Почему водомерки скользить по поверхности воды. Насекомое водомерка прудовая: как выглядит, интересные факты

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 обитания отличается весьма заметным преимуществом. Наиболее известными обитателями поверхностей водоемов являются, конечно же, водомерки.

Кто такие водомерки?

Это небольшие насекомые из отряда 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 кратко 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 большая, чем сверху. Из-за этого на поверхности воды образуется некая тончайшая мембрана. Вот именно она и удерживает водомерку, которая с удовольствием ведет свою жизнедеятельность.

Мелкий клоп водомерка (Heteropteraм) относится к отряду хищников и представляет семейство полужестокрылых. Всего насчитывается примерно 700 видов этих насекомых. Судя по описанию внешнего вида клопов водомерок, у них есть как различия, так и общие черты.

По фото можно посмотреть, как выглядят клопы водомерки. У них узкое бурое тело, вытянутое в длину. Размер от 1 мм до 3 см. Любителей зоологии нередко интересует, сколько же ног у небольшого клопа водомерки. У него три пары ног, которые выполняют различные функции. Передние самые короткие, потому что нужны для захвата и удержания пищи. Задние и средние намного длиннее тела и созданы для обитания на поверхности воды. На фото с клопами водомерками отчетливо видна разница длины лапок.

Образ их жизни

В водоемах живет большое количество известных видов водомерок: большая, панцирная, велия, палочка, малая и т.д. Большая водомерка достигает в длину около 17 мм. Она имеет крылья и рыжеватое тело. Прудовый вид около 1 см длиной. У него темно-бурый цвет, светлые ноги, черные полосы на передних конечностях. При этом самки прудовика имеют красное брюшко, а самцы – черное.

Морской вид меньше на 5 мм, но при этом может передвигаться со скоростью до 3,5 км/ч. Он живет в Индийском и Тихом океане, питается икрой рыб. Насекомые находятся на открытой воде, часто за несколько километров от суши.

Ученые также выяснили, где живет клоп водомерка. Он обитает в водоемах с большим количеством растительности. При этом, чаще всего, водомерки выбирают стоячую воду, у которой очень слабое течение. Большую часть своей жизни они находятся на поверхности водной глади. Также встречаются крылатые виды, которые при желании могут перемеситься в другие водоемы. Бескрылые особи не меняют местоположения.

Как размножаются насекомые

Во время размножения насекомые откладывают яйца несколько раз, причем по определенной схеме. Самка располагает их в единый ряд на поверхности растений, произрастающих в водоемах. При этом водомерка выделяет слизь, при помощи которой крепит яйца не только к листьям, но и друг к другу. Издалека кладка яиц, количество которых бывает до 50 штук, напоминает длинный светлый шнур.

Во время брачного периода самцы очень ревностно относятся к своей территории и не дают другим самцам приблизиться к самке. При появлении соперника, они начинают бить лапами по водной поверхности. Ученые утверждают, что насекомые способны держать под контролем большую территорию, чтобы не допустить встречи с так называемым конкурентом. Самец легко узнает скольжение своей самки по воде, поэтому не нападет на нее.

Некоторое время назад ученые установили еще одну особенность этих насекомых. Оказалось, что они влияет на сокращение популяции слепней. Дело в том, что слепни откладывают свои яйца в водоемы, где развиваются их личинки. Водомерки же питаются как личинками мух, так и взрослыми особями. Более того, взрослый слепень слишком большой для одного насекомого, поэтому на него обычно нападает сразу несколько клопов. Было выяснено, что один клоп будут высасывать слепня около часа, тогда как стае потребуется всего несколько минут.

Иногда возникают вопросы не только касающиеся того, кто ест клопа водомерку, но и к чему они снятся. Существует несколько авторитетных сонников, которые могут помочь разгадать сновидение. Эти насекомые очень неприятны, поэтому многие считают, что сон с их участием предупреждает о различных неприятностях. Сонники согласны с этим мнением.

Любовный сонник утверждает, что видеть клопов означает предстоящие неприятности с любимым человеком. Не исключено, что он будет много лгать вам, и покажет свою двуличную натуру. Большое количество паразитов является предвестником измены или нелицеприятного поступка со стороны партнера.

Учебно-исследовательская работа

на тему «Почему водомерка не тонет»

Содержание

Введение………………………………………………………………3

Водомерка – это кто?.......................................................4

Рождение водомерки…………………………………………..5

Почему водомерка не тонет…………………………………6

Интересные факты о водомерках………………………..7

Научные достижения……………………………………………8

Практическое исследование……………………………….11

Вывод……………………………………………………………………12

Библиография………………………………………………………13

Приложение…………………………………………………………..14

Введение

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.

В начале сентября мы с папой и мамой поехали в лес на озеро. Стояла прекрасная осенняя погода. Водная гладь озера была покрыта опавшими листьями. Недалеко от берега на одном из листочков я увидел водомерку. Она спокойно сидела и грелась в теплых лучах солнца с десятками таких же водомерок. Я любил наблюдать за ними, каждый раз когда мы гуляли. Мне казалось, на листочке она только спала, а весь день-деньской бестолково бегала по воде вместе со своими друзьями и подружками. Чем больше я на них смотрел, тем больше у меня появлялось вопросов. Вот я и решил узнать о них все. Как живут, и для чего нужны в природе, но самый главный вопрос, который меня беспокоил – это почему они не тонут.

Цель работы: Выяснить, что помогает водомерке держаться на поверхности воды?

Задачи:

Изучить характеристику водомерки, познакомиться с их жизнью и деятельностью

Найти информацию о клопе-водомерке и о его способности передвигаться по поверхности воды.

Провести исследование явлений, позволяющих водомерке передвигаться по поверхности воды и не тонуть.

Выяснить значение названия водного клопа – водомерка.

Водомерка – это кто?

Почти всегда во время отдыха у воды приходится наблюдать небольшое насекомое с непомерно длинными лапками, которое очень быстро и ловко скользит по поверхности воды (рис. 1). Это клоп водомерка: само его название говорит об основном отличии этого вида от других подобных ему насекомых. Водомерку ошибочно принимают за паука, реже - таракана. Но стоит рассмотреть насекомое, как сразу становится ясно: перед вами клоп с характерным хоботком для высасывания добычи.

Клоп с необыкновенной сноровкой управляется со своими лапками и перемещается по воде, как конькобежец по льду. Раньше говорили, что клоп «меряет воду», из-за чего за ним и закрепилось широко известное название.

Для своей жизни клоп водомерка выбирает спокойные стоячие водоемы или реки с очень медленным течением. Благодаря своим удобным длинным лапкам, водомерка может с легкостью перемещаться не только по поверхности воды, но и по суше. Это дает клопу возможность жить у самой воды и выжидать там свою добычу.

В зимнее время водомерки не активны и впадают в спячку, обосновавшись вблизи своего водоема. С наступлением холодов водомерки покидают водоёмы и находят себе убежища под корой старых пней или во . С наступлением тепла они снова начинают прежнюю жизнь, активно размножаются. Встречается этот водный хищник повсеместно, кроме холодных климатических зон. В мире насчитывается около 700 видов водомерок. В нашей стране обитает четыре вида из них:

Большая. Большая достигает 17 миллиметров в длину. Это самый крупный водяной клоп в России. (рис. 2)

Панцирная. Распространён в европейской части России. (рис. 3)Длина тела 10-11,5 мм. Окраска тела тёмно-коричневого или бурого цвета.

Велия. Велия часто встречается в северных регионах. Здесь преобладают её бескрылые формы. Насекомые хорошо переносят холода и без проблем обитают в студёных ключах. (рис. 4)

Палочка. Клопы, имеющие сильно удлиненное, тонкое, палочкообразное тело и медленно передвигающиеся на поверхности спокойных пресных вод. Его еще называют медлительным.(рис. 5)

Рождение водомерки

Водомерки откладывают свои яйца на листьях водных растений, располагая их в один ряд" причем яйца связаны иногда слизистым веществом; такая кладка имеет вид длинного шнура, заключающего до 50 яиц. Кладки представляют просто цепочку яичек, расположенную вдоль края листа водного растения, причем яички лежат параллельно друг другу один ряд. Личинки выходят из яиц через семь дней. Поначалу они жёлтого цвета, затем становятся темными, как взрослые. (рис. 6). Личинка этого водного клопа во многом похожа на взрослую особь, но отличается более вздутым и коротким телом. Тело имеет светло-бурый или зеленоватый окрас. Она называется нимфой и питается той же пищей, что и взрослое насекомое. Питание личинки состоит из разных насекомых, обитающих возле водоёма, их личинок и яиц. Несмотря на миниатюрные размеры, личинка – настоящий хищник. После выхода из яиц личинки развиваются приблизительно месяц, постепенно увеличиваясь в размерах. (рис. 7) Проходят при этом пять стадий развития. На последнем этапе происходит линька. Брюшко после линьки собрано в крупные складки, которые распрямляются после сытной еды.

Почему водомерки не тонут

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 покрыто отталкивающими воду волосками, поэтому она всегда выходит из воды сухой.

Почему же не тонет водомерка? Во-первых, вспомним основное физическое свойство воды - силу поверхностного натяжения. На молекулы воды, находящиеся в пограничном слое между толщей воды и воздухом, действует снизу сила большая, чем сверху. Поэтому на поверхности образуется тончайшая водяная пленка. Она и держит водомерку. Во-вторых, большое значение в передвижении водомерок играют ноги. Они покрыты тысячами пушистых крошечных волосков, известных как микроволоски, которые задерживают воздух и образуют плавающую подушку.(рис. 8)

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.

А благодаря широкой расстановке ног, вес тела водомерки распределяется на значительной поверхности: совершенно таким же образом лыжник держится на рыхлом снегу благодаря длинным лыжам. Узкое длинное тело при быстрых молниеносных движениях великолепно разрезает воздух. Впрочем и тело водомерки покрыто специальным чешуйчатым покровом, также защищающим от смачивания. Но вот если начинается дождь, то водомерке, чтобы не утонуть, приходится покидать водную поверхность и искать укрытие. Передние ноги водомерки являются «двигателем», обеспечивающим изменение скорости. Средние и задние ноги в полтора-два раза превышают длину тела самого клопа и используются как надежная опора и поворотный механизм, а также для совершения прыжков. Более того, большое значение играют размеры водомерки. Как известно, с уменьшением линейных размеров объектов, значительным образом меняются и силы, которые на них действуют. В частности, при уменьшении водомерки в 10 раз, капиллярные силы, удерживающие её на поверхности воды, уменьшаются также в 10 раз (т.к. они пропорциональны линейному размеру водомерки). В то же время, сила тяжести уменьшается в 1000 раз (т.к. она пропорциональна уже не линейному размеру, а объему водомерки). Таким образом, в микромире капиллярные силы оказывают значительно большее влияние, чем силы тяжести, и не позволяют водомерке утонуть. (рис. 9).

Интересные факты про водомерок

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. 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. С наступлением холодов крылатые водомерки подготавливаются к зимовке на суше. В этот период мышцы, отвечающие за подъем крыльев, атрофируются, а сами крылья отваливаются, и взрослая особь становится бескрылой.

Недавно ученые обнаружили интересную и полезную особенность клопов водомерок: оказывается, эти насекомые играют большую роль в сокращении численности слепней. Самки слепней откладывают яйца в воду, здесь же развиваются и их личинки. Водомерки с одинаковой охотой нападают и на взрослых мух, и на личинок.

В водоеме, где живут эти небольшие клопы, можно купаться без опасения, а в свободное время понаблюдать за бесконечной беготней клопов по воде, напоминающей беспорядочный танец.

Более агрессивные представители вида обитают в тропиках. Там водяные клопы охотятся на мелких рыб и кусают людей. В Таиланде эти насекомые, помимо хоботка, оснащены жалом. Боль от укуса можно сравнить с укусом пчелы или осы. Укушенная конечность немеет. Болевые ощущения сохраняются до часа. Обычно такая встреча с насекомым проходит для человека без последствий.

Научные достижения

Водомерка является уникальным насекомым. Имея длину около двух сантиметров и вес порядка шестидесяти восьми миллиграммов, она способна скользить и прыгать по воде без каких-либо всплесков. Тело и ноги водомерки покрыты особыми несмачиваемыми волосками, позволяющими насекомому продвигаться по водной поверхности как по плотной мембране.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. Группа робототехников из Сеульского университета под руководством профессора КиучинаЧо, тщательно изучив строение и поведение водомерок, создали миниатюрных роботов, которые способны скользить по водной глади точно так же, как и удивительные насекомые. Миниатюрный робот имеет 2-сантиметровое тело и 5-сантиметрые ноги из тонких проводов, покрытых слоем водоотталкивающего материала. Он весит всего лишь 68 миллиграммов и может подпрыгивать более чем на 14 сантиметров в воздух. Более того, он прыгает одинаково хорошо как на твердой поверхности, так и на воде. По словам исследователей, они просто очарованы этими маленькими существами. «Поверьте, но создавать такой робот куда интереснее, чем, скажем, роботизированную собаку или птицу. Водомерки удивительны. Именно поэтому мы пришли к решению воспроизвести их уникальный механизм передвижения в роботизированном устройстве», – сообщил Чо корейским журналистам. (рис. 10)

В процессе изучения водомерок инженеры установили, что во время прыжков ножки насекомого ускоряются постепенно – таким образом, поверхность воды отступает не сразу, и контакт с ней не теряется. Как выяснилось, максимальная сила давления конечности водомерки всегда несколько ниже, чем сила натяжения воды. По этой причине водомерка не может утонуть.

При изготовлении миниатюрного робота ученые использовали механизм разворота. Сила отталкивания устройства от воды увеличивается постепенно, что не позволяет роботу утонуть. Замедленная съемка на видео ниже демонстрирует, что в момент прыжка этот - искусственная водомерка подгибает внутрь свои ноги, чтобы увеличить силу толчкового импульса. Многочисленные опыты корейцев показали, когда поверхность воды находится в целом состоянии, она может выдержать давление, оказываемое шестнадцатью механическими водомерками, для которых водная гладь становится настолько же прочной, как и суша.

Сотрудники Гарвардского университета, предоставившие корейским коллегам определенную поддержку, посчитали, что полученная технология может в будущем быть применена на практике. По словам американцев, более массивные и проворные роботы-водомерки можно, например, будет спускать на воду после кораблекрушений, программируя их на поиск

Устройство водомерок 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!

Практическое исследование.

В энциклопедиях я прочитал все, что касалось жизни водомерок, но этого мне показалось мало. Теперь, когда я смотрел на водомерку, я представлял их жизнь. Видел, как бегает всю свою короткую жизнь и не думает – "Зачем живет на этом свете?". Недаром их называют водомерки. Возможно смысл жизни – мерить воду. А чем ее мерить? Ведь не ни линейки, ни метра... Остается мерить шагами. Вначале она измеряла расстояние от своего листика кувшинки до соседнего листика, наверное, где жила ее подружка. Но водомерка не успокоилась на этом. Она решила померить расстояние от одного берега озера до другого. Вернулась она на свой листик, когда уже смеркалось. На следующий день она измеряла длину озера, и так продолжалось пока, я следил за ними. Итак, Водомерка от слова мерить, теперь мне понятно. И хотя на первый взгляд, кажется, что они по-прежнему так же бестолково бегают по воде, знайте – это не так. Они меряют воду....

Продолжая наблюдать, я дальше стал проводить исследование и опыты. Стараясь не шуметь и не делать резких движений, мама зачерпнула ведром воду с водомеркой. Оказавшись в ведре, водомерка стала делать попытки выпрыгнуть. Она хаотично двигалась по поверхности и совершала высокие прыжки. Было видно, что насекомое желает вернуться в привычную среду. Весь день я наблюдал за ней. Когда водомерка немного успокоилась, я смог изучить пойманный экземпляр. Это оказалась водомерка панцирного вида, тело около 1 см, 6 лапок, 2 передние, 2 средние, 2 задние. Передние лапки самые короткие. Зная, что данное насекомое является хищником и питается мелкими насекомыми, я решил провести несколько опытов. Для начала был пойман мелкий паучок и помещен в ведро к водомерки. Помимо хорошего зрения, водомерки также передают и получают информацию через колебания водной поверхности. Водомерка сразу заинтересовалась новым соседом, но быстро интерес прошел. Потом к ней был помещен черный муравей. Одно желание водомерки было выбраться из ведра, которое вскоре было исполнено. Водомерка вернулась в свой родной пруд.

Вывод

Итак, жизнь в воде, она отличается от жизни на суше. Прежде всего, вода более плотная среда, чем воздух, и передвигаться в ней сложнее. Поэтому насекомое, которому необходимо плавать быстро, должно иметь обтекаемую форму тела, гладкие, словно полированные, покровы и сильные ноги-весла. Всем этим природа наделила хищного клопа - водомерку. Словно фигурист скользит по воде водомерка. Её и так малый вес распределяется на все широко расставленные ноги, ещё больше уменьшая давление на воду. Благодаря чешуйкам, отталкивающим молекулы воды, водомерка использует поверхностное натяжение воды как конькобежец лед. Узкое длинное тело почти не оказывает сопротивления воздуху, а сильные мышцы ног делают водомерку непревзойдённым бегуном. Водомерка прекрасно приспособлена, чтобы настигать добычу, упавшую на поверхность воды. Она очищает воду от умерших мелких животных и насекомых.

В своей работе я достиг свою цель, и нашел ответы на все свои вопросы.

Лишь малая часть насекомых (около 1%) наносит невольный ущерб деятельности человека. В большинстве же своем насекомые играют важнейшую роль в поддержании экологического равновесия на Земле, а значит, и в жизни человека. Поэтому, давайте уважать и беречь наших братьев младших.

Библиография

Приложение

Приложение:

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 6

Рисунок 7

Рисунок 8

Рисунок9

Рисунок 10

Рисунок 11

Рисунок 12

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.

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.

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.

Водомерка - хищное насекомое.

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.

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.

Почти всегда во время отдыха у воды приходится наблюдать небольшое насекомое с непомерно длинными лапками, которое очень быстро и ловко скользит по поверхности воды. Это клоп водомерка: само его название говорит об основном отличии этого вида от других подобных ему насекомых.

Как выглядит клоп водомерка

Водомерок существует великое множество видов - около 700. Все они отличаются друг от друга внешним видом, окраской и образом жизни.

Узкое продолговатое тело клопа водомерки (его величина может варьировать от 1 мм до 3 см) похоже на небольшую палочку, оснащенную 3 парами ног различной длины. Передние лапки значительно короче остальных, они используются для захвата добычи и регулировки скорости движения на воде.

Средние и задние ноги в полтора-два раза превышают длину тела самого клопа и используются как надежная опора и поворотный механизм, а также для совершения прыжков.

Клоп удерживается на воде за счёт силы поверхностного натяжения последней, создающей своеобразную плёнку. Клоп на своих лапках, как человек на лыжах, скользит по поверхности, никогда не проваливаясь под воду.

На голове водомерки расположены чувствительные усики, которые помогают насекомому улавливать звуковые колебания поверхности воды. Усики выступают также в роли органа обоняния и осязания.

Ротовой аппарат представлен членистым колюще-сосущим хоботком, используемым клопом для высасывания содержимого тела своей жертвы.

Некоторые водомерки имеют крылья, дающие возможность перемещаться на длительные расстояния в поисках новых водоемов, временно заселять лужи. Однако летать клопы не очень любят и стараются делать это в исключительных случаях. Бескрылые клопы всю свою жизнь обитают на одном и том же пруде.

Цвет тела разных видов водомерок может варьироваться от светло-серого и зеленоватого до темно-коричневого. На нижней поверхности спинки обычно расположен крапчатый узор. Никаких очень заметных или ярких рисунков на нем не найти. Как именно выглядит взрослый клоп водомерка, можно рассмотреть на приведенной ниже фото:

Яйца клопы откладывают на листьях и стеблях водных растений. Иногда круглые белесые яйца расположены по отдельности, рядом друг с другом, но чаще они скреплены слизистым веществом в виде ленты из 40-50 штук.

См. также наши эксперименты на клопах:

Мы ловим клопов и тестируем на них разные средства – смотрите результаты...

Личинка этого водного клопа во многом похожа на взрослую особь – имаго, но отличается более вздутым и коротким телом. Она называется нимфой и питается той же пищей, что и взрослое насекомое. На фото рядом друг с другом видны личинки водомерки:

Это интересно

Длинные лапки клопа водомерки покрыты микроскопическими волосками, которые задерживают воздух и помогают клопу держать равновесие. Брюшко тоже покрыто белесыми волосками и смазано воскоподобной жидкостью, которая в буквальном смысле отталкивает воду. Если попытаться «утопить» водомерку, ничего из этого не выйдет. В толще воды насекомое будет окружено множеством пузырьков воздуха и будет выглядеть серебристым.

Наиболее известными видами водомерок являются:

Водомерка большая, один из самых крупных представителей этого семейства в нашей стране. Длина её тела может достигать 17 мм.
Водомерка медлительная палочковидная, встречающаяся в Сибири и имеющая настолько тонкое тело, что и впрямь похожа на палочку.
Водомерка прудовая - замечательна тем, что имеет пеструю окраску лапок.

В тропиках встречаются самые крупные виды водомерок, которые могут охотиться на небольших рыбок и достаточно больно кусать человека.

Образ жизни клопа водомерки

Питается водомерка мелкими беспозвоночными, насекомыми (даже слепнями) и мальками рыб. Большие шарообразные глаза (у клопа отличное зрение) помогают быстро заметить добычу и атаковать ее острым хоботком. При этом водомерка держит вырывающуюся добычу цепкими передними лапками.

В зимнее время водомерки не активны и впадают в спячку, обосновавшись вблизи своего водоема. С наступлением тепла они снова начинают прежнюю жизнь, активно размножаются.

Очень интересно проходит процесс размножения: самец залазит на самку, но если она не хочет спариваться, он бьет лапками по воде. Эти звуковые волны притягивают хищников – врагов водомерок. Самка пугается такой угрозы и соглашается на контакт.

Вынашиваются яйца около недели, затем откладываются либо на водные растения в виде ленты (у крупных видов), либо прямо в полость листьев растений (у мелких видов). У крупных водомерок кладка похожа на ленту из яиц, скрепленную слизью. У мелких клопов такая слизь не вырабатывается.

Через пару недель из яйца выходят личинки, которые будут развиваться примерно месяц, проходя несколько стадий линьки. Живет водомерка примерно 1 год.

Это интересно

С наступлением холодов крылатые водомерки подготавливаются к зимовке на суше. В этот период мышцы, отвечающие за подъем крыльев, атрофируются, а сами крылья отваливаются, и взрослая особь становится бескрылой.

Вреден ли клоп водомерка?

Клоп водомерка не представляет для человека никакой опасности. Лишь в редких случаях, когда клоп чувствует угрозу или опасность, он может укусить. Этот укус похож на слабый укол и даже не требует особой обработки, не чешется и не болит.

Единственный ущерб, который могут принести водомерки – поедание мальков ценных пород рыбы. Клоп-водомерка очень охотно нападает на мальков ранних возрастов и убивает их, высасывая содержимое тела. Иногда может пожирать кладки рыбьей икры.

Однако даже для полного насыщения водомерке нужно совсем немного пищи, а обитающие в толще воды рыбешки представляют для клопа, скорее, дополнение к обычному рациону, основу которого составляют упавшие на поверхность воды насекомые и личинки комаров. Это означает, что для рыбных хозяйств или жизнедеятельности отдельно взятых водоемов клоп не несет ощутимой угрозы.

Это интересно

Недавно ученые обнаружили интересную и полезную особенность клопов водомерок: оказывается, эти насекомые играют большую роль в сокращении численности слепней. Самки слепней откладывают яйца в воду, здесь же развиваются и их личинки. Водомерки с одинаковой охотой нападают и на взрослых мух, и на личинок. При этом взрослый слепень является достаточно крупной добычей для водомерки, и на него нападают обычно несколько клопов вместе. Несколько клопов способны высосать слепня за несколько минут, тогда как одна особь обычно затрачивает на это от 40 минут до 1 часа.

Почему водомерки бегают по воде и не тонут? и получил лучший ответ

Ответ от КаTюshк@[гуру]
Поверхность воды покрывает пленка. У нее особые свойства, которые и используют клопы-водомерки. Из поколения в поколение перемещались эти насекомые с берега на плавающие листья, а затем и просто на воду. Лапки их обросли волосками-щетинками, особью железы вырабатывают для них смазку, которая отталкивает частицы воды. Благодаря этому лапки остаются сухими, и легкое насекомое не тонет, слегка продавливая пленку. Вот почему водомерка легко бегает по воде. Но стоит лапкам намокнуть, и они будут погружаться в воду; ловкая водомерка превратится в беспомощное существо, поспешит на берег, чтобы обсушить лапки и смазать их жиром.

Ответ от Slava [гуру]
жить хотят

Ответ от Алексей Баев [эксперт]
Потому что они водомерки

Ответ от Григорий (Магнитогорск) [активный]
потому!

Ответ от Пользователь удален [гуру]
из-за поверхностного натяжения воды

Ответ от Пользователь удален [гуру]
вес тела распределен по пленке воды, то есть сила натяжения воды способна удержать водомерок

Ответ от Lyubov [гуру]
Последние членики ее ног густо покрыты волосками, увеличивающими площадь опоры. Кроме того, волоски постоянно смазываются жировыми выделениями специальных желез и поэтому не смачиваются водой. Бегают по воде водомерки быстро, с силой отталкиваясь средними ногами, задние же ноги служат рулями. Водомерки охотятся на упавших в воду насекомых, схватывая их передними ногами и быстро высасывая своими крепкими, изогнутыми хоботками.

Ответ от Кай [гуру]
Тут все не знают ответ, но все ответили (разумеется неправильно), удивительно! На самом деле, любой объект как водомерка попав в воду - увязнет в ней и утонет, как и все насекомые. И у водомерок нет на лапках жира. А держатся они на воде за счет закона Кассье (- особого рельефа, шероховатости их лапок.