CASTLE.PRI.EE

Водомерки – это семейство насекомых, которое включает около 1700 видов. Большинство – пресноводные, но есть и виды, которые живут на побережье морей и океанов.

Всю свою жизнь водомерки передвигаются на поверхности воды. Большинство их них – хищники. Они питаются мелкими организмами, но могут нападать и на мальков, когда они подплывает к поверхности водоёма. Водомерка всаживается в него «гарпун» – свой хоботок, затем впрыскивает в тело жертвы желудочный сок и начинает всасывать питательные вещества. Больше всего заинтересовало учёных – её способность бегать по воде. Как она это делает?

Они выяснили, что водомерки держатся на воде благодаря наличию слоя водоотталкивающих жиров на тельце и конечностях, и специальным волоскам на кончиках лапок. Количество этих волосков на задних лапках насекомых более 16 000 на мм2. На них водомерки опираются, они же служат рулевым механизмом. На средних и передних конечностях – чуть меньше.

Предназначение волосков – создать воздушную подушку, на которой и покоится водомерка. Если присмотреться в солнечный день, то видно, как сверкает вода вокруг лапок водомерки – это воздушный «кокон» или воздушная подушка. На дне мелкого водоёма видна тень от лапок водомерки, она создаётся волосками конечностей (воздушной подушкой). Волоски водомеркам приходится часто приводить в порядок, иначе они утонут.

Китайские учёные обнаружили, что время от времени тень от ножки перестаёт быть чёткой, в этот момент водомерка прижимает ее к передней части тела, где находятся железы, выделяющие вещество, предотвращающее смачиваемость ножки. После этого тень от конечности снова становится чёткой.

Волоски у водомерок тоже особые, вдоль каждого из них проходит желобок, а угол соприкосновения воды с поверхностью конечностей водомерки составляет около 168 градусов, что предотвращает смачивание лапок.

Некоторые виды водомерок передвигаются и при помощи «химического двигателя». В задней части тела насекомых есть специализированная железа, которая выделяет жироподобное вещество. Оно изменяет силу поверхностного натяжения, снижая ее. В результате водомерка движется вперёд благодаря действию создаваемой ею водной «лунке». Когда ей нужно выйти на берег, то выделение этого вещества снижается, и водомерка выбирается при помощи капиллярных сил. Большинство видов попеременно опираются на три конечности, перемещая остальные три вперёд, и повторяя этот цикл.

Насекомые получили название водомерка из-за того, что, передвигаясь, они как бы «меряют» пройдённое по воде расстояние. Но в моменты опасности или преследования добычи водомерка, как бы втыкает в поверхность воды кончики средних лап, рулит задними, а передними отталкиваются от поверхности воды, как бы загребает воду. Кроме того, водомерки умеют, в случае опасности, прыгать на воде. В местах сброса в воду отходов производства, изменяется поверхностное натяжение воды, поэтому там водомерки потонут.

Китайские учёные разработали, на основе изучения передвижения водомерок, сверхточный метод измерения силы Архимеда. Наблюдая водомерок, которые отбрасывали тень, учёные поняли, что это вызвано искривлением воды под действием веса водомерки. Они разработали метод, позволяющий, при помощи теней, отбрасываемых объектами на поверхности воды, измерять силу Архимеда, с точностью 1 пиконьютон. Они заявили, что
«Геометрия тени, которую отбрасывает на воду объект, позволяет очень точно вычислить искривление поверхности воды под ним, и, соответственно, определить объём этой «лунки» и вычислить силу выталкивания, используя закон Архимеда. Все это можно измерить, используя фонарик, прозрачный сосуд, воду и простую камеру». Следующим этапом их исследования, стала разработка робота-водомерки. Были созданы устройства, умеющие стоять, ходить и прыгать по поверхности воды, как настоящая водомерка.

Затем был создан еще один робот, вес которого был 11 граммов (у водомерки доли грамма). Он может передвигаться по воде со скоростью до 5 км/ч.

Планируется применение роботов-водомерок в поисково-спасательных операциях, изучении физико-химических свойств воды, исследовании загрязнений и многом другом.

Австралийского жука из семейства водолюбов застали за необычным поведением. Насекомое ходило в воде, перевернувшись спиной вниз и опираясь ногами о нижнюю сторону поверхностной пленки. Похожим образом передвигаются клопы-водомерки, однако они скользят по верхней стороне границы между водой и воздухом.

Ещё более интересным было поведение австралийского жука из семейства водолюбов. Насекомое ходило в воде, перевернувшись спиной вниз и опираясь ногами о нижнюю сторону поверхностной плёнки воды. Так передвигаются клопы-водомерки, однако они скользят по верхней стороне воды. Похожими навыками обладают некоторые пауки, например, отдельные представители семейства Pisauridae. А улитки Sorbeoconcha physidae ползают вниз головой по нижней стороне поверхностной плёнки воды.

Ранее было много сообщений, что среди жуков есть виды, представители которых передвигаются, опираясь снизу на границу между водой и воздухом. Упоминания о подобном поведении были редки и отрывочны, а также отсутствовала фиксация на плёнку.

Австралийский зоолог Джон Гульд из Ньюкаслского университета смог понаблюдать за жуком — «антиводомеркой». В октябре 2015 года он заметил в большой луже жука. Вместо того, чтобы плыть или идти по поверхности воды, подобно водомерке, насекомое ползло по нижней стороне поверхностной плёнки, перевернувшись ногами вверх и спиной вниз.
Время от времени жук останавливался и отдыхал. При этом ряби вокруг его лап отсутствовала, следовательно, целостность поверхностной плёнки сохранялась. Учёному удалось снять его на видео.

Учёные затрудняются сказать, какие именно приспособления позволяют жуку передвигаться таким образом. Возможно, его ноги, как у водомерок, покрыты гидрофобными волосками. А пузырёк воздуха, на брюшке насекомого, может обеспечивать выталкивающую силу, прижимающую насекомое к нижней стороне поверхностной плёнки. Кроме того, данный пузырёк может содержать запас воздуха, чтобы дышать под водой.

Исследователи полагают, что ходьба по нижней стороне поверхностной плёнки позволяет жуку искать пищу в водной среде без выработки специализированной адаптации, например, плавания. Это значит, что такое насекомое может одинаково успешно передвигаться под водой и на суше. Возможно, это маскирует насекомое от наземных и воздушных хищников.

Комментарии запрещены.