, DTU Aqua, og fortsætter:

»Så hvorfor springer alle arter af vandlopper ikke bare? Fordi dem, der svømmer jævnt af sted spiser, mens de svømmer. De bevæger sig ved at vibrere munddelene, så de samtidig skaber en fødestrøm, hvorfra de fanger fødepartikler. Så ja, det er farligt for dem, men der er samtidig en belønning: Mad! Hop-svømmerne æder på en helt anden måde; de lægger sig i baghold og venter på forbipasserende bytte,« siger Thomas Kiørboe, DTU Aqua.

Video fra forsøget, lagt på YouTube af Royal Society

 

Nyhed: Lyt til artikler

Du kan nu lytte til udvalgte artikler herunder. Du kan også lytte til de oplæste artikler i din podcast-app, hvor du finder dem under navnet 'Videnskab.dk - Lyt til artikler'.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på vores Instagram-profil, og læs om de nedenstående prisvindende billeder af stjernetåger og stjernefabrikker her.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med omkring en million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk