Kuidas vesistriderid vee peal püsivad. Tiigivees asuv putukas: milline see välja näeb, huvitavad faktid Ämblik jookseb vee peal
Meie tänases loendis on hämmastavad loomamaailma esindajad, kes suudavad vee peal liikuda:
1 Basiliski sisalik
Basiliski sisalik, tuntud ka kui Jeesus Kristuse sisalik, peidab end kiskjate eest, kukkudes puu otsast alla ja joostes üle puu all oleva basseini pinna. Nad suudavad joosta umbes 4,5 meetrit, arendades muljetavaldavat kiirust poolteist meetrit sekundis.
Nende sisalike tagajalgade pikad varbad on omavahel ühendatud võrkudega, nii et tagajalgade kiiresti vette pritsides tekitavad nad õhutaskud, mis ei lase neil vee alla minna, kui nad vaid kiirust säilitavad. Kui nad lähevad vee alla, saavad nad ujuda. Siiski eelistavad nad vee peal joosta, et vältida ohtu, et vee-elustikud neid söövad.
2. Brasiilia pügmeekekod (Brasiilia pügmeekekod)
See pisike tüdruk pole mitte ainult jumalik, vaid ka andekas. Tänu oma kergele kaalule ja vetthülgavale nahale saab geko kergesti veepinnal kõndida. Kuna geko on nii tilluke (nad on väiksemad kui paljud Amazonase vihmametsas elavad putukad), on neil oht uppuda ka kõige väiksemasse lompi – teadlased usuvad, et just seetõttu arenes välja nende võime vee peal kõndida.
3. Vesistriderid 
Vesirändurid kuuluvad vesiliikuri perekonda, mida eristab nende võime vee peal kõndida. Nad saavad seda teha tänu vetthülgavatele jalgadele, mis aitavad suurendada veepinna pinget, jaotades putuka keharaskuse ühtlaselt kõikidele jalgadele. Nende liigutused aitavad neil ka vees liikuda. Nad tõukuvad maha keskmise jalapaariga, tehes aerude liigutustega sarnaseid ringjaid liigutusi, ja libisevad läbi vee edasi.
4 Ämblike püüdmine
Jahiämblikud, tuntud ka kui dolomedid, on poolveelised putukad, kes elavad veekogude läheduses, kus nad jahti peavad. Nad ootavad kaldal veekogu lähedal, kuni märkavad vees lainetust ja jooksevad siis üle vee saaki püüdma. Vesi aitab neil ka röövloomi vältida, kuna nad saavad end pinna alla peita, mähkides oma keha pisikestesse mullidesse. Kui enamik jahiämblikke toitub putukatest, võivad suuremad liigid toituda ka väikestest kaladest, kullestest ja konnadest.
Nagu gekod, suudavad ka huntsman-ämblikud oma väikese kaalu ja lühikeste vetthülgavate kehakarvade rohkuse tõttu vees liikuda. Mõnikord hõljuvad nad vee peal, pannes paar käppa üles, et tuul neid õiges suunas kannaks. Nende lühikesed karvad võimaldavad ka mullide moodustumist ümber keha, kui nad veepinna alla urguvad. Tegelikult on nad nii ujuvad, et peavad vee all olles millestki kinni hoidma, muidu lükkab vesi nad pinnale ja kuivab täielikult. Teatud tüüpi jahiämblikud võivad vee all olla pool tundi.
5. Delfiinid
Arvestades, et neil pole jalgu, on raske öelda, et delfiinid "kõnnivad" vee peal, kuid nad on kuulsad oma võime poolest tantsida lainete kohal oma sabauimedega. Erinevalt teistest loomadest, kes kasutavad oma võimet vee peal kõndida evolutsioonilise eelisena, teevad delfiinid seda lihtsalt lõbu pärast – nende jaoks on see samaväärne inimeste tantsimisega.
Huvitav on see, et kuigi delfiinid saavad sabaga "kõndida", ei tee nad seda peaaegu kunagi looduses. Erandiks on juhud, kui varem vangistuses olnud ja koolitatud delfiin naelutati metsikute delfiinide rühma külge.
6. Western ja Clark's Grebes Grebes
Nii Lääne-Ameerika tihasel kui ka Clarki tihasel on ainulaadne ja ilus paaritumisrituaal, mida nimetatakse "kiireks", mille käigus linnupaar jookseb üle vee. Linnud tormavad kogu kehaga edasi ja seisavad vee peal käppadel, lehvitades samal ajal tiibu. Seejärel jookseb paar ühehäälselt läbi vee umbes 9 meetrit, tehes 22 käpalööki vees sekundis.
Need linnud veedavad peaaegu kogu oma elu vees. Neil on lühikesed tiivad ja tugevad jalad, mis ei ole maal kõndimiseks kuigi mugavad, kuid on paaritumisrituaalis asendamatud.
7. Kachurka
Erinevalt teistest selles loendis olevatest loomadest ei kõnni see lind veepinnal, kuigi nii see näib olevat. Tegelikult hõljub ta veepinna lähedal ja langetab oma käpad sellesse, haarates saaki. Linnu jalad on liiga nõrgad, et taluda oma raskust kauem kui paar sammu. Seetõttu tundub, et ta suudab vee peal kauem kõndida kui maal.
8 Haigur jõehobul
Haigurid tõesti ei saa vee peal kõndida, kuid selles videos olev lind näeb välja selline, nagu ta seda suudab – kuni veepinna kohale ilmub jõehobu, mis näitab meile, mis haigru saladus tegelikult on. Ta ei saa kindlasti vee peal kõndida, kuid ta jõudis sellele võimalikult lähedale.
Vesiliikurid, justkui jääl, libisevad kergesti üle tiikide ja ojade pinna. Kuidas neil õnnestub "vee peal kõndida" ja jääda täiesti kuivaks?
Üksikasjalik vesiränduri jalgade pinna uurimine annab üllatava vastuse. Paljud putukad jäävad veepinnaga kokku puutudes selle külge kinni ja vesikonna käpad on kaetud veepinnaga. tuhandete kaupa kohevad pisikesed karvad, mida tuntakse mikrokarvadena, mis hoiavad kinni õhu ja moodustavad ujuva padja.
Need nõelalaadsed niidid on kümneid kordi kitsamad kui juuksekarvad ja neid kaitseb spetsiaalne vaha. Iga niit on kaetud ka tellitud mikroskoopiliste kanalite ehk nanosoontega. Märjana hoiavad sooned pisikesi õhumulle. Tulemuseks on tõhus veekindel või hüdrofoobne barjäär. Kasutades ära vee enda loomulikku pindpinevust, püsib vesistrider kuivana.
Sarnase disainiga mikrokiud on ja. Kuid selles sisalikus on sooned jagatud tuhandeteks väikesteks oksteks. Geko kare pind tekitab molekulaarsel tasandil atraktiivseid jõude (nimetatakse "van der Waalsi jõududeks"), tänu millele suudab ta lakke ja seintel roomata.
Vesistrideri jalgade karvad on vooderdatud pisikeste kanalitega, mida nimetatakse nanosoonteks. Need kanalid hoiavad õhumulle, mis moodustavad ujuva padja.
Hiina teadlased on mõõtnud, kui suurel määral suudavad vesikonnad vee all püsida. Nad lõid vesistrideri jala tehismudeli, varustasid selle karvanääpsudega ning asetasid seejärel veepinnale ja avaldasid õrnalt survet. Jalg tegi veesambasse süvendi ilma vajumata ja suutis enne veepinnast lõplikku läbimurdmist taluda 15 korda suuremat raskust kui vesisuulane.
Veesõidukite uurimine võib viia miniatuursete ujuvrobotiteni, mis suudavad jälgida vee kvaliteeti. Lisaks võib nähtamatu mikrokarvakihi lisamine anda tulemuseks uued vetthülgavad kangad ja värvid.
Vesiliikurid libisevad üle veepindade uskumatult suure kiirusega. Nad teevad seda ühe nutika nipiga: nad kastavad käppade otsad vette ja loovad väikseid lehtreid või keerise. Seejärel tõrjutakse putukas moodustunud lehtri "miniseinast" ja lendab kiiresti edasi.
Vesistriidrid suudavad ületada ühe sekundi jooksul nende enda keha pikkusest sajakordse vahemaa. Kui tõstame selle kiiruse meie skaalale, võrdub see inimesega, kes liigub kiirusega 640 km/h.
Loomingunädalal lõi Jumal kõik elusolendid, sealhulgas hämmastavad vesikonnad. Nende struktuur ja käitumine pole kaugeltki lihtne. Vastupidi, need putukad näitavad keerukat loomingulist kujundust ja annavad teadlastele praktilisi ideid paljude uute toodete loomiseks.
Meil ei ole veel jalanõusid, mis võimaldaksid veepinnal hõlpsalt kõndida nagu vesisõdurid, aga kujutage vaid ette, millised võimalused meile annaksid!
Dr Don DeYoung- Indiana osariigis Winona Lake'i Grace College'i füüsikateaduste osakonna juhataja. Ta on aktiivne esineja projektis Genesis Answers ning 17 Piibli ja teaduse seost käsitleva raamatu autor. Dr DeYoung on praegu Creation Research Society president, millel on sadu liikmeid üle maailma.
Lingid ja märkmed
Veehoidlates paaritumisvõistlusi korraldavad kärbseseened jooksevad vee peal teisiti kui basiilikud.
Me ei imesta, kui näeme veest läbi libisevat vesisõdarit – meile tundub, et kergel putukatel on kerge püsida ebakindlal pinnal (kuigi tasub lisada, et asi ei ole ainult tühimikus. vesikonnas, aga ka nende keha katvates spetsiaalsetes karvades ja jalaotstes). Aga kui näiteks suur veelindu hakkab üle vee jooksma, tundub see juba imelik.
Lääne-Ameerika grebe (Foto Mike Forsman / Flickr.com.)
Lääne-Ameerika haud paaritumisrassil. (Foto Paul Souders / Corbis.)
Clarki kärbseseen koos beebiga. (Foto Ron Wolf / Flickr.com.)
Vee peal jooksev basiilik. (Foto Bence Mate / Visuals Unlimited / Corbis.)
Kärnkonnad jooksevad vee peal ja nad ei aita end tiibadega. Lisaks tihastele saavad sellist trikki sooritada ka basiiliku sisalikud. Füüsika seisukohalt pole siin midagi võimatut ja võib-olla mäletavad paljud tuntud probleemi P.L. Kapitsa: "Kui kiiresti peaks inimene jooksma läbi vee, et mitte uppuda?" Uudishimulikud lugejad leiavad selle lahenduse Internetist, kuid märgime vaid, et mõni vihje peitub sõnastuses endas: jooksukiirus peab ilmselgelt suur olema. Tõepoolest, kui vaadata jooksvaid tihaseid, liigutavad nad oma käppasid väga kiiresti, tehes sekundis vähemalt 20 sammu. Kuid "veel kõndimise" saladus ei piirdu ainult kiirusega.
Harvardi zooloogid, kes vaatlevad Clarki ja Lääne-Ameerika tihast nende loomulikus keskkonnas, on teinud üle saja video jooksvatest lindudest, kuid vaid kaks videot on võimaldanud ehitada linnu käpa liikumisest kolmemõõtmelise mudeli. Muidugi vajuvad kärbseseened (ja basiiliksisalikud) jalad vette, nii et nad teevad osa sammust, osalt silitusest. Kuid mõlemat liigutust – st käpa vette kastmist ja veest välja tõmbamist – teevad linnud erinevalt kui sisalikud. Kärbseseened panevad laiali sirutatud sõrmedega käpad vette, hoiavad neid vee all ning pigistavad seejärel sõrmi ja tõmbavad käpa pinnale, lükates seda küljele. "Rusikasse" surutud sõrmed ja külgsuunas liikumine võivad vähendada veekindlust.
Selline sõukruvilaadne liikumine on erinevalt sellest, mida teevad Basiliskid, kes liigutavad oma käppasid samas tasapinnas, ilma neid külgedele kõrvale kaldumata ja sõrmi kokku surumata. Artiklis aastal autorid kirjutavad, et jalgade ehitus ja liikumissagedus annavad tihadele kuni 30-55% tõstejõust, mis on vajalik lindude "kõnni" hoidmiseks. Ülejäänud protsendid annab aga just iseloomulik käppade tagasi ja külgsuunas liigutamise viis. Portaal Teadus, kirjeldades lühidalt uurimust, mainib veel üht samuti aastal avaldatud tööd Eksperimentaalbioloogia ajakiri, kuid juba 2001. aastal – räägiti, et omapärane käppade liigutamise viis teeb kärbseseentest ka silmapaistvad sukeldujad. Võimalik, et linnud suudavad anda inseneridele ideid, kuidas saaksime oma ujumisaparaati täiustada.
Kuid me pole veel midagi öelnud selle kohta, miks linnud "vee kohal" jooksmisega tegelevad. Suuri üllatusi siin pole: arvatakse, et sellistel võistlustel valivad greibid endale partneri, et see on lihtsalt paaritustants. Jooksule enesele eelneb ilutsemine ja tervituste vahetamine, mis kestavad mitu sekundit, samas kui jooks ise ei kesta samuti kaua, ca 7 sekundit. Veelgi enam, tehistingimustes on sellist käitumist peaaegu võimatu näha, võib-olla seetõttu, et aedikutes pole inimeste tüütu tähelepanu all võimalik luua piisavalt romantilist atmosfääri.
Saate vaadata videot vee peal jooksvate grebidega.
Water Strider on putukas, kelle nimi peegeldab tema elustiili. Need putukad elavad tiikides, järvedes ja vaiksetes jõgedes. Leidub ka mereveerändurid. Need putukad ujuvad veepinnal ega vaju nende käppasid katva rasvakihi tõttu. Kõhul on ka rasvakiht. Lisaks on veele omane pindpinevus ja suuresti tänu sellele hoitakse selle pinnal vesistrikke. Selle putuka käpad jaotavad raskuse ühtlaselt veepinnale, mis hoiab oma tihedusega kerget veesööturit.
Neid putukaid on umbes 700 liiki. Vesistrideril on kitsas piklik korpus, mis võimaldab tal kiiresti liikuda. Putuka keha pikkus on 1–3 sentimeetrit. Samuti on vesistrideril 3 paari erineva pikkusega õhukesi jalgu. Eesmine jalapaar on kahe teisega võrreldes lühike – vesistrider kasutab neid jalgu saagi püüdmiseks. Tänu kahele teisele jalapaarile saab vesisõitja libiseda läbi vee. Selle putuka peas on ka paar antenni – need vurrud aitavad kinni püüda veest kõige väiksemaid vibratsioone. Mõnel vesiliikuril on ka tiivad. Tiibadeta vesikonnad ei lahku oma kodutiigist kogu elu. Järve- ja jõeveetikud ei liigu veehoidla kaldast kaugele, samas kui mereveesed võivad läbida sadade meetrite vahemaid. Need putukad ei ela üksi – tiigi pinnalt võib leida vähemalt 3-4 putukat. Vesilindid toituvad väikestest putukatest – kääbustest, röövikutest, sääskedest. Pesitsusajal munevad vesikonnad, mille arv võib olla 50 tükki. Munadest kooruvad vastsed, kes toituvad samast toidust kui täiskasvanud.
Video: Tiigipuisturite paaritustantsud-Tiigipuisturite paaritustantsud
Tahan seda veidi jätkata, st. Rääkige mitte ainult veesõidukist, vaid sellest, kuidas ta vee peal jookseb, vaid ka sellest, kes eluslooduse elanikest võib vee peal kõndida ja miks. 10-aastane Denis Zelenov aitas mul katseid läbi viia. Füüsika looduses- huvitav perspektiiv.
Mis aitab sigalal veepinnal püsida?
Porkuse kohta võib kindlalt öelda, et isegi kui ta tahab, ei saa ta uppuda, kuna tema arvukate nõelte sees olevad õõnsused on õhuga täidetud. See aitab loomal püsida veepinnal.
Nagu katsest näha: roheline kummipall ei vaju täispuhumisel, vaid õhuga täidetud roosa pall hõljub. Täpselt nagu pruss. Seda ei saa muidugi nimetada vee peal kõndimiseks, vaid pigem ujumiseks.
Mis aitab lindudel vee peal püsida?
Oleme järvedel korduvalt näinud, kuidas luiged ja pardid ujuvad. Neid on lihtne vee peal hoida.
Seda seetõttu, et nende suled on õõnsad ja sobivad väga tihedalt kokku, tekitades õhuvahe. Samuti määritakse lindude sulgi, et kaitsta neid märjakssaamise eest. Nende keha toodab rasva. Noka abil määrib lind oma sulestiku pidevalt rasvaga, mis tõrjub vett. Vesi ei saa sulgi märjaks teha, mis aitab linnul soojas hoida ja vee peal püsida.
Seda on lihtne kontrollida järgmise katsega: võtame kaks niidipalli ja kastame ühe neist taimeõlisse. Seejärel paneme need veeklaasidesse ja näeme, et õlitatud niidikera ujub ja teine upub ära.
Ja veelinnud "jooksevad" õhkutõusmisel vee peal. Seega õnnestub neil arendada suurt kiirust. Käppadega kiiresti ümber pöörates ja samal ajal tiibadega töötades kiirendavad nad, kuni saavutavad eraldumiseks piisava kiiruse. Seejärel suruvad nad kogu jõust veepinnalt maha ja tõusevad õhku. See on nagu õhkutõusv lennuk.
Mis hoiab veepealset mardikat vee peal?
Vesistrider tunneb end veepinnal väga vabalt, jäädes pinnale. Tema käpad on kaetud tuhandete pisikeste karvadega, mis ei saa märjaks.
Tähelepanelikult vaadates on näha, et seal, kus tema peenikesed pikad jalad veepinnaga kokku puutuvad, tekivad veele väikesed mõlgid. Vee pind käitub nii, nagu oleks see kaetud õhukese kummikilega, mis mardika raskuse all venib, kuid ei rebene. Vesi reageerib survega seestpoolt väljapoole, püüdes taastada oma tasast pinda. Seda nähtust nimetatakse vee pindpinevuseks. Seda saab jälgida ääreni veega täidetud lusikal – lusika peal olev vesi on nagu "liumägi", mis on kogemusest selgelt näha. Veetilk lennuseisundis, kaaluta olekus, säilitab palli kuju ainult pindpinevusjõu toimel. Seda nimetatakse ka vee "nahaks".
Jõu olemasolu veepinnal saame jälgida järgmises katses: paneme vette metallist õmblusnõela või kirjaklambri. Neid hoitakse, nagu vesisööturit, selle pinnal.
Need katsed näitavad, et vesisööturile aitab kaasa vee pindpinevus. Putuka raskust tasakaalustab pindpinevus, mille jõud ületab vesisturi kehamassi. Tänu sellele püsib vesistrider vee peal ja suudab õhku hüpata nagu inimene batuudil. Seega on vesisturitel justkui kahte tüüpi kõnnak: õhku hüppamine ja läbi vee libisemine. Paljud meist on jälginud, kui osavalt libisevad vees vees libisevad putukad! Nende liikumiskiirus on kuni 100 km/h. Kuidas nad seda teevad? Teadlased on tõestanud, et vesiliikurid kasutavad oma jäsemeid nagu aerusid. Ainult nad ei kasta oma "aerusid" vette. Käppadest moodustuvad veepinnale süvendid. Need süvendid töötavad nagu aeru tera. Iga löök loob jalgade taha minipöörise, vees keerised. Tänu sellele liigub vesistrider ettepoole, alustades justkui süvendi tagumisest seinast, nagu on näidatud joonisel.
Lihtsustatud Water Strider jalamudel
Kuidas basiiliku sisalik vee peal jookseb?
Kiivriga basiilik elab Kesk-Ameerikas. See kaalub umbes 100 grammi. Basilisk on kõige haruldasem olend, kes jookseb vee peal kiirusega kuni 12 km/h, i.е. kaks korda kiiremini kui inimene. Vee peal püsimiseks ja sellel jooksmiseks aitavad sisalikul sagedased löögid käppadega. Sel juhul tekivad vette seintega süvendid. Need seinad käituvad kiiresti korduvate löökide korral kahe kõrvuti asetseva löögi vahelise lühikese aja jooksul nagu tahked seinad. Kui sisalik lükkab vett jalaga alla ja tagasi, reageerib vesi sama jõuga, lükates seda üles ja edasi. Ära tõugates jookseb sisalik läbi vee nagu kuival maal.
Kuidas kalaämblik vee peal kõnnib?
Kõige osavam veekoguja on kalaämblik pisauriid. Suudab libiseda üle vee nagu vesistrider. Ta suudab vees tagajalgadel püsti seista ja joosta nagu basiiliku sisalik! Aga ämblikule on kõige kiirem liikumisviis purjetamine. Kui tuul puhub, vehib ämblik esijalgadega või tõstab kogu keha ja laseb tuulel end purjeka kombel veest läbi tirida. Isegi väike tuuletõuge võib selle kanda läbi kogu tiigi.
Nagu selgub, on väga vähesed olendid võimelised vee peal kõndima.
See on olnud huvitav päev. Täna õppisite, kuidas füüsika looduses töötab. Loodan, et olite huvitatud. Ja kui teile meeldis Merry Science, siis võtke minult vastu kingitus. Kollektsioon põnevaid katseid, katseid ja trikke veega.