Бегающие по воде. Кто из обитателей живой природы может ходить по воде и почему Насекомое по воде
Все мы видели на водной глади необычных насекомых, которые с легкостью скользят по поверхности воды. Конечно же, это водомерки.
Они похожи на маленькие лодочки, ведь тело насекомого удлиненное, а цвет от коричневого до черного.
Три пары ног помогают своей хозяйке так легко бегать по водной глади, что мы удивляемся: как это у них так получается?
Оказывается, на лапки водомерки одеты подушечки из густых волосков, которые покрыты жиром. Впрочем, и тело насекомого покрыто отталкивающими воду волосками, поэтому она всегда выходит из воды сухой.
Водомерки неплохо прыгают, если на пути преграда. Передние ноги (они короче остальных ног) служат им для хватания пищи, двигателем при передвижении, а ещё – для драки.
Да, да, не удивляйтесь, эти малыши умеют постоять за свою еду. Не поделив лакомый кусочек, несколько забияк с разгона сцепляются передними конечностями, потом, не удержавшись, падают и катаются на поверхности воды.
Самая ловкая и хитрая водомерка уносит добычу в укромное местечко, пока другие возятся между собой.
С помощью передних ног, она контролирует свою скорость передвижения, а остальные четыре ноги – это опора, и руль насекомого. Все они хищники , питаются беспозвоночными .
Видя еду, подают сигналы (колебания воды), и со всех сторон бегут на обед эти торопливые насекомые. Рот в виде хобота, с помощью которого она высасывает «соки» у жертвы. Зрение хорошее, а достаточно длинные усики играют роль осязания и обоняния.
Размножаются они все лето, откладывая яйца (до 50 штук) на листья водных растений, образуя один ряд длинного желеобразного шнура.
Морские водомерки выбираются на сушу, ища укромное место во мху или старых пнях, для зимовки. Они неуклюже ковыляют по земле, теряя свою грациозность. Ходить по суше, не то, что скользить по воде.
У некоторых видов водомерок есть крылья и надкрылья. Такие насекомые перелетают на другие водоемы с целью расселения, или если прежнее место жительство пересохло.
Водомерка большая. Она и правда самая большая, её размер в длину достигает до 17 мм. Имеет рыжеватый цвет тела, крылья. Питается насекомыми.
Пресноводные водомерки питаются упавшими насекомыми на воду. Размер насекомого около 8 - 10 мм. Есть крылья, а значит, могут летать.
Прудовая водомерка длиной до 10 мм. Окрас темно-бурый, ноги светлые, а на передних конечностях еще есть черные полосы на бедрах. У самок брюшко красное, у самцов – черное. Имеются крылья. Едят насекомых.
Морская водомерка (её длина около 5мм) меньше размером пресноводной, единственный представитель насекомых в море. Зато морская водомерка быстрее бегает – 3,5 км/ч. Может напасть на медузу, физалий. Не брезгует отведать икру рыб.
Обитают в Индийском и Тихом океанах. Яйца откладывают на плавающих предметах. Они живут на открытой воде за многие километры от суши. Крыльев у них нет. Распространены водомерки везде, де есть водная стихия.
- Класс – Насекомые
- Отряд - Полужесткокрылые
- Семейство - Водомерки
В летнюю погоду на берегу тихой речки или пруда можно заметить за интересным насекомым - водяным клопом. Его также называют водомеркой, что более знакомо многим из нас. Это название точно отображает образ жизни своеобразного насекомого. Они быстро скользят по поверхности воды, расставив свои длинные и тонкие лапки. Что это за насекомые, их среда обитания, чем питаются и почему их так назвали?
Водомерки относятся к семейству полужесткокрылых насекомых подотряда клопов. Ученые насчитывают более 700 видов этих насекомых. Мы имеем возможность наблюдать в природе наиболее распространенный вид, обитающий на поверхности воды.
Все тело и кончики лапок водяного клопа покрыты жесткими волосками, которые не смачиваются водой. Именно такое водоотталкивающее покрытие дает возможность водомерке легко перемещаться по воде и не тонуть. Они скользят по водной глади, широко расставив ножки. У них 3 пары ног - средние и задние используют для передвижения, опоры, в качестве руля. Пара передних более коротких ног служит для удержания добычи и своеобразным двигателем при движении.
Чтобы повернуться водомерка двигает ногами в разные стороны. Их вытянутое тело может быть длиной от 1 до 20 мм
бурого или темно-коричневого окраса. Когда насекомые преодолевают препятствия, могут совершать скачки. У них замечательное зрение, а также способность передавать и получать информацию с помощью колебаний поверхности воды. Часто чувствительные усики используются самцами, чтобы найти самку для спаривания.
Речные или озерные особи крыльев не имеют, поскольку они им не нужны. Есть также насекомые, обитающие в лужах. Они имеют крылышки, которые им необходимы, чтобы перемещаться, когда лужи высыхают.
К числу наиболее известных видов относятся:
- большие - самые крупные в наших регионах, длина их тела достигает 17 мм;
- медлительная палочковидная водомерка - обитает в Сибири, а ее тело напоминает палочку, поэтому она так и называется;
- прудовая - отличается ярким окрасом лапок.
То, что выглядит совершенным чудом, порой оказывается простым явлением природы. В ходе эволюции более 1200 видов животных развили у себя способность ходить по воде: от крошечных насекомых и пауков до рептилий, птиц и даже млекопитающих.
На фото: шлемоносный василиск; nationalgeographic
Муравьи никогда не отличались способностями к плаванию, однако последние исследования показывают, что многие из них на удивление умело действуют в окружении воды. Среди 35 изученных видов тропических муравьев более половины показали высокие результаты по части своеобразного «плавания», уверенно держась на водной поверхности. Этот навык позволяет им ловко сбегать от хищников, не уходя при этом на дно. Такие наблюдения были опубликованы в номере журнала «Современная биология ».
Фото: full-hd-oboi
Прогулки по воде – вовсе не волшебство: физика способна объяснить этот феномен. Крошечные животные могут спокойно скользить по водной глади за счет того, что их вес поддерживается поверхностным натяжением – силой, возникающей при «цеплянии» молекул воды друг за друга.
«Поверхностное натяжение – это свойство, возникающее при контакте воздуха и воды, порождающее эффект своеобразного батута на поверхности» – объясняет Джон Буш, профессор Массачусетского Технологического Института, изучающий гидродинамику.
Водомерки
Фото: vokrugsveta.ru
Существует около 340 видов водомерок – насекомых, проводящих большую часть своей жизни в перемещениях по водной поверхности. Они принадлежат к группе так называемых глайдеров (планеров) – существ, способных передвигаться по воде. Среди их «коллег» можно выделить пауков-рыболовов и гекконов.
Надавливая своими невесомыми ногами на воду, водомерка создает на ее поверхности микроуглубления, не прокалывая верхнего слоя насквозь. Импульсы образовавшегося натяжения приводят насекомое в движение маленькими толчками. Попеременно двигая парами ног, водомерка скользит по воде. Её мерные шаги создают след из еле заметных водоворотов, помогающих движению. Конечности этого изящного насекомого покрыты слоем водоотталкивающих волосков, что придает дополнительной непотопляемости.
Пауки-рыболовы
Фото: Corbis
Вдоль речных берегов Северной Америки обитают пауки-рыболовы – довольно крупные создания, способные съесть пескаря или небольшую лягушку. В основном эти членистоногие питаются насекомыми, охотясь сквозь толщу воды. На плаву рыболов держится благодаря покрывающим его лапки водоотталкивающим волоскам.
Паук-рыболов имеет несколько стилей передвижения по воде: во время неспешных прогулок он уподобляется водомерке, а при преследовании добычи или побеге от хищников его шаг переходит в настоящий галоп.
«При беге пауки чередуют пары своих лапок, по очереди отталкиваясь каждой из них от поверхности. Таким образом они буквально подбрасывают себя в воздух, пружиня на воде» – рассказывает профессор биологии Роберт Сутер из колледжа Вассар.
Помимо прочего, эти существа способны плыть подобно паруснику: улавливая ветер поднятыми вверх лапками, пауки позволяют его дуновениям подхватывать себя и легко толкать вперед по глади воды. По словам профессора Сутера, такой стиль передвижения может способствовать путешествиям пауков на длинные дистанции практически без затрат энергии.
Карликовые гекконы
Хрупкий бразильский карликовый геккон, имеющий размер около 4 см, казалось бы, способен утонуть в мельчайшей луже. Однако эта ящерица в ходе эволюции обзавелась несколькими уловками, позволяющими оставаться в безопасности в дождевых лесах, являющихся ее местом обитания.
Поскольку размеры этой рептилии очень малы, она может позволить себе спокойно перемещаться по воде подобно водомеркам и паукам-рыболовам. Кроме того, геккон имеет в распоряжении водоотталкивающую кожу, не дающую телу прорвать поверхностное натяжение воды.
Ящерица-василиск
Василиски, древесные ящерицы Центральной Америки, получили в народе прозвище «Ящерица Иисуса Христа» за свою способность ходить по воде. Будучи испуганными, василиски могут пробегать на задних конечностях по поверхности водоема до 4,5 метров.
Вес ящериц-василисков не позволяет им скользить по воде в спокойном состоянии, поэтому они относятся учеными к группе «ударников» — животных, вынужденных усиленно двигаться, чтобы оставаться на плаву. «Ударная» техника заключается в стремительном обрушении на водную поверхность серий шагов, прорывающих поверхностное натяжение и получающих ответный толчок. Импульс от каждого толчка сохраняется в течение достаточного для следующего шага времени, при этом ящерицам приходится прилагать огромные усилия для стабилизации своего вертикального положения.
Западноамериканская поганка
Заподноамериканские поганки — птицы, которые большую часть времени проводят в водоемах. Природа наделила их мощными ногами и короткими крыльями, создающими не слишком удобные условия для сухопутного образа жизни. Захватывающе красивый и сложный ритуал ухаживания этих птиц именуется не иначе как «порыв»: самец и самка синхронно разворачиваются, делают стремительный рывок вперед, резко поднимаются над водой и с яростным хлопаньем крыльев «бегут» по поверхности водоема, перебирая по ней ногами.
Перемещаясь таким образом на расстояния до 9 метров, поганки совершают около 22 шагов в секунду. Пальцы этих птиц не имеют перепонок – их строение напоминает небольшие весла, что помогает выравнивать положение тела при передвижении по воде.
Дельфины
Фото: hqoboi.com
Даже столь крупные животные, как дельфины, время от времени могут «пройтись» по воде. Представитель Общества охраны китов и дельфинов Майк Боссли изучает поведение этих млекопитающих в австралийском порту на протяжении 25 лет. Недавно он заявил о существовании такого феномена, как «ходьба на хвосте». Энергично хлопая хвостом по воде, дельфины способны принимать вертикальное положение тела над ее поверхностью и таким образом продвигаться вперед. При подобном перемещении погруженным в воду остается лишь кончик хвоста.
Трюку с хождением на хвосте дельфины успешно учатся в неволе, в свободных водах же такое явление оказывается довольно редким. Как-то раз Боссли увидел самку дельфина, «прогуливающуюся» на хвосте. Впоследствии к ней присоединились все местные дельфины, переняв ее технику. Ученые затрудняются назвать вероятные причины подобной ходьбы. Вполне возможно, дельфины таким образом просто забавляются, получая удовольствие.
Водомерки словно по льду легко скользят по поверхности прудов и ручьев. Как им удается «ходить по воде» и оставаться при этом полностью сухими?
Детальное изучение поверхности лапок водомерок дает удивительный ответ. Многие насекомые при соприкосновении с поверхностью воды прилипают к ней, а лапки водомерок покрыты тысячами пушистых крошечных волосков, известных как микроволоски, которые задерживают воздух и образуют плавающую подушку.
Эти иглоподобные нити в десятки раз уже человеческого волоса и защищены специальным воском. Каждая нить также покрыта упорядоченно расположенными микроскопическими каналами или нанобороздками. При намокании, бороздки удерживают крошечные пузырьки воздуха. В результате создается эффективный водонепроницаемый или гидрофобный барьер. Используя в своих интересах природное поверхностное натяжение самой воды, водомерка остается сухой.
Подобный дизайн микроволокон имеют и . Но у этой ящерицы бороздки разделены на тысячи маленьких ветвей. Шероховатая поверхность геккона создает силы притяжения на молекулярном уровне (называемые «силы Ван-дер-Ваальса»), благодаря которым он способен ползать по потолку и стенам.
Волоски на лапках водомерки покрыты крошечными каналами, называемыми нанобороздками. Эти каналы удерживают пузырьки воздуха, которые образуют плавающую подушку.
Исследователи из Китая измерили степень, до которой водомерки способны оставаться не погруженными в воду. Они создали искусственную модель лапки водомерки, оснастили её волосяными фолликулами, а затем расположили на поверхности воды и мягко надавили. Лапка сделала в толще воды углубление, не потонув при этом, и смогла удержать вес, в 15 раз превышающий массу тела водомерки перед тем, как, наконец, прорвалась через поверхность воды.
Исследования водомерок могут помочь в создании миниатюрных плавающих роботов, которые могут следить за качеством воды. Кроме того, добавление невидимого слоя из микроволосков может привести к появлению новых водоотталкивающих тканей и красок.
Водомерки скользят по водным поверхностям с невероятно высокой скоростью. Делают они это с помощью одного ловкого трюка: они погружают кончики своих лапок в воду и создают маленькие воронки или водовороты. Затем насекомое отталкивается от «мини-стенки» образовавшейся воронки и быстро отлетает вперед.
Водомерки способны преодолевать за одну секунду расстояние в сто раз превышающее длину их собственного тела . Если увеличить эту скорость до наших масштабов, это равносильно тому, как если бы человек передвигался со скоростью 640 км/ч.
На протяжении недели Сотворения Бог создал всех живых существ, включая удивительных водомерок. Их устройство и поведение далеко не просты. Наоборот, эти насекомые показывают сложный творческий дизайн и дают ученым практические идеи для создания множества новых продуктов.
У нас еще нет обуви, которая позволяла бы нам с легкостью ходить по поверхности воды как это делают водомерки, но вы только представьте, какие бы это дало нам возможности!
Доктор Дон Деянг - председатель кафедры физических наук в колледже Грейс, Вайнона Лейк, штат Индиана. Он является активным спикером в проекте «Ответы в книге Бытия» и автором 17 книг на тему связи между Библией и наукой. На данный момент доктор Деянг является президентом Общества исследования сотворения, которое насчитывает по всему миру сотни членов.
Ссылки и примечания
Хочу ее чуть продолжить, т.е. рассказать не только о водомерке, о том как она бегает по воде, но и о том, кто же из обитателей живой природы так же может ходить по воде и почему. Опыты мне помогал проводить Денис Зеленов, 10 лет. Физика в живой природе — интересный ракурс.
Что помогает дикобразу держаться на поверхности воды?
О дикобразе можно с уверенностью сказать, что даже если он захочет, то не сможет утонуть, так как полости внутри его многочисленных игл заполнены воздухом. Это помогает животному держаться на поверхности воды .
Как видно из проведенного опыта: зеленый резиновый шарик не надутый тонет, а наполненный воздухом розовый шар – плавает. Так же как и дикобраз. Это, конечно, нельзя назвать хождением по воде, скорее – плавание.
Что помогает птицам держаться на плаву?
Мы много раз видели на озерах, как плавают лебеди, утки. Они легко удерживаются на плаву.
Это потому что их перья полые, и они очень плотно прилегают друг к другу, создавая воздушную прослойку. Также перья птицы имеют смазку, защищающую их от намокания. Их тело вырабатывает жир. При помощи клюва птица постоянно смазывает свое оперение жиром, который отталкивает воду. Вода не может намочить перья, что помогает птице сохранять тепло и держатся на воде.
Это легко проверить следующим опытом: берем два нитяных клубочка и один из них окунаем в растительное масло. Затем положим их в стаканы с водой и увидим, что промасленный нитяной клубочек плавает, а второй – утонул.
А еще водоплавающие птицы «бегут» по воде при взлете. Так им удается развить большую скорость. Быстро перебирая лапами, и одновременно работая крыльями, разгоняются, пока не наберут скорость достаточную для отрыва. Затем изо всех сил отталкиваются от поверхности воды и взлетают. Это напоминает самолет при взлете.
Что держит жука водомерку на плаву?
Водомерка очень свободно чувствует себя на поверхности воды, оставаясь на плаву. У нее лапки покрыты тысячами крошечных волосинок, которые не намокают.
Если присмотреться, то можно увидеть, что там, где ее тонкие длинные ноги соприкасаются с поверхностью воды, на воде появляются небольшие вмятины. Поверхность воды ведет себя так, как если бы она была покрыта тонкой резиновой пленкой, которая под весом жука растягивается, но не разрывается при этом. Вода отвечает давлением, обращенным изнутри наружу, стремясь восстановить свою ровную поверхность. Это явление называется поверхностным натяжением воды. Его можно наблюдать на ложке наполненной водой до краев – вода на ложке как бы «горкой», что хорошо видно из опыта. Капля воды в состоянии полета, в невесомости сохраняет форму шара только благодаря силе поверхностного натяжения. Его еще называют «кожей» воды.
Наличие силы на поверхности воды мы можем наблюдать на следующем опыте: уложим на воду металлическую швейную иголку или канцелярскую скрепку. Они, как и водомерка, будет удерживаться на ее поверхности.
Эти опыты показывают, что водомерке удержаться на воде помогает сила поверхностного натяжения воды . Вес насекомого уравновешивается поверхностным натяжением, сила которого превышает массу тела водомерки. Благодаря этому водомерка остается на плаву и может выполнять прыжки вверх в воздух подобно прыжкам человека на батуте. Таким образом, водомерки имеют как бы два вида походки: прыжок вверх в воздух и скольжение по воде. Многие из нас наблюдали, как ловко жучки водомерки скользят по воде! Скорость их передвижения до 100 км/час. Как это у них получается? Ученые доказали что водомерки пользуются своими конечностями, словно веслами. Только они не погружают свои «весла» в воду. От лапок образуются ямки на поверхности воды. Эти ямки работают, словно лопасть весла. Каждый гребок создает за лапками мини- водоворот, завихрения в воде. Благодаря этому водомерка и движется вперед, как бы отталкиваясь от задней «стенки углубления», как это изображено на рисунке.
Упрощенная модель лапки водомерки
Как ящерица василиск бежит по воде?
Шлемоносный василиск живет в центральной Америке. Весит он около 100 грамм. Василиск — редчайшее существо, которое бегает по воде со скоростью до 12 км/ час, т.е. в два раза быстрее, чем человек. Удерживаться на воде и бегать по ней ящерице помогают частые удары лапками. При этом в воде возникают ямки со стенками. Эти стенки, при быстро-повторяющихся ударах, за короткий промежуток времени между двумя соседними ударами ведут себя как твердые. Когда ящерица толкает воду ногой вниз и назад, то вода отвечает с такой же силой, толкая ее вверх и вперед. Отталкиваясь, ящерица бежит по воде как посуху.
Как ходит по воде паук рыболов?
Наиболее искусный водоход — это пизаурид, паук рыболов. Может скользить по воде, так как это делает водомерка. Может вставать в воде на задние лапки и бежать как ящерица василиск! Но самый быстрый способ передвижения паука — это передвижение под парусом. Когда дует ветер, паук машет передними лапками, или задирает все тело и позволяет ветру тащить его по воде, как парусную лодочку. Даже легкий толчок ветра может пронести его через весь пруд.
Как оказалось, очень немногие существа способны ходить по воде.
Интересный выдался денёк. Сегодня вы узнали как действует физика в природе. Надеюсь, вам было интересно. И если вам понравилась Веселая наука, то примите от меня подарок . Сборник увлекательных экспериментов, опытов и фокусов с водой.
