18. 7. 2023
Letící roj včel může naakumulovat překvapivě silný elektrický náboj, který dosáhne hodnot typických pro bouřková mračna. Hmyz tak sehrává důležitou roli při usměrňování distribuce prachu v ovzduší, což má citelný vliv na vývoj počasí.
Tělo hmyzu se během letu nabíjí kladně, a to jak třením křídel o molekuly plynů ve vzduchu, tak i kontaktem s nabitými předměty, k nimž patří třeba květy rostlin. Ty získávají elektrický náboj díky tření se vzduchem proudícím kolem s každým závanem větru.
Při tření drsných povrchů dvou předmětů dochází k tomu, že záporně nabité elektrony přeskakují z jednoho předmětu na druhý. Tam, kde se elektrony hromadí, vzniká záporný náboj. Tam, kde elektrony naopak ubyly, roste náboj kladný. Vzniklý rozdíl v nábojích se pak označuje jako elektrický potenciál. Pokud je potenciál dostatečně velký a prostředí mezi oběma předměty neklade příliš vysoký odpor, může mezi oběma předměty přeskočit jiskra. To je fenomén, se kterým se potkal každý, když nasbíral elektrický náboj třeba díky pohybům ve svetru ze syntetické příze, pak se dotkl kliky u dveří a dostal „elektrickou ránu“. Tzv. statická elektřina vzniká i v mračnech a její vybití proti zemi známe jako blesk. Přesvědčivě demonstroval statickou elektřinu v bouřkových oblacích americký politik a přírodovědec Benjamin Franklin. Za blížící se bouřky vypustil draka k obloze a sledoval spolu se svým synkem jiskry sršící z klíče přivázaného k mokrému motouzu, na němž draka pouštěli.
Hmyz i další členovci elektrický náboj svých těl využívají ve svůj prospěch. Včely si díky elektrickému náboji na sebe lepí pylová zrna. Ta tak mohou na tělo včely přeskočit z květu až na vzdálenost několika centimetrů. Pavoučí sítě zase negativně nabitými vlákny přitahují kladně nabitou letící kořist. Britští vědci z University of Bristol pod vedením Ellarda Huntinga měřili sílu elektrického náboje v okolí včelích úlů a došli k překvapivým závěrům, které publikovali ve vědeckém časopise iScience.
Během tří minut, kdy včely vylétaly z úlů, stoupl elektrický potenciál nad úlem na 100 voltů nametr. Pokud z úlu vylétl roj, vytvořil se elektrický potenciál 1 000 voltů nametr, což je šestkrát víc než u prachových bouří a osmkrát víc než u běžných bouřkových mračen. Čím semknutější je včelí roj, tím vyšší elektrický potenciál generuje. Tato měření vědcům umožnila modelovat elektrické potenciály vytvářené hejny jiných druhů hmyzu, např. motýlů nebo sarančí.
Saranče stěhovavá může vytvářet ohromná hejna o rozloze až 1 200 kilometrů čtverečních. V těchto hejnech bychom na kilometru čtverečním napočítali přes šedesát milionů sarančí. Takové hejno generuje elektrický potenciál plně srovnatelný s bouřkovým mračnem. Ellard Hunting považuje za krajně nepravděpodobné, že by z letícího hejna sarančí stěhovavých sjel k zemi blesk. Ale i tak může hmyz vytvořeným elektrickým potenciálem významně zasáhnout do vývoje počasí. Vzniklé elektrické pole může ionizovat částice prachu, ale i částice nesoucí nejrůznější polutanty a ty pak mění směr pohybu. Mohou pak klesat k zemskému povrchu na místech, kde by to nikdo nepředpokládal. Významná je i změna směru pohybu částic, které se udrží ve vzduchu. Mnohé z těchto částic slouží jako kondenzační jádra a podílejí se na srážení vodních par a vzniku mraků. Létající elektricky nabitý hmyz tak může promlouvat i do srážkových poměrů v krajině.
„Elektrický náboj se může zdát jako ryze fyzikální fenomén, ale elektrické náboje hrají významnou roli v celé přírodě. Pokud budeme schopni širšího pohledu na věci kolem nás a propojíme biologii s fyzikou, můžeme snáze pochopit záhadné jevy, jako třeba výskyt obrovských mračen prachu vyskytujících se daleko od Sahary,“ říká Ellard Hunting.
Pramen: Hunting, E. R., O’Reilly, L. J., Harrison, R. G., Manser, K., England, S. J., Harris, B. H., & Robert, D. (2022). Observed electric charge of insect swarms and their contribution to atmospheric electricity. iScience, 105241.
Jaroslav Petr Foto: archiv autora, Pixabay