Кто из обитателей живой природы может ходить по воде и почему. Водомерки насекомые Насекомое быстро скользящее по поверхности воды

Чудесное хождение Христа по воде никто не может повторить, ну разве что некоторые представители животного мира... Какие же силы им помогают?

Пожалуй самым известным бегуном по воде является клоп-водомерка . Почти всю жизнь водомерки скользят по поверхности водоемов в поисках добычи, только на зиму они перебираются на сушу и прячутся во мху или под корой старого пня. Но в чем же секрет бегунов? Во-первых, благодаря маленькому весу и размеру. Во-вторых, все тело насекомого покрыто водоотталкивающими жирами, которые не позволяют водомерке намокнуть. И в третьих, клопу помогает держаться на плаву густошерстистый покров, особенно на кончиках лапок, которые имеют непосредственный контакт с водой, - на одном квадратном миллиметре может вырасти до 16 тысяч волосинок. Меховой покров со временем намокает, и если его во время не расправить и не просушить - клоп моментально пойдет на дно.

Отлично себя чувствует на поверхности воды жук-вертячка . Задние лапки жука преобразовались в лопасти для увеличения скорости бега и крутого маневрирования. Особенно в период спаривания вертячки исполняют сложные пируэты и выкрутасы - самцы, набирая скорость, делают резкий поворот под острым углом и медленно, словно пижоны на крутой тачке, проплывают мимо самочек, последние же в ответ выписывают завитки и спирали.

Подобной техникой обладают и пауки-рыболовы. Огромное количество ворсинок на теле насекомого, покрытое жирным водоотталкивающим слоем, и совсем маленький вес позволяют паукам без труда скользить по поверхности воды. Как и водомерки, пауки держаться на поверхности на трех лапках и пара лапок служит "веслами".

Бегать по воде могут и более крупные представители животного мира как ящерицы, птицы и дельфины.

Василиски живут у берегов водоемов, скрываясь в кустах и на деревьях, но в случае опасности он прибегает к своей удивительной способности - бегать по воде. Он держится на поверхности воды благодаря частым и коротким шлепкам. Контакт с водой длится всего 0,068 секунды. При каждом замахе, перепонки между пальцами захватывают небольшое количество воздуха, образуя специальную подушку, из-за которой лапа не намокает. За эту чудесную способность василисков называют "ящерицами Иисуса Христа".

Птицам легче бегать по воде, чем ящерицам, поскольку крылья создают подъемную тягу, к тому же помогает быстрое перебирание широкими лапками. Очень часто водную взлетную полосу выбирают те пташки, которые по земле передвигаются медленно и неуклюже.

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.

Птицы поганки, устраивающие брачные забеги на водоёмах, бегают по воде иначе, чем василиски.

Мы не удивляемся, когда видим водомерку, скользящую по воде - нам кажется, что лёгкому насекомому легко удержаться на зыбкой поверхности (хотя стоит добавить, что дело не только в ничтожном весе водомерок, но и в особых волосках, покрывающих их тело и кончики ног). Но вот когда по воде начинает бежать, к примеру, крупная водоплавающая птица, это уже кажется странным.

Западноамериканская поганка (Фото Mike Forsman / Flickr.com.)

Западноамериканские поганки в брачном забеге. (Фото Paul Souders / Corbis.)

Поганка Кларка с детёнышем. (Фото Ron Wolf / Flickr.com.)

Василиск, бегущий по воде. (Фото Bence Mate / Visuals Unlimited / Corbis.)

Бегом по воде занимаются поганки, причём они не помогают себе крыльями. Кроме поганок, такой трюк умеют выполнять ящерицы василиски. С точки зрения физики, ничего невозможного тут нет, и многие, пожалуй, вспомнят известную задачу П.Л. Капицы: «С какой скоростью человек должен бежать по воде, чтобы не утонуть?» Любопытные читатели могут найти её решение в интернете, мы же лишь укажем на то, что в самой формулировке кроется некоторая подсказка: скорость бега, очевидно, должна быть большой. Действительно, если посмотреть на бегущих поганок, они перебирают лапами очень быстро, делая как минимум 20 шагов в секунду. Но секрет «хождения по воде» одной лишь скоростью не исчерпывается.

Зоологи из Гарварда, наблюдавшие за поганкой Кларка и западноамериканской поганкой в их естественной среде, сделали более сотни видеозаписей с бегущими птицами, однако всего лишь два видеоролика позволили построить трёхмерную модель движений птичьих лап. Конечно, у поганок (и у ящериц василисков) лапы всё-таки погружаются в воду, так что они делают отчасти шаг, отчасти гребок. Но оба движения – то есть погружение лапы в воду и вытаскивание её из воды – птицы делают иначе, чем ящерицы. На воду поганки кладут лапы с растопыренными пальцами, проводят их под водой, а потом сжимают пальцы и вытаскивают лапу на поверхность, отодвигая её в сторону. Сжатые в «кулак» пальцы и движение вбок позволяет уменьшить при этом сопротивление воды.

Такое пропеллерообразное движение непохоже на то, что делают василиски, которые двигают лапами в одной плоскости, не отклоняя их в стороны и не сжимая пальцы. В статье в авторы пишут, что строение лап и частота, с которой они двигаются, обеспечивают поганкам до 30-55% подъёмной силы, необходимой, чтобы держать птиц «идущими». А вот остальные проценты обеспечивает именно характерная манера двигать лапами назад и вбок. Портал Science , рассказывающий вкратце об исследовании, упоминает о другой работе, также опубликованной в The Journal of Experimental Biology , но ещё в 2001 году – в ней говорилось о том, что своеобразная манера двигать лапами делает поганок ещё и выдающимися ныряльщиками. Возможно, что птицы смогут подсказать инженерам некоторые идеи относительно того, как можно усовершенствовать наши плавательные аппараты.

Но мы пока ничего не сказали о том, зачем птицы занимаются «надводным» бегом. Больших сюрпризов тут нет: считается, что поганки в таких забегах выбирают партнёра, что это просто-напросто брачный танец. Собственно пробежке предшествует прихорашивание и обмен приветствиями, которые длятся несколько секунд, сам же бег длится тоже недолго, около 7 секунд. Причём в искусственных условиях такое поведение почти не удаётся увидеть, возможно, из-за того, что в вольерах, под назойливым вниманием со стороны людей, не получается создать достаточно романтической атмосферы.

Видео с бегающими по воде поганками можно посмотреть .

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.

Водомерка входит в состав семейства водомерок, которое относится к отряду клопов (Hemiptera) и приспособлена к скольжению по поверхности стоячих вод.

Внешние признаки водомерки

Водомерки – насекомые, название которых очень точно соответствует их образу жизни. Существует около 700 видов водомерок и все они обитают в воде, с необыкновенной легкостью скользя по поверхности водной глади. Своей удлиненной формой они напоминают маленькие лодочки.

Защитная окраска водомерок бурая, темно-коричневая, иногда почти черная. Такое приспособление позволяет водомерке оставаться незаметной для птиц на фоне темного цвета поверхности стоячих водоемов.

Обычно у водомерок, обитающих в больших водоемах, крылья отсутствуют, они им просто не нужны.

А обитателям небольших луж крылышки крайне необходимы, чтобы перелетать с места на место по мере высыхания водоемов. У этих водомерок под надкрыльями скрываются довольно хорошо развитые перепончатые крылья, но летают насекомые редко.

Передвижение водомерок по воде

Водомерки – настоящие виртуозы скольжения по водной глади. Они способны с помощью своих длинных ног бегать по воде, как конькобежцы по гладкому льду.

Встретив препятствие – полосу ряски или других водных растений, «конькобежцы» совершают ловкие прыжки и преодолевают преграду сильными скачками. Главное участие в подобных маневрах принадлежит двум задним парам ног. Лапки водомерки покрыты жировым веществом и не смачиваются водой, поэтому насекомое легко скользит по поверхности воды. Кроме того, во время движения перед очередным гребком конечностей в воде возникают крошечные завихрения. Эти мини-водовороты помогают водомерке перемещаться по поверхности без всяких усилий и в тихом пруду и в беспокойном океане.

Учёные доказали, что водомерки любого размера используют свои конечности как вёсла, — гребут и передают импульс воде главным образом через дипольные завихрения, создаваемые их лапками. Для проверки этого предположения исследователи создали искусственное насекомое, способное двигаться, как водомерка.
По-английски водомерка — «уотер страйдер» или «шагающая по воде». Робота назвали «робострайдер», и искусственная водомерка смогла передвигаться по воде, как ее естественный аналог.

При движении водомерка широко расставляет ноги, равномерно распределяя вес тела на значительной площади.

Особенности строения ног также связаны с передвижениями насекомых по воде: тонкие ноги водомерки в местах соединения с туловищем чрезвычайно утолщены, там находятся сильные мышцы, которые участвуют в сильных движениях.

Водомерка не может утонуть, даже если ее специально опустить в воду.

Брюшная сторона тела покрыта белыми волосками с воскообразным веществом, поэтому вода не смачивает тело и ноги водомерки.

Дело в том, что между мельчайшими волосками удерживаются пузырьки воздуха. А так как вес насекомого небольшой, то этот воздух не дает водомерке утонуть.

Питание водомерок

Водомерки являются хищниками. Они питаются насекомыми и мелкими животными, которых находят на поверхности воды. Обнаружив добычу с помощью больших шарообразных глаз, хищник бросается на нее и хватает передними ногами, форма которых похожа на крючок. Затем водомерка пускает в ход свой острый хоботок, вонзая его в тело жертвы и высасывая содержимое. В спокойном состоянии водомерка подгибает хоботок под грудь. У водомерки довольно длинные усики, которые являются органами обоняния и осязания.

Размножени водомерок

Водомерки откладывают свои яйца на листьях водных растений в один ряд, причем яйца склеены слизистым веществом. Кладка похожа на длинный желеобразный шнур, состоящий из около 50 яиц. Некоторые кладки совершаются без слизистого вещества и образуют цепочку яичек, просто лежащую вдоль края листа водного растения, в этом случае яички расположены параллельно друг другу в один ряд. Более мелкие виды водомерок просто втыкают свои яйца в растительную ткань.

Особенности жизни водомерок

Водомерки великолепно бегают по воде, но они абсолютно не приспособлены для длительного передвижения по суше. Поэтому водомерки на сушу выбираются только тогда, когда приходит время устраиваться на зимовку. Они неуклюже ковыляют по земле в поисках укромного места. Зимуют насекомые недалеко от воды, под корой, во мху или в расщелинах дерева.

Передние ноги у водомерок короче остальных ног и необходимы для хватания пищи, отталкивания при передвижении, а ещё – для драки.

Водомерки не упускают возможности удержать свою добычу. Не поделив кусочек, несколько драчунов с разбега цепляются передними конечностями, и, не удержавшись, падают и катаются на поверхности воды. Добыча достается самой хитрой и ловкой водомерке, которая уносит пищу в укромное местечко и пожирает, пока другие разбираются между собой. С помощью передних ног насекомое регулирует скорость передвижения, а остальные четыре ноги являются опорой и служат рулем.