Ingen vet hvor lopper hopper, men nå vet vi i hvert fall hvordan de gjør det. Zoologene Malcolm Burrows og Gregory Sutton ved University of Cambridge filmet 51 loppehopp med et høyhastighets kamera for å finne løsningen på en gåte som har fått forskere til å klø seg i hodet over flere tiår: Hvordan hopper lopper?

Ulike hoppe-hypoteser

Lopper kan hoppe med en utgangshastighet på 1,9 meter i sekundet og opptil 60 ganger sin egen høyde, og slike bragder krever en eksplosiv kraftutløsning.

I 1967 oppdaget zoolog Henry Bennet-Clark at lopper lagrer energien for kjempespranget i en fotpute av resilin, et super-elastisk protein som også forekommer hos andre hoppende insekter.

Men hvordan denne energien brukes i selve hoppet, var fortsatt uklart. Mens Bennet-Clark mente energien ble skjøvet gjennom leggen og ut fra tåregionen (tarsus), framsatte insektforsker Miriam Rothschild en annen hypotese om at loppa sparket fra med trochanter, ”knærne” oppunder kroppen.

- Begge hadde mye data som underbygget hypotesene, men vi kunne ikke skjønne hvorfor denne debatten ikke alt var løst, sier Gregory Sutton i en pressemelding.

Filmet 51 loppehopp

Sutton og Burrows hadde imidlertid et stort fortrinn framfor Bennet-Clark og Rothschild: moderne kameraer med høyhastighets-film.

- Vi hadde noen piggsvin-lopper som tilfeldigvis dukket opp. Så tenkte vi at vi kunne gjøre et framstøt på å løse mysteriet, forklarer Sutton.

Rett nok var forskerne mer vant til å filme gresshopper som var i en helt annen størrelsesklasse, men loppas hoppevaner var til stor hjelp. Den holdt seg i ro i mørke, og hoppet bare når lyset ble slått på.

Ved å fokusere kameraet på krypene i svakt lys, klarte Sutton og Burrows å filme ti lopper med tilsammen 51 hopp. Resultatene er publisert i The Journal of Experimental Biology.

Take-off med tær og knær

I de aller fleste hoppene var både loppas kne og tå i kontakt med bakken, men i ti prosent av hoppene var det bare tærne som berørte bakken idet loppa skjøv fra.

Analyser av opptakene viste at loppene fortsatte å akselerere gjennom hele take-off-prosessen, selv når knærne ikke ble brukt eller ikke lenger skjøv mot bakken.

Tær med gripeklør

Under elektronmikroskop viste det seg at loppelegger og -tær hadde gripeklør for godt grep, mens kneet var glatt. Dette pekte i retning av at Bennet-Clarks teori om hopping fra tærne var den riktige - men noe avgjørende bevis var det ikke.

Sutton utviklet derfor matematiske modeller basert på de to konkurrende knær- og tær-hypotesene som kunne kalkulere loppas akselerasjon og hoppebane, og sammenlignet resultatene med hva hoppe-opptakene viste.

1.35 meter per sekund i avsparket

Begge modellene ga en korrekt avsparks-hastighet på 1,35 meter per sekund, men deretter fikk Rothschilds kne-modell problemer. Den beregnet at akselerasjonen ville nå et ekstremt toppnivå på 22,000m/s², men opptakene viste at den faktiske akselerasjonen var mye lavere og bare nådde 1500m/s².

Kalkulasjoner basert på Bennet-Clarks tå-modell fulgte derimot både akselerasjon og bane i hoppe-opptakene uten noen avvik.

Så loppemysteriet er løst, og vi kan puste ut: Loppa hopper fra tærne, ved hjelp av energi som forplantes gjennom segmenter i beina og presser ned på tåa.

Referanse:

G.P. Sutton og M. Burrows: Biomechanics of jumping in the flea (Journal of Experimental Biology 214, 836-847) Se sammendrag