Vleugel (insect)

De vleugels van insecten zijn in bouw en werking wezenlijk anders dan die van andere vliegende dieren. In de evolutie waren insecten de eerste dieren die konden vliegen, lang nog voor de pterosauriërs en andere vliegende gewervelde dieren zoals vogels en vleermuizen. De insecten zijn de enige klasse uit de stam van geleedpotigen die gevleugeld zijn.

Een meikever vlak voor het opstijgen; boven de beschermende voorvleugels, onder de vliezige achtervleugels waarmee gevlogen wordt

Insecten hebben geen botten. De vleugels zijn verstevigd met aders, die ontstaan na de laatste vervelling, waarbij ze worden volgepompt met bloed, en ze als een soort raamwerk uitharden. Tijdens het uitharden komen ook de eventuele kleuren tevoorschijn, die in het onvolwassen stadium niet zichtbaar zijn, en net na de laatste vervelling zijn ze nog slap en wit. Insecten krijgen vleugels als ze het laatste nimfstadium verlaten of als ze uit de pop kruipen. Dan zijn de insecten volwassen. De larven of nimfen van insecten hebben nooit uitgegroeide vleugels.

Het is nog onduidelijk hoe de vleugels zich precies hebben ontwikkeld, omdat er nog geen fossiele tussenvormen van vleugels zijn gevonden. Bij insecten zijn de vleugels uitsteeksels van het tweede en derde segment van de thorax, respectievelijk de meso- en metathorax. Er zijn ook insectenfossielen bekend waarbij ook aan het eerste thoraxsegment nog vleugels voorkwamen.

De vliegvleugels kunnen als een afdakje boven het lichaam gevouwen worden zoals vliegen en juffers, zijn altijd gespreid zoals bij de echte libellen, of liggen onder verharde voorvleugels aan de bovenzijde van het achterlijf.

Bij sommige insecten als wantsen en kevers zijn de voorvleugels (aan de bovenzijde) verhard en beschermen de vliezige achtervleugels waarmee gevlogen wordt. Sommige insecten echter, zoals enkele loopkevers, bezitten wel vleugels maar hebben een dergelijke landgebonden levenswijze dat ze het vermogen om te vliegen volledig hebben verloren.

Structuur

De verschillende namen van aders van een soort uit de orde tweevleugeligen.

De vleugels waarmee insecten vliegen bestaan uit een aantal harde stevige vleugeladers (die eruitzien als ribbels), waartussen vliezige delen zijn gespannen: de vleugelcellen. De vleugelcellen en vleugeladering vormen meestal een belangrijk determinatiekenmerken.

Bij vlinders bevinden zich op de vleugelcellen vele kleine gekleurde schubben. Sommige insecten als de witte vlieg hebben vleugels die bedekt zijn met een witte, poederige was. Een vlies is opgedeeld in cellen die door aders omsloten worden. De aders en cellen worden volgens een gestandaardiseerde methode aangeduid.

Vleugelslag

Een zweefvlieg in vlucht

De huisvlieg hoeft de borstspieren maar een klein beetje te bewegen om de vleugels op en neer te laten gaan. Dit komt doordat een tussenpositie niet mogelijk is en de vleugels of omhoog of omlaag staan. De vleugels schieten door de elasticiteit van het borststuk bij een kleine spierbeweging vanzelf door naar een van de twee posities. Door dit 'klikmechanisme' kunnen de vleugels tot 600 maal sneller bewegen.

Naarmate de vleugel kleiner is, moet deze sneller worden bewogen om het insect te laten vliegen. Een mug kan tot 1000 keer per seconde de vleugels op en neer bewegen. Hierdoor is de vleugelslag bij muggen te horen als een zoemgeluid. De fruitvlieg beweegt de vleugels 200 keer per seconde op en neer.

Insecten	Grote libellen	Muggen	Huisvlieg	Honingbij	Woestijnsprinkhaan
vleugelsnelheid in aantal slagen per seconde	22 tot 28	275 tot 575 (1000)	190 tot 330	190 tot 250	18 tot 24
vliegsnelheid in km per uur	25,2	3,2	6,4	22,4	16,0

Aerodynamica

Snorzweefvlieg in vlucht

Vroeger begreep men niet hoe bijvoorbeeld een hommel vliegen kon, het is een relatief zwaar insect met vrij kleine vleugels. Het zou de wetten der aerodynamica tarten, maar tegenwoordig begint men er meer van te begrijpen. Insecten hebben namelijk allemaal vliezige vleugels om te vliegen, die beweegbaar zijn. Hierdoor kunnen ze van vorm veranderen tijdens de vlucht, wat kleine luchtwervelingen veroorzaakt die geen toeval zijn, maar waarvan gebruik wordt gemaakt om efficiënter te kunnen vliegen.

In zweefvlucht kan de vleugelstand ten opzichte van de luchtstroom, de invalshoek, tot 50° omhoog bedragen voordat het insect overtrokken raakt en uit de lucht valt.^[1] De meeste insecten zijn echter te klein voor zweefvliegen en moeten hun vleugels constant en snel bewegen. Een uitzondering zijn grotere vlinders.

Een insect gebruikt voor het vliegen een combinatie van aerodynamische effecten. Door de vleugels te bewegen ontstaan er luchtwervelingen en kleine draaikolkjes (vortex), waar insecten bij het vliegen gebruik van maken. Andere dieren als vogels en vleermuizen kunnen door de relatief stijve vleugels geen gebruik maken van wervelingen. Bij de opgaande beweging worden de toppen van de beide vleugels naar elkaar toegebracht en bij de neergaande beweging gaan ze weer uit elkaar, waardoor er lift optreedt. Daarnaast kan de voor- en achterrand van de insectenvleugel meer of minder opgetild worden, waardoor er een gebogen vleugeloppervlak ontstaat met nog meer of minder lift en het insect omhoog of omlaag gaat. Dit laatste gebeurt door spieren die vergelijkbaar zijn met schouderspieren. Niet alleen bij de neergaande, maar ook bij de opgaande slag treedt lift op. De vlieg Echinomia grossa kan de voor- en achterkant van de vleugels tot bijna 180° draaien, waardoor deze ondersteboven of zijwaarts kan opvliegen.