Бегающие по воде. Кто из обитателей живой природы может ходить по воде и почему

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.

Прежде чем раскрывать секрет водомерок, необходимо вспомнить некоторые азы физических свойств воды. Как известно, воздушная и водная среды разделены особой пленкой поверхностного натяжения. На границе двух фаз силы притяжения, возникающие между молекулами воды, не уравновешены, т.е. сумма сил, которые действую вниз, оказывается в разы больше, чем сумма сил, действующих вверх. Благодаря этому плотность воды водоема получается чуть выше, чем в основном водном слое.

Но это еще не все! Молекулы, стремящиеся вниз, приводят к возникновению своеобразной эластичной мембраны, которая способна поддерживать на поверхности воды объекты плотностью выше оной. Однако здесь существует одно условие: эти объекты должны быть сухими. Если их смочить, то они самостоятельно притянут к себе молекулы воды, что нарушит структуру поверхностной пленки.

Любопытно, что эти удивительные физические свойства водной пленки используют в своих целях различные . Стоит перейти от физики к зоологии. Как известно, на границе двух сред отличается весьма заметным преимуществом. Наиболее известными обитателями поверхностей водоемов являются, конечно же, водомерки.

Кто такие водомерки?

Это небольшие из полужесткокрылых. Проще говоря, это клопы. Как и их сородичи, водомерки оснащены колюще-сосущим ротовым аппаратом (хоботком), который позволяет вводить в тело своей добычи специальные вещества, парализующие и разлагающие ее ткани. Это необходимо для того, чтобы высосать из жертвы готовый «бульон».

Водомерки – это хищные создания. Их основной пищей служат случайно упавшие на поверхность воды насекомые. Если будущий обед достаточно велик по своим размерам, то им могут полакомиться сразу несколько водомерок. Тем не менее, эти создания предпочитают охотиться и кормиться в одиночку.

Как водомерка удерживается на воде?

Эта нехитрая способность водомерок объясняется вышеописанными физическими свойствами воды. Всему виной так называемая сила поверхностного натяжения. Если пересказать суть этого «фокуса», то получится следующее: в пограничном слое между воздухом и толщей воды находятся молекулы воды, на которые снизу (из глубины) действует сила, в несколько раз , чем сверху. Из-за этого на поверхности воды образуется некая тончайшая мембрана. Вот именно она и удерживает водомерку, которая с удовольствием ведет свою жизнедеятельность.

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.

В мире живет огромное количество удивительных существ. Одни обитают в небе, другие на земле, а третьи и вовсе предпочитают воду. Однако есть и те, кто умело сочетает одновременно все три стихии. водомерка. И именно о ней пойдет речь в нашей статье.

Насекомое водомерка: почему так назвали маленького жучка?

"Водомерка" - название жука, привычное для русскоязычных стран. Наши предки придумали это имя, глядя на то, как насекомое скользит по воде. У них складывалось впечатление, что своими движениями оно словно меряет воду. При этом данное название настолько привязалось к жуку, что даже сегодня его кличут по-прежнему. Хотя в английском языке его имя звучит как water strider, что в переводе означает «бегающий по воде».

Общая информация о виде

Нужно отметить, что это весьма распространенное насекомое. Водомерка обитает практически повсеместно, за исключением разве что холодных земель Арктики и Антарктики. Ученые причисляют этих существ к семейству полужесткокрылых насекомых, подотряду клопов. На сегодняшний день известно более 700 видов водомерок, которые отличаются не только внешностью и размерами, но и привычным для них образом жизни.

Внешний вид и отличительные черты

Итак, как же выглядит водомерка? Насекомое, фото которого больше похоже на плавающую палочку, имеет довольно длинное, вытянутое тело. В зависимости от подвида, его размер может колебаться от 1-2 см до 4-5 мм. При этом наиболее крохотным считается насекомое, обитающее в морских просторах.

Главной особенностью любой водомерки являются длинные ноги. Зачастую их размер превышает само тело клопа. Подобные пропорции связаны с тем, что лапки - это залог выживания вида. Ведь именно они позволяют насекомому быстро скользить по Всего у водомерки шесть конечностей. Также у нее есть крылья, но ими она пользуется довольно редко.

Большинство представителей этого вида окрашено в тусклые тона. Наиболее распространенными являются коричневый и черный цвета. К слову, подобный окрас не случаен - природа специально наградила им насекомое. Водомерка почти всегда находится на открытом пространстве, потому темные тона, прекрасно сливающиеся с водой, - это ее единственный шанс защититься от постоянно голодных птиц и земноводных.

Умение бегать по волнам

Водомерка - насекомое, описание которого всегда сводится к рассказу о его удивительной способности противостоять водной стихии. Так как же ей удается не тонуть? Все дело в том, что лапки клопа покрыты специальным веществом, по своей структуре напоминающим жир. Это создает некое подобие барьера, не дающего конечностям погрузиться в воду.

К тому же насекомое умеет грамотно распределять вес: нагрузка ложится не на одну точку, а равномерно переносится на все шесть конечностей. Что касается большой скорости передвижения, то она достигается за счет быстрых, импульсных гребков. Именно они создают позади водомерки завихрения, которые толкают ее вперед.

Примечательно то, что клоп может плавать как по зеркально ровным поверхностям, так и среди волн. Именно это умение позволяет водомеркам селиться на различных типах водоемов, что существенно увеличивает их выживаемость, а следственно, и популяцию.

Рацион

Не стоит думать, что это мирное насекомое, водомерка - настоящий хищник. Она смело нападает на любое мелкое существо, которому не повезло очутиться на поверхности воды. Подобная наглость вполне оправдана, так как другие насекомые не способны дать ей отпор, находясь в чуждой им стихии.

Принцип охоты у водомерок очень прост. Как только добыча падает в воду, они молниеносно подплывают к ней и цепляются за тело крючкообразными передними лапками. Затем хищник пробивают панцирь жертвы с помощью острого хоботка, расположенного на голове. После водомерке остается лишь высосать жидкость из тела несчастного существа.

Особенности поведения водомерок

Многие ошибочно предполагают, что это исключительно водное насекомое. Водомерка действительно проводит большую часть своей жизни в пруду, но это не означает, что она не способна покорять другие стихии. Например, у нее есть крылья, позволяющие совершать небольшие перелеты. Пользуется она ими в том случае, если ее родной водоем начинает пересыхать и ей необходимо отыскать новое убежище.

Также эти клопы могут ползать по земле. Делают они это весьма неумело, так как тонкие лапки постоянно застревают в мелких трещинах и разломах. Однако несмотря на это, суша для них жизненно необходима. Все дело в том, что водомерки не могут зимовать в воде, а потому ищут себе теплый домик в земле или на дереве. Таким образом, этот действительно уникален, ведь он сумел покорить сразу три стихии.

Природные враги

Главными врагами водомерок являются птицы и земноводные. Первые ловят насекомых в тихую солнечную погоду, а вторые умело выслеживают их у кромки берега. Естественно, большого вреда популяции они нанести не могут, но единичным особям явно придется смириться с печальной участью.

Единственный в мире подводный паук July 4th, 2015

Представитель семейства Argyronetidae - Argyroneta aquatica единственный из пауков, который отлично приспособился к подводному существованию. Чаще всего он встречается в стоячих или медленно текущих водах, богатых растительностью.

Пауки-серебрянки хорошо адаптируются в условиях аквариума. Их можно содержать в любых сосудах - и в стеклянных банках (по одному экземпляру), и в больших емкостях (несколько взрослых особей). При этом обязательно присутствие водных растений, среди которых пауки строят свое жилище.

Смотрим на него подробнее …

Фото 2.

По внешнему виду водяной паук почти ничем не отличается от своих сухопутных собратьев. Тело состоит из головогруди, где расположены восемь пар маленьких глаз, и брюшка, отделенного глубоким перехватом. У паука имеются четыре пары длинных членистых ног и две пары ногочелюстей: первая пара (хелицеры) служит для схватывания и умерщвления добычи, вторая (педипальпы) играет роль челюстных щупалец.

Дышит серебрянка воздухом, который захватывает, поднимаясь на поверхность воды. Это происходит при помощи волосков, густо покрывающих все тело. Они распушены на концах и не смачиваются водой. Чтобы волоски не слипались, паук смазывает их прозрачным секретом, выделяемым хелицерами. Под водой часть воздуха задерживается волосками, образуя серебристую воздушную пленку (отсюда и название водяного паука).

Фото 3.

Питается серебрянка различными мелкими водными организмами - личинками насекомых, водяными осликами и др. Нападая, она окутывает добычу паутиной, впивается в нее хелицерами и отравляет выделениями ядовитых желез. Затем впрыскивает пищеварительный секрет и после разжижения тканей высасывает из своей жертвы содержимое.

Фото 4.

В неволе этих пауков можно кормить мотылем, а также мухами, тараканами и другими насекомыми, которых бросают на поверхность воды.

Интересной особенностью серебрянок является постройка жилища - так называемого колокола - из выделений паутинных желез. Нужное строительное вещество выделяется, как и у других пауков, из специальных желез - паутинных бородавок, расположенных на заднем конце брюшка. Клейкая жидкость быстро твердеет, превращаясь в прочные прозрачные нити. Наполненная воздухом паутинная сеть образует колокол.

Фото 5.

Происходит это следующим образом. Паук плетет под водой сеть из нитей паутины, прикрепляя ее к водным растениям и другим предметам. Затем он начинает натаскивать внутрь воздух, принося его с поверхности воды. Для этого паук ползет по стеблям растений и тянет нить, по которой возвращается, так как пузырек воздуха толкает его вверх.

На постройку небольшого колокола уходит около трех часов. За это время паук поднимается к поверхности до 80 раз. Воздух удерживается под водой паутинной сетью. Образовавшийся купол достигает размера голубиного яйца. В аквариуме может быть несколько колоколов разной формы. В них пауки поедают пойманную добычу, ухаживают за волосками и пр.

В природе на зиму пауки устраивают под водой колокол-кокон, в котором погружаются в спячку. В условиях аквариума при достаточном количестве корма они всегда ведут активный образ жизни.

Фото 6.

Обычно у серебрянки самцы и самки почти одинаковой величины, но встречается такая разновидность, у которой самцы значительно крупнее. Определить пол можно по светло-серой окраске задней части тела у самок и более вытянутому брюшку у самцов. В отличие от других пауков, у серебрянок взаимоотношения полов миролюбивые.

При размножении водяные пауки откладывают яйца в подводный кокон, напоминающий колокол, но стенки его гораздо плотнее. Кладка находится в верхней части кокона и закрепляется паутинными нитями. Самка охраняет кладку и ухаживает за ней.

Фото 7.

Вылупившиеся через 10 дней паучки не сразу покидают мать. Они линяют, подрастают и только затем, выйдя из кокона, разбегаются, чтобы начать строительство своих подводных домов.

Молодь желтовато-серого или желто-коричневого цвета. С возрастом пауки темнеют и в окраске начинает преобладать черный оттенок. В условиях аквариума молодых пауков надо изолировать от взрослых, так как даже мать может их съесть.

Фото 8.

Поскольку пауки выходят из воды и отправляются путешествовать по суше, при содержании их в неволе необходимо плотно закрывать аквариум (банку) покровным стеклом, оставляя над поверхностью воды воздушное пространство.

Фото 9.

Для того чтобы дышать, водяные пауки сооружают гнезда из паутины, визуально напоминающие купола — в этих гнездах они и хранят воздушный запас, а для его пополнения выплывают на поверхность и оттуда переносят пузырьки воздуха на собственных волосках, растущих на брюшке и лапках.

Ученые давно установили, эти способности пауков транспортировать под воду воздушные пузырьки, но вот на способность воздушной капсулы паука вбирать в себя находящийся в воде кислород никто до этого не обращал внимания. Присуща ли такая особенность подводным паучьим гнездам, хранящим кислород, попытались выяснить два австралийских ученых Штефан Хэтц и Роджер Сеймур. Чтобы понять, насколько вода может удовлетворять нужду пауков в кислороде, ученые занялись экспериментами. При этом предполагалось, что именно из воды пауки захватывают кислород, концентрация которого в куполах время от времени уменьшается.