Kuinka vesijuoksut pysyvät veden päällä. Lammen vesijuoksuhyönteis: miltä se näyttää, mielenkiintoisia faktoja Hämähäkki juoksee veden päällä
Tämän päivän luettelomme sisältää upeita eläinmaailman edustajia, jotka voivat liikkua vedessä:
1 Basilisk Lizard
Basilisk-lisko, joka tunnetaan myös nimellä Jeesus Kristus -lisko, piiloutuu petoeläimiltä putoamalla puun huipulta ja juoksemalla puun alla olevan altaan pinnan poikki. Ne voivat juosta noin 4,5 metriä ja kehittää vaikuttavaa puolitoista metriä sekunnissa.
Näiden liskojen takajalkojen pitkät varpaat on liitetty verkkoihin, joten roiskuttamalla takajalkojaan nopeasti veteen ne luovat ilmataskuja, jotka estävät niitä uppoamasta, jos ne vain säilyttävät vauhtinsa. Kun he menevät veden alle, he voivat uida. He kuitenkin juoksevat mieluummin veden päällä, jotta ne eivät joutuisi vesieliöiden syömäksi.
2. Brasilian Pygmy Geckos (Brasilian Pygmy Geckos)
Tämä pieni tyttö ei ole vain ihastuttava, hän on myös lahjakas. Kevyen painonsa ja vettä hylkivän ihonsa ansiosta gekko voi kävellä helposti veden pinnalla. Koska gekko on niin pieni (ne ovat pienempiä kuin monet Amazonin sademetsässä elävät hyönteiset), ne ovat vaarassa hukkua pienimpään lätäköön – tutkijat uskovat, että siksi heidän kykynsä kävellä veden päällä kehittyi.
3. Vesijuoksut 
Vesikulkijat kuuluvat vesikulkijaperheeseen, joka erottuu kyvystään kävellä veden päällä. He voivat tehdä tämän vettä hylkivien jalkojen ansiosta, jotka lisäävät veden pinnan stressiä ja jakavat hyönteisen painon tasaisesti kaikille sen jaloille. Niiden liikkeet auttavat myös liikkumaan vedessä. Ne työntyvät pois keskimmäisellä jalkaparilla tehden airojen liikkeitä muistuttavia ympyräliikkeitä ja liukuvat eteenpäin vedessä.
4 Kalastushämähäkit
Hunter hämähäkit, jotka tunnetaan myös nimellä dolomedit, ovat puoliksi vedessä eläviä hyönteisiä, jotka elävät lähellä vesistöjä, joissa ne metsästävät. He odottavat rannalla lähellä vesistöä, kunnes huomaavat vedessä aaltoja ja juoksevat sitten veden poikki saadakseen saalista. Vesi auttaa heitä myös välttämään petoeläimiä, koska ne voivat piiloutua pinnan alle käärimällä kehonsa pieniin kupliin. Vaikka useimmat metsästäjähämähäkit ruokkivat hyönteisiä, suuremmat lajit voivat ruokkia myös pieniä kaloja, nuijapäitä ja sammakoita.
Kuten gekot, metsästäjähämähäkit voivat liikkua vedessä pienen painonsa ja lyhyiden, vettä hylkivien vartalonkarvojen runsauden vuoksi. Joskus ne kelluvat vedessä ja nostavat muutaman tassun ylös, jotta tuuli kuljettaa ne oikeaan suuntaan. Niiden lyhyet karvat mahdollistavat myös kuplien muodostumisen kehonsa ympärille, kun ne kaivautuvat veden pinnan alle. Itse asiassa ne ovat niin kelluvia, että niiden täytyy pitää jostain kiinni ollessaan veden alla, muuten vesi työntää ne pintaan ja kuivuu täysin. Jotkut metsästyshämähäkit voivat pysyä veden alla puoli tuntia.
5. Delfiinit
Koska niillä ei ole jalkoja, on vaikea sanoa, että delfiinit "kävelevät" vedessä, mutta ne ovat kuuluisia kyvystään tanssia aaltojen yläpuolella häntäevällään. Toisin kuin muut eläimet, jotka käyttävät kykyään kävellä veden päällä evoluution etuna, tutkijat sanovat, että delfiinit tekevät sitä puhtaasti huvin vuoksi - heille se vastaa ihmisen tanssimista.
Mielenkiintoista on, että vaikka delfiinit voivat "kävellä" häntänsä kanssa, ne eivät melkein koskaan tee niin luonnossa. Poikkeuksia ovat tapaukset, joissa aiemmin vankeudessa ollut ja koulutettu delfiini naulattiin villidelfiinien ryhmään.
6. Western ja Clark's Grebes Grebes
Sekä Länsi-Amerikan uuralla että Clarkin uuralla on ainutlaatuinen ja kaunis parittelurituaali nimeltä "kiire", jossa lintupari juoksee veden yli. Linnut ryntäävät eteenpäin koko vartalollaan ja seisovat tassuillaan vedessä heiluttaen samalla siipiään. Sitten pariskunta juoksee veden läpi yhteen ääneen noin 9 metrin matkan ja tekee 22 käpälän iskua veteen sekunnissa.
Nämä linnut viettävät melkein koko elämänsä vedessä. Heillä on lyhyet siivet ja vahvat jalat, jotka eivät ole kovin mukavia maalla kävelemiseen, mutta ovat välttämättömiä parittelurituaalissa.
7. Kachurka
Toisin kuin muut tämän luettelon eläimet, tämä lintu ei kävele veden pinnalla, vaikka siltä se näyttääkin. Itse asiassa hän kohoaa lähellä veden pintaa ja laskee tassut siihen tarttuen saalista. Linnun jalat ovat liian heikot kestämään sen painoa useamman kuin muutaman askeleen. Tämän vuoksi näyttää siltä, että hän voi kävellä pidempään vedessä kuin maassa.
8 Heron On A Hippo
Haikarat eivät oikein osaa kävellä veden päällä, mutta tämän videon lintu näyttää siltä, että se pystyy siihen – kunnes virtahepo ilmestyy vedenpinnan yläpuolelle ja näyttää meille, mikä haikaran salaisuus todella on. Hän ei tietenkään voi kävellä veden päällä, mutta hän pääsi mahdollisimman lähelle sitä.
Vesijuoksut, ikään kuin jäällä, liukuvat helposti lampien ja purojen pinnalla. Kuinka he onnistuvat "kävelemään veden päällä" ja pysymään täysin kuivina?
Yksityiskohtainen tutkimus vesimatkailijoiden jalkojen pinnasta antaa yllättävän vastauksen. Monet hyönteiset tarttuvat veden pintaan joutuessaan kosketuksiin veden pinnan kanssa, ja vesijuoksujen jalat peittyvät tuhansittain pörröiset pienet karvat, jotka tunnetaan mikrohiuksina ja jotka sitovat ilmaa ja muodostavat kelluvan tyynyn.
Nämä neulamaiset langat ovat kymmeniä kertoja kapeampia kuin ihmisen hiukset ja ne on suojattu erityisellä vahalla. Jokainen kierre on myös peitetty tilatuilla mikroskooppisilla kanavilla tai nanourailla. Märkänä urat pitävät sisällään pieniä ilmakuplia. Tuloksena on tehokas vedenpitävä tai hydrofobinen este. Hyödyntämällä itse veden luonnollista pintajännitystä vesijuoksulaite pysyy kuivana.
Samantyyppisissä mikrokuiduissa on ja. Mutta tässä liskossa urat on jaettu tuhansiin pieniin oksiin. Gekon karkea pinta luo houkuttelevia voimia molekyylitasolla (kutsutaan "van der Waalsin voimiksi"), minkä ansiosta se pystyy ryömiä kattoon ja seiniin.
Vesikulkijan jalkojen karvat on vuorattu pienillä kanavilla, joita kutsutaan nanouriksi. Näissä kanavissa on ilmakuplia, jotka muodostavat kelluvan tyynyn.
Kiinalaiset tutkijat ovat mitanneet, missä määrin vesimatkailijat pystyvät pysymään veden alla. He loivat keinotekoisen mallin vesikulkijan jalasta, varustivat sen karvatupilla ja asettivat sen sitten veden pinnalle ja painoivat hellästi. Jalka teki syvennyksen vesipatsaan uppoamatta ja pystyi kantamaan painon, joka oli 15 kertaa vesijuoksilijan ruumiinpaino ennen kuin lopulta murtautui veden pinnan läpi.
Vesijuoksujen tutkimus voi johtaa pienikokoisiin kelluviin robotteihin, jotka voivat seurata veden laatua. Lisäksi näkymätön mikrokarvakerroksen lisääminen voi johtaa uusiin vettä hylkiviin kankaisiin ja väriaineisiin.
Vesijuoksut liukuvat veden pinnalla uskomattoman suurilla nopeuksilla. He tekevät tämän yhdellä näppärällä temppulla: he upottavat tassujen kärjet veteen ja luovat pieniä suppiloja tai porealtaita. Sitten hyönteinen karkotetaan muodostuneen suppilon "miniseinästä" ja lentää nopeasti eteenpäin.
Vesijuoksut pystyvät voittamaan yhdessä sekunnissa matkan, joka on sata kertaa oman kehonsa pituus. Jos lisäämme tämän nopeuden mittakaavaamme, se on sama kuin jos ihminen liikkuisi nopeudella 640 km/h.
Luomisviikon aikana Jumala loi kaiken elävän, mukaan lukien hämmästyttävät vesimatkailijat. Niiden rakenne ja käyttäytyminen on kaukana yksinkertaisesta. Päinvastoin, nämä hyönteiset esittävät monimutkaisia luovia suunnitelmia ja antavat tutkijoille käytännön ideoita monien uusien tuotteiden luomiseen.
Meillä ei vielä ole kenkiä, joiden avulla voisimme kävellä helposti veden pinnalla kuten vesimatkailijat, mutta kuvittele, mitä mahdollisuuksia se meille antaisi!
Tohtori Don DeYoung- Fysikaalisten tieteiden osaston puheenjohtaja Grace Collegessa, Winona Lake, Indiana. Hän on aktiivinen puhuja Genesis Answers -projektissa ja kirjoittanut 17 kirjaa Raamatun ja tieteen välisestä yhteydestä. Tohtori DeYoung on tällä hetkellä Creation Research Societyn puheenjohtaja, jolla on satoja jäseniä maailmanlaajuisesti.
Linkkejä ja muistiinpanoja
Altaissa parittelukilpailuja järjestävät myrkkysienet juoksevat vedessä eri tavalla kuin basiliskit.
Emme ole yllättyneitä, kun näemme vesikulkijan liukuvan vedessä - meistä näyttää siltä, että kevyen hyönteisen on helppo jäädä epävakaalle pinnalle (vaikka on syytä lisätä, että asia ei ole vain vähäisessä painossa). vesikulkijoissa, mutta myös heidän vartalonsa ja jalkojen kärjessä olevissa erikoiskarvoissa). Mutta kun esimerkiksi suuri vesilintu alkaa juosta veden yli, se tuntuu jo oudolta.
Länsi-Amerikan Grebe (kuva: Mike Forsman / Flickr.com.)
Länsi-Amerikan uurat parittelurodussa. (Kuva Paul Souders/Corbis.)
Clarkin myrkkysieni vauvan kanssa. (Kuva Ron Wolf / Flickr.com.)
Basiliski juoksee veden päällä. (Kuva Bence Mate/Visuals Unlimited/Corbis.)
Myrkkysienet juoksevat veden päällä, eivätkä ne auta itseään siivillä. Grebeen lisäksi basiliskit voivat suorittaa tällaisen tempun. Fysiikan näkökulmasta tässä ei ole mitään mahdotonta, ja monet ehkä muistavat P.L.:n tunnetun ongelman. Kapitza: "Kuinka nopeasti ihmisen tulisi juosta veden läpi, jotta hän ei hukkuisi?" Uteliaat lukijat voivat löytää sen ratkaisun Internetistä, mutta huomautamme vain, että jokin vihje piilee itse sanamuodossa: ajonopeuden on tietysti oltava suuri. Itse asiassa, jos katsot juoksevia uikkuja, ne liikuttavat tassujaan erittäin nopeasti, tehden vähintään 20 askelta sekunnissa. Mutta "veteen kävelemisen" salaisuus ei rajoitu pelkästään nopeuteen.
Harvardin eläintieteilijät, jotka tarkkailevat Clarken uikkua ja Länsi-Amerikan uuraa luonnollisessa ympäristössään, ovat tehneet yli sata videota juoksevista linnuista, mutta vain kahdella videolla on voitu rakentaa kolmiulotteinen malli linnun käpälän liikkeistä. Tietenkin myrkkysienet (ja basiliskiliskot) upottavat jalkansa veteen, joten ne ottavat osaa askeleen, osittain aivohalvaukseen. Mutta molemmat liikkeet - eli tassun upottaminen veteen ja sen vetäminen vedestä - tekevät linnut eri tavalla kuin liskot. Myrkkysienet laittavat tassut veteen levitetyillä sormilla, pitävät niitä veden alla, puristavat sitten sormiaan ja vedävät tassun pintaan työntäen sitä sivulle. "Nyrkiin" puristetut sormet ja sivuttain liikkuminen voivat vähentää veden vastusta.
Tällainen potkurin kaltainen liike eroaa siitä, mitä basiliskit tekevät, jotka liikuttavat tassujaan samassa tasossa kääntämättä niitä sivuille ja puristamatta sormiaan. Artikkelissa julkaisussa kirjoittajat kirjoittavat, että jalkojen rakenne ja niiden liikkumistaajuus antavat uurille jopa 30-55 % nostovoimasta, joka tarvitaan lintujen "kävelemiseen". Mutta loput prosenttiosuudet saadaan juuri tyypillisestä tavasta liikuttaa tassuja taaksepäin ja sivuttain. Portaali Tiede, joka kuvaa lyhyesti tutkimusta, mainitsee toisen teoksen, joka on myös julkaistu vuonna The Journal of Experimental Biology, mutta jo vuonna 2001 - sanottiin, että erikoinen tassujen liikuttelutapa tekee myrkkysienistä myös erinomaisia sukeltajia. On mahdollista, että linnut pystyvät antamaan insinööreille ideoita siitä, kuinka voimme parantaa uimalaitteistoamme.
Mutta emme ole vielä sanoneet mitään siitä, miksi linnut juoksevat "veden yläpuolella". Tässä ei ole suuria yllätyksiä: uskotaan, että tällaisissa roduissa uurat valitsevat kumppanin, että tämä on vain paritustanssi. Itse juoksua edeltää esittely ja tervehdys, joka kestää useita sekunteja, kun taas itse juoksu ei myöskään kestä kauan, noin 7 sekuntia. Lisäksi keinotekoisissa olosuhteissa tällaista käyttäytymistä on lähes mahdoton nähdä, mikä johtuu ehkä siitä, että aitauksissa, ihmisten ärsyttävän huomion alaisena, ei ole mahdollista luoda riittävän romanttista ilmapiiriä.
Voit katsoa videon, jossa uurat juoksevat veden päällä.
Water Strider on bugi, jonka nimi kuvastaa sen elämäntapaa. Nämä hyönteiset elävät lammissa, järvissä ja hiljaisissa joissa. Mukana on myös merivesiä. Nämä ötökät uivat veden pinnalla eivätkä uppoa niiden tassuja peittävän rasvakalvon takia. Vatsan alueella on myös rasvakerros. Lisäksi pintajännitys on tyypillistä vedelle, ja suurelta osin tästä johtuen vesijuoksuja pidetään sen pinnalla. Tämän hyönteisen tassut jakavat painon tasaisesti veden pinnalle, joka pitää kevyen vesijuoksun tiheydellä.
Näitä vikoja on noin 700 lajia. Vesijuoksussa on kapea pitkänomainen runko, jonka ansiosta se liikkuu nopeasti. Hyönteisen kehon pituus on 1-3 senttimetriä. Lisäksi vesijuoksussa on 3 paria eripituisia ohuita jalkoja. Etujalkapari on lyhyt verrattuna kahteen muuhun - vesikulkija käyttää näitä jalkoja saaliin vangitsemiseen. Kahden muun jalkaparin ansiosta vesikulkija voi liukua veden läpi. Tämän bugin päässä on myös pari antennia - nämä viikset auttavat vangitsemaan pienimmätkin värähtelyt vedessä. Joillakin vesikulkijoilla on myös siivet. Siivettömät vesimatkailijat eivät jätä alkuperäistä lampiaan koko elämänsä aikana. Järvi- ja jokimatkailijat eivät liiku kauas altaan rannasta, kun taas merivesikulkijat voivat kattaa satojen metrien etäisyydet. Nämä hyönteiset eivät asu yksin - lammen pinnasta löytyy vähintään 3-4 hyönteistä. Vesijuoksut ruokkivat pieniä hyönteisiä - kääpiöitä, toukkia, hyttysiä. Pesimäkauden aikana vesijuoksut munivat munia, joiden lukumäärä voi olla 50 kappaletta. Munista kuoriutuu toukkia, jotka syövät samaa ruokaa kuin aikuiset.
Video: Lammensirottajien paritustanssit-Lammensirottajien paritustanssit
Haluan jatkaa sitä hieman, ts. kerro paitsi vesikulkijasta, kuinka se juoksee veden päällä, vaan myös siitä, ketkä villieläinten asukkaista voivat myös kävellä veden päällä ja miksi. Denis Zelenov, 10-vuotias, auttoi minua suorittamaan kokeita. Fysiikka luonnossa- mielenkiintoinen näkökulma.
Mikä auttaa piikkisikaa pysymään veden pinnalla?
Siikasta on turvallista sanoa, että vaikka hän haluaisi, hän ei voi hukkua, koska hänen lukuisten neulojensa sisällä olevat ontelot ovat täynnä ilmaa. Tämä auttaa eläintä pysymään veden pinnalla.
Kuten kokeesta voidaan nähdä: vihreä kumipallo ei uppoa täytettäessä, mutta ilmalla täytetty vaaleanpunainen pallo kelluu. Aivan kuten piikki. Tätä ei tietenkään voida kutsua vedessä kävelyksi, vaan pikemminkin uimiseksi.
Mikä auttaa lintuja pysymään pinnalla?
Olemme nähneet monta kertaa järvillä kuinka joutsenet ja ankat uivat. Ne on helppo pitää pinnalla.
Tämä johtuu siitä, että niiden höyhenet ovat onttoja ja ne sopivat hyvin tiukasti toisiinsa luoden ilmaraon. Lisäksi lintujen höyhenet on voideltu suojaamaan niitä kastumiselta. Heidän kehonsa tuottaa rasvaa. Lintu voitelee höyhenpeiteään nokan avulla jatkuvasti rasvalla, joka hylkii vettä. Vesi ei voi kastella höyheniä, mikä auttaa lintua pysymään lämpimänä ja pysymään veden päällä.
Tämä on helppo varmistaa seuraavalla kokeella: otamme kaksi lankapalloa ja upotamme toisen niistä kasviöljyyn. Sitten laitamme ne vesilasiin ja näemme, että öljytty lankapallo kelluu ja toinen hukkuu.
Ja vesilinnut "juoksevat" vedessä nousussa. Joten he onnistuvat kehittämään suurta nopeutta. Kääntyessään nopeasti tassuillaan ja samalla työskennellen siipillään ne kiihtyvät, kunnes ne ottavat eroon riittävän nopeuden. Sitten he kaikella voimallaan työntyvät pois veden pinnasta ja lähtevät liikkeelle. Se on kuin lentokone nousemassa.
Mikä pitää vesijuoksukuoriaisen pinnalla?
Vesikulkija tuntee olonsa erittäin vapaaksi veden pinnalla ja pysyy pinnalla. Hänen tassut ovat peitetty tuhansilla pienillä karvoilla, jotka eivät kastu.
Jos katsot tarkkaan, huomaat, että siellä, missä hänen ohuet pitkät jalat koskettavat veden pintaa, veteen ilmestyy pieniä kolhuja. Veden pinta käyttäytyy ikään kuin se olisi peitetty ohuella kumikalvolla, joka kovakuoriaisen painon alla venyy, mutta ei repeydy. Vesi reagoi paineella sisältä ulospäin ja pyrkii palauttamaan tasaisen pinnan. Tätä ilmiötä kutsutaan veden pintajännitykseksi. Se voidaan havaita ääriään myöten vedellä täytetyllä lusikalla - lusikan vesi on kuin "liukumäki", mikä näkyy selvästi kokemuksesta. Vesipisara lentotilassa, painottomuudessa, säilyttää pallon muodon vain pintajännityksen voimalla. Sitä kutsutaan myös "veden ihoksi".
Voimme havaita veden pinnalla seuraavassa kokeessa: laitetaan metallinen ompeluneula tai paperiliitin veteen. Ne, kuten vesijuoksu, pidetään sen pinnalla.
Nämä kokeet osoittavat, että vesijuoksua auttaa veden pintajännitys. Hyönteisen painoa tasapainottaa pintajännitys, jonka voima ylittää vesikulkijan ruumiinpainon. Tämän ansiosta vesikulkija pysyy pinnalla ja voi hypätä ilmaan kuin trampoliinilla. Siten vesiliikkujilla on ikään kuin kahden tyyppinen kävely: hyppääminen ilmaan ja liukuminen veden läpi. Monet meistä ovat nähneet kuinka taitavasti vesijuoksut liukuvat veden läpi! Niiden nopeus on jopa 100 km/h. Kuinka he tekevät sen? Tutkijat ovat osoittaneet, että vesimatkailijat käyttävät raajojaan kuin airoja. Vain he eivät upota "airojaan" veteen. Tassuista muodostuu kuoppia veden pinnalle. Nämä kuopat toimivat kuin airon terä. Jokainen veto luo miniporealtaan jalkojen taakse, pyörteitä veteen. Tämän ansiosta vesijuoksu liikkuu eteenpäin, ikään kuin aloittaen "syvennyksen" takaseinästä, kuten kuvassa näkyy.
Yksinkertaistettu vesijuoksujalkamalli
Kuinka basiliski lisko juoksee veden päällä?
Kypäräinen basiliski asuu Keski-Amerikassa. Se painaa noin 100 grammaa. Basiliski on harvinaisin olento, joka juoksee veden päällä jopa 12 km/h nopeudella, eli. kaksi kertaa nopeammin kuin ihminen. Liskoa autetaan pysymään vedessä ja juoksemaan sen päällä säännöllisillä iskuilla tassuillaan. Tässä tapauksessa veteen ilmestyy seinämiä kuoppia. Nämä seinät käyttäytyvät nopeasti toistuvien iskujen aikana kuin kiinteät seinät lyhyessä ajassa kahden vierekkäisen iskun välillä. Kun lisko työntää vettä alas ja taaksepäin jalallaan, vesi reagoi samalla voimalla työntäen sitä ylös ja eteenpäin. Työntyessään pois lisko juoksee veden läpi kuin kuivalla maalla.
Kuinka kalastushämähäkki kävelee veden päällä?
Taitavin uimari on pisauridi, kalastushämähäkki. Voi liukua veden poikki kuten vesijuoksu. Se pystyy seisomaan takajaloillaan vedessä ja juoksemaan kuin basiliskilisko! Mutta nopein tapa hämähäkille liikkua on purjehdus. Kun tuuli puhaltaa, hämähäkki heilauttaa etujalkojaan tai nostaa koko kehonsa ja antaa tuulen vetää sen veden läpi kuin purjevene. Pienikin tuulen puristus voi kuljettaa sen läpi koko lammen.
Kuten käy ilmi, hyvin harvat olennot pystyvät kävelemään veden päällä.
On ollut mielenkiintoinen päivä. Tänään opit kuinka fysiikka toimii luonnossa. Toivottavasti kiinnostuit. Ja jos pidit Merry Sciencestä, ota vastaan lahja minulta. Kokoelma jännittäviä kokeita, kokeita ja temppuja vedellä.