Kā ūdens strideri paliek uz ūdens. Dīķa ūdens stridera kukainis: kā tas izskatās, interesanti fakti Zirneklis skrien pa ūdeni
Mūsu šodienas sarakstā ir pārsteidzoši dzīvnieku pasaules pārstāvji, kas var pārvietoties pa ūdeni:
1 Baziliska ķirzaka
Baziliska ķirzaka, kas pazīstama arī kā Jēzus Kristus ķirzaka, slēpjas no plēsējiem, nokrītot no koka galotnes un skrienot pa baseina virsmu zem koka. Viņi var noskriet aptuveni 4,5 metrus, attīstot iespaidīgu ātrumu pusotrs metrs sekundē.
Šo ķirzaku pakaļpēdu garie pirksti ir savienoti ar tīmekļiem, tāpēc, ātri plunčojot pakaļkājas ūdenī, tās veido gaisa kabatas, kas neļauj tām nokļūt zem ūdens, ja vien tās saglabā ātrumu. Kad viņi nonāk zem ūdens, viņi var peldēt. Tomēr viņi dod priekšroku skriet pa ūdeni, lai izvairītos no riska, ka ūdens dzīvnieki tos apēs.
2. Brazīlijas pigmeja gekoni (Brazīlijas pigmeja gekoni)
Šī mazā meitene ir ne tikai burvīga, bet arī talantīga. Pateicoties tā vieglajam svaram un ūdeni atgrūdošai ādai, gekons var viegli staigāt pa ūdens virsmu. Tā kā gekons ir tik niecīgs (tie ir mazāki par daudziem Amazones lietus mežos mītošajiem kukaiņiem), viņiem draud noslīkt pat vismazākajā peļķē – zinātnieki uzskata, ka tieši tāpēc viņiem attīstījās spēja staigāt pa ūdeni.
3. Ūdens strideri 
Ūdenslīdēji pieder pie ūdensceļotāju dzimtas, kas izceļas ar spēju staigāt pa ūdeni. Viņi to var izdarīt, pateicoties ūdeni atgrūdošām kājām, kas palīdz palielināt spiedienu uz ūdens virsmu, vienmērīgi sadalot kukaiņa ķermeņa svaru uz visām tā kājām. Viņu kustības arī palīdz viņiem pārvietoties pa ūdeni. Viņi atgrūžas ar vidējo kāju pāri, veicot apļveida kustības, kas līdzīgas airu kustībām, un slīd uz priekšu pa ūdeni.
4 Zirnekļu makšķerēšana
Mednieku zirnekļi, kas pazīstami arī kā dolomēdi, ir daļēji ūdens kukaiņi, kas dzīvo netālu no ūdenstilpēm, kur tie medī. Viņi gaida krastā pie ūdenstilpnes, līdz pamana viļņošanos ūdenī, un tad skrien pāri ūdenim, lai noķertu laupījumu. Ūdens arī palīdz viņiem izvairīties no plēsējiem, jo tie var paslēpties tieši zem virsmas, ietinot ķermeni sīkos burbuļos. Lai gan lielākā daļa mednieku zirnekļu barojas ar kukaiņiem, lielākas sugas var baroties arī ar mazām zivīm, kurkuļiem un vardēm.
Tāpat kā gekoni, mednieku zirnekļi var pārvietoties pa ūdeni, jo ir mazs svars un ir daudz īsu, ūdeni atgrūdošu ķermeņa matiņu. Dažreiz tie peld pa ūdeni, uzliekot dažas ķepas uz augšu, lai vējš tos nestu pareizajā virzienā. Viņu īsie mati arī ļauj burbuļiem veidoties ap ķermeni, kad tie urbjas zem ūdens virsmas. Patiesībā tie ir tik peldoši, ka, atrodoties zem ūdens, viņiem pie kaut kā jāturas, pretējā gadījumā ūdens tos izspiedīs uz virsmas un pilnībā izžūs. Daži medību zirnekļu veidi var palikt zem ūdens pusstundu.
5. Delfīni
Ņemot vērā, ka viņiem nav kāju, ir grūti teikt, ka delfīni "staigā" pa ūdeni, taču viņi ir slaveni ar savu spēju dejot virs viļņiem ar astes spurām. Atšķirībā no citiem dzīvniekiem, kas savu spēju staigāt pa ūdeni izmanto kā evolūcijas priekšrocību, zinātnieki saka, ka delfīni to dara tikai prieka pēc – viņiem tas ir līdzvērtīgs cilvēka dejošanai.
Interesanti, ka, lai gan delfīni var “staigāt” ar asti, tie gandrīz nekad to nedara savvaļā. Izņēmums ir gadījumi, kad delfīns, kas iepriekš atradās nebrīvē un tika apmācīts, tika pienaglots savvaļas delfīnu grupai.
6. Western un Clark's Grebes Grebes
Gan Rietumamerikas grebim, gan Klārka grebim ir unikāls un skaists pārošanās rituāls, ko sauc par "steigu", kurā putnu pāris skrien pa ūdeni. Putni steidzas uz priekšu ar visu ķermeni un stāv uz ķepām uz ūdens, vienlaikus plivinot spārnus. Pēc tam pāris unisonā skrien pa ūdeni apmēram 9 metrus, veicot 22 ķepas sitienus ūdenī sekundē.
Šie putni gandrīz visu savu dzīvi pavada ūdenī. Viņiem ir īsi spārni un spēcīgas kājas, kas nav īpaši ērtas staigāšanai pa sauszemi, bet ir neaizstājamas pārošanās rituālam.
7. Kačurka
Atšķirībā no citiem šajā sarakstā iekļautajiem dzīvniekiem, šis putns nestaigā pa ūdens virsmu, lai gan šķiet, ka tas tā ir. Patiesībā viņa paceļas netālu no ūdens virsmas un nolaiž tajā ķepas, satverot upuri. Putna kājas ir pārāk vājas, lai izturētu savu svaru vairāk nekā dažus soļus. Šī iemesla dēļ šķiet, ka viņa var staigāt ilgāk pa ūdeni nekā uz sauszemes.
8 Gārnis uz nīlzirgu
Gārņi patiešām nevar staigāt pa ūdeni, taču šajā video redzamais putns izskatās tā, it kā tas to spēj – līdz brīdim, kad virs ūdens virsmas parādās nīlzirgs, parādot, kas īsti ir gārņa noslēpums. Viņa noteikti nevar staigāt pa ūdeni, bet viņa piekļuva tam pēc iespējas tuvāk.
Ūdenslīdēji, it kā uz ledus, viegli slīd pa dīķu un strautiņu virsmu. Kā viņiem izdodas "staigāt pa ūdeni" un palikt pilnīgi sausiem?
Detalizēts ūdens strideru kāju virsmas pētījums sniedz pārsteidzošu atbildi. Daudzi kukaiņi, saskaroties ar ūdens virsmu, pielīp pie tās, un ūdenslīdēju ķepas pārklājas ar tūkstošiem pūkaini, sīki matiņi, kas pazīstami kā mikromatiņi, kas aiztur gaisu un veido peldošu spilvenu.
Šie adatai līdzīgie pavedieni ir desmitiem reižu šaurāki par cilvēka matu, un tos aizsargā īpašs vasks. Katrs pavediens ir pārklāts arī ar pasūtītiem mikroskopiskiem kanāliem vai nanorievām. Kad rievas ir mitras, tās satur sīkus gaisa burbuļus. Rezultāts ir efektīva ūdensnecaurlaidīga vai hidrofoba barjera. Izmantojot paša ūdens dabisko virsmas spraigumu, ūdenslīdējs paliek sauss.
Līdzīga dizaina mikrošķiedras ir un. Bet šajā ķirzakā rievas ir sadalītas tūkstošiem mazu zaru. Gekona raupjā virsma rada pievilcīgus spēkus molekulārā līmenī (saukti par "van der Vāla spēkiem"), pateicoties kuriem tas spēj rāpot pa griestiem un sienām.
Mati uz ūdens soļotāja kājām ir izklāta ar sīkiem kanāliem, ko sauc par nanorievām. Šajos kanālos ir gaisa burbuļi, kas veido peldošu spilvenu.
Pētnieki Ķīnā ir izmērījuši, cik lielā mērā ūdenslīdēji spēj palikt neiegremdēti. Viņi izveidoja mākslīgu ūdenslīdēja pēdas modeli, aprīkoja to ar matu folikulām, pēc tam novietoja to uz ūdens virsmas un maigi piespieda. Pēda izveidoja padziļinājumu ūdens stabā, negrimstot, un spēja izturēt svaru, kas 15 reizes pārsniedza ūdens soļotāja ķermeņa svaru, pirms beidzot izlauzās cauri ūdens virsmai.
Pētījumi par ūdens strideriem varētu novest pie miniatūriem peldošiem robotiem, kas var uzraudzīt ūdens kvalitāti. Turklāt, pievienojot neredzamu mikromatiņu slāni, var iegūt jaunus ūdeni atgrūdošus audumus un krāsvielas.
Ūdenslīdēji slīd pa ūdens virsmām neticami lielā ātrumā. Viņi to dara ar vienu gudru triku: iegremdē ķepu galus ūdenī un izveido nelielas piltuves vai virpuļus. Tad kukainis tiek atgrūsts no izveidotās piltuves "mini sienas" un ātri lido uz priekšu.
Ūdens strideri spēj pārvarēt vienā sekundē, attālums, kas simts reižu pārsniedz viņu pašu ķermeņa garumu. Ja mēs palielinām šo ātrumu līdz mūsu mērogam, tas ir tas pats, it kā cilvēks pārvietotos ar ātrumu 640 km/h.
Radīšanas nedēļā Dievs radīja visu dzīvo, tostarp apbrīnojamos ūdenslīdējus. Viņu struktūra un uzvedība nebūt nav vienkārša. Gluži pretēji, šie kukaiņi parāda sarežģītus radošus dizainus un sniedz zinātniekiem praktiskas idejas daudzu jaunu produktu radīšanai.
Mums vēl nav apavu, kas ļautu viegli staigāt pa ūdens virsmu kā ūdenslīdējiem, taču iedomājieties, kādas iespējas mums sniegtu!
Dr Dons Dejangs- Fizisko zinātņu nodaļas vadītājs Greisas koledžā, Vinonas ezerā, Indiānā. Viņš ir aktīvs lektors par projektu Genesis Answers un 17 grāmatu autors par Bībeles un zinātnes saistību. Dr. DeYoung pašlaik ir Radīšanas pētniecības biedrības prezidents, kurā ir simtiem biedru visā pasaulē.
Saites un piezīmes
Krupju putni, organizējot pārošanās sacīkstes uz ūdenskrātuvēm, skrien pa ūdeni savādāk nekā baziliki.
Mēs nebrīnāmies, ieraugot pa ūdeni slīdošu ūdenslīdēju - mums šķiet, ka vieglam kukainim ir viegli noturēties uz nestabilas virsmas (lai gan ir vērts piebilst, ka lieta nav tikai niecīgajā ūdenslīdējiem, bet arī īpašajos matiņos, kas klāj viņu ķermeni un kāju galus). Bet, kad, piemēram, pa ūdeni sāk skriet liels ūdensputns, tas jau šķiet dīvaini.
Rietumamerikas grebe (Foto Maiks Forsmans/Flickr.com.)
Rietumamerikas grebes pārošanās sacīkstēs. (Foto Pols Souders/Corbis.)
Klārka krupju krēsls ar mazuli. (Foto Rons Volfs / Flickr.com.)
Bazilisks, kas skrien uz ūdens. (Foto Bence Mate/Visuals Unlimited/Corbis.)
Krupju sēnītes skrien pa ūdeni, un ar spārniem viņi sev nepalīdz. Papildus grebiem šādu triku var veikt bazilika ķirzakas. No fizikas viedokļa šeit nav nekā neiespējama, un daudzi, iespējams, atcerēsies labi zināmo P.L. Kapitsa: "Cik ātri cilvēkam jāskrien pa ūdeni, lai nenoslīktu?" Ziņkārīgie lasītāji tā risinājumu var atrast internetā, taču norādīsim tikai to, ka kāds mājiens slēpjas pašā formulējumā: skriešanas ātrumam, acīmredzot, jābūt lielam. Patiešām, ja paskatās uz skrienošajiem grebiem, tie ļoti ātri kustina ķepas, veicot vismaz 20 soļus sekundē. Taču "staigāšanas pa ūdeni" noslēpums neaprobežojas tikai ar ātrumu.
Hārvardas zoologi, novērojot Klārka un Rietumamerikas spārni to dabiskajā vidē, ir izveidojuši vairāk nekā simts skrienošu putnu video, bet tikai divi video ļāvuši izveidot trīsdimensiju putna ķepu kustību modeli. Protams, krupju sēnītes (un bazilika ķirzakas) iegremdē kājas ūdenī, tāpēc tās daļēji glāst. Taču abas kustības – tas ir, ķepas iegremdēšana ūdenī un izvilkšana no ūdens – putni veic savādāk nekā ķirzakas. Krupju sēnītes noliek ķepas ar izplestiem pirkstiem uz ūdens, turi tās zem ūdens, un tad saspiež pirkstus un velk ķepu uz virsmu, nospiežot to uz sāniem. Pirksti savilkti “dūrē” un kustība uz sāniem var samazināt ūdensizturību.
Šāda dzenskrūvei līdzīga kustība atšķiras no tā, ko dara Baziliski, kas pārvieto ķepas vienā plaknē, nenovirzot tās uz sāniem un nesaspiežot pirkstus. Rakstā, kas publicēts autori raksta, ka kāju struktūra un to pārvietošanās biežums nodrošina grebiem līdz pat 30-55% no pacēluma, kas nepieciešams, lai putni "staigātu". Bet atlikušos procentus nodrošina tieši raksturīgais ķepu pārvietošanas veids atpakaļ un sānis. Portāls Zinātne, īsi aprakstot pētījumu, minēts vēl viens darbs, kas arī publicēts Eksperimentālās bioloģijas žurnāls, bet tālajā 2001. gadā runāja, ka īpatnējā ķepu kustināšanas maniere padara krupjus arī par izciliem ūdenslīdējiem. Iespējams, ka putni spēs sniegt inženieriem idejas, kā mēs varētu uzlabot savu peldēšanas aparātu.
Bet mēs vēl neko neesam teikuši par to, kāpēc putni nodarbojas ar "virsūdens" skriešanu. Lielu pārsteigumu šeit nav: tiek uzskatīts, ka grebi šādās sacīkstēs izvēlas partneri, ka šī ir vienkārši pārošanās deja. Pašu skrējienu ievada ņirgāšanās un sveicienu apmaiņa, kas ilgst vairākas sekundes, savukārt pats skrējiens arī nav ilgs, apmēram 7 sekundes. Turklāt mākslīgos apstākļos šādu uzvedību gandrīz nav iespējams pamanīt, iespējams, tāpēc, ka iežogojumos kaitinošas cilvēku uzmanības apstākļos nav iespējams radīt pietiekami romantisku atmosfēru.
Varat noskatīties video ar grebiem, kas skrien pa ūdeni.
Ūdens strider ir blaktis, kuras nosaukums atspoguļo tā dzīvesveidu. Šie kukaiņi dzīvo dīķos, ezeros un klusās upēs. Ir arī jūras ūdens strideri. Šīs kukaiņi peld pa ūdens virsmu un negrimst, pateicoties taukainajai plēvei, kas pārklāj viņu ķepas. Uz vēdera ir arī tauku slānis. Turklāt ūdenim ir raksturīgs virsmas spraigums, un lielā mērā tāpēc ūdens strideri tiek turēti uz tā virsmas. Šī kukaiņa ķepas vienmērīgi sadala svaru uz ūdens virsmas, kas ar savu blīvumu notur vieglu ūdens soļotāju.
Ir aptuveni 700 šo kukaiņu sugu. Ūdensstriderim ir šaurs iegarens korpuss, kas ļauj tam ātri pārvietoties. Kukaiņa ķermeņa garums ir no 1 līdz 3 centimetriem. Kā arī ūdensstriderim ir 3 pāri dažāda garuma tievu kāju. Priekšējais kāju pāris ir īss, salīdzinot ar pārējiem diviem – ūdens sodītājs izmanto šīs kājas, lai notvertu laupījumu. Pateicoties pārējiem diviem kāju pāriem, ūdens soļotājs var slīdēt pa ūdeni. Šai blaktītei uz galvas ir arī pāris antenu – šīs ūsas palīdz notvert mazākās vibrācijas ūdenī. Dažiem ūdenslīdējiem ir arī spārni. Bezspārnu ūdenslīdēji nepamet savu dzimto dīķi visu mūžu. Ezeru un upju ūdensceļi nepārvietojas tālu no ūdenskrātuves krasta, savukārt jūras ūdensceļi var pārvarēt simtiem metru attālumus. Šie kukaiņi nedzīvo vieni – uz dīķa virsmas var atrast vismaz 3-4 blaktis. Ūdens strideri barojas ar maziem kukaiņiem – spārniem, kāpuriem, odiem. Vairošanās sezonā ūdens strideres dēj olas, kuru skaits var būt 50 gab. No olām izšķiļas kāpuri, kas barojas ar to pašu barību, ko pieaugušie.
Video: Dīķu kaisītāju pārošanās dejas - Dīķu kaisītāju pārošanās dejas
Vēlos to nedaudz turpināt, t.i. pastāstiet ne tikai par ūdens soļotāju, par to, kā tas skrien pa ūdeni, bet arī par to, kurš no savvaļas iemītniekiem var arī staigāt pa ūdeni un kāpēc. 10 gadus vecais Deniss Zeļenovs man palīdzēja veikt eksperimentus. Fizika dabā- interesanta perspektīva.
Kas palīdz dzeloņcūkai noturēties uz ūdens virsmas?
Par dzeloņcūku var droši teikt, ka pat ja viņš to vēlētos, viņš nevarēs noslīkt, jo viņa daudzo adatu dobumi ir piepildīti ar gaisu. Tas palīdz dzīvniekam noturēties uz ūdens virsmas.
Kā redzams no eksperimenta: zaļā gumijas bumbiņa negrimst piepūšot, bet rozā bumbiņa, kas piepildīta ar gaisu, peld. Tāpat kā dzeloņcūka. To, protams, nevar saukt par iešanu pa ūdeni, bet gan par peldēšanu.
Kas palīdz putniem noturēties virs ūdens?
Mēs daudzkārt esam redzējuši ezeros, kā peld gulbji un pīles. Tos ir viegli noturēt virs ūdens.
Tas ir tāpēc, ka to spalvas ir dobas un ļoti cieši pieguļ viena otrai, radot gaisa spraugu. Tāpat putnu spalvas tiek ieeļļotas, lai pasargātu tās no samirkšanas. Viņu ķermenis ražo taukus. Ar knābja palīdzību putns pastāvīgi ieeļļo apspalvojumu ar taukiem, kas atgrūž ūdeni. Ūdens nevar samitrināt spalvas, kas palīdz putnam saglabāt siltumu un palikt uz ūdens.
To ir viegli pārbaudīt ar šādu eksperimentu: mēs ņemam divas diegu bumbiņas un vienu no tām iemērcam augu eļļā. Tad liekam tos ūdens glāzēs un redzēsim, ka ieeļļotā diegu kamoliņa peld, bet otrā noslīkst.
Un ūdensputni "skraida" pa ūdeni paceļoties. Tāpēc viņiem izdodas attīstīt lielu ātrumu. Ātri apgriežoties ar ķepām un vienlaikus strādājot ar spārniem, viņi paātrina, līdz uzņem ātrumu, kas ir pietiekams atdalīšanai. Tad viņi ar visu spēku atgrūž no ūdens virsmas un paceļas. Tas ir kā lidmašīna, kas paceļas.
Kas notur ūdenslīdēju vaboli virs ūdens?
Ūdens strider jūtas ļoti brīvi uz ūdens virsmas, paliekot virs ūdens. Viņas ķepas ir klātas ar tūkstošiem sīku matiņu, kas nesamirkst.
Ja paskatās vērīgi, var redzēt, ka vietās, kur viņas tievās garās kājas saskaras ar ūdens virsmu, uz ūdens parādās nelieli iespiedumi. Ūdens virsma uzvedas tā, it kā tā būtu pārklāta ar plānu gumijas plēvi, kas zem vaboles svara stiepjas, bet neplīst. Ūdens reaģē ar spiedienu no iekšpuses uz āru, cenšoties atjaunot tā plakano virsmu. Šo parādību sauc par ūdens virsmas spraigumu. To var novērot uz karotes, kas piepildīta ar ūdeni līdz malām - ūdens uz karotes ir kā "slaids", kas skaidri redzams no pieredzes. Ūdens piliens lidojuma stāvoklī, bezsvara stāvoklī, saglabā lodītes formu tikai virsmas spraiguma spēka dēļ. To sauc arī par ūdens "ādu".
Spēka klātbūtni uz ūdens virsmas varam novērot šādā eksperimentā: uzliksim uz ūdens metāla šujamo adatu vai saspraudi. Viņi, tāpat kā ūdens soļotājs, tiks turēti uz tā virsmas.
Šie eksperimenti rāda, ka ūdens soļotājam palīdz ūdens virsmas spraigums. Kukaiņa svaru līdzsvaro virsmas spraigums, kura spēks pārsniedz ūdens soļotāja ķermeņa svaru. Pateicoties tam, ūdens soļotājs paliek virs ūdens un var uzlēkt gaisā kā cilvēks uz batuta. Tādējādi ūdenslīdējiem ir it kā divu veidu gaita: lec gaisā un slīd pa ūdeni. Daudzi no mums ir vērojuši, cik veikli ūdenslīdēji slīd pa ūdeni! To kustības ātrums ir līdz 100 km/h. Kā viņi to dara? Zinātnieki ir pierādījuši, ka ūdenslīdēji izmanto savas ekstremitātes kā airus. Tikai viņi savus "airus" neiegremdē ūdenī. No ķepām uz ūdens virsmas veidojas bedres. Šīs bedres darbojas kā aira asmens. Katrs sitiens rada mini virpuli aiz kājām, virpuļiem ūdenī. Pateicoties tam, ūdens soļotājs virzās uz priekšu, it kā sākot no aizmugures “padziļinājuma sienas”, kā parādīts attēlā.
Vienkāršots ūdens strider pēdas modelis
Kā bazilika ķirzaka skrien pa ūdeni?
Ķiveres bazilisks dzīvo Centrālamerikā. Tas sver apmēram 100 gramus. Bazilisks ir retākā būtne, kas skrien pa ūdeni ar ātrumu līdz 12 km/h, t.i. divreiz ātrāk nekā cilvēks. Noturēties uz ūdens un skriet pa to, ķirzakai palīdz bieži sitieni ar ķepām. Šajā gadījumā ūdenī parādās bedres ar sienām. Šīs sienas strauji atkārtotu triecienu laikā uzvedas kā cietas sienas īsā laika intervālā starp diviem blakus triecieniem. Kad ķirzaka ar kāju spiež ūdeni uz leju un atpakaļ, ūdens reaģē ar tādu pašu spēku, stumjot to uz augšu un uz priekšu. Atstumjoties, ķirzaka skrien pa ūdeni kā pa sausu zemi.
Kā makšķerēšanas zirneklis staigā pa ūdeni?
Prasmīgākais ūdenstecētājs ir pisaurīds, zvejas zirneklis. Spēj slīdēt pa ūdeni tāpat kā ūdens soļotājs. Tas var piecelties uz pakaļkājām ūdenī un skriet kā baziliska ķirzaka! Taču ātrākais zirnekļa pārvietošanās veids ir burāšana. Kad vējš pūš, zirneklis plivina priekšējās kājas vai paceļ visu ķermeni un ļauj vējam vilkt to pa ūdeni kā buru laivu. Pat neliels vēja grūdiens var iznest to cauri visam dīķim.
Kā izrādās, ļoti maz radījumu spēj staigāt pa ūdeni.
Tā ir bijusi interesanta diena. Šodien jūs uzzinājāt, kā fizika darbojas dabā. Ceru, ka jūs interesēja. Un, ja jums patika Merry Science, tad pieņemiet dāvanu no manis. Kolekcija aizraujoši eksperimenti, eksperimenti un triki ar ūdeni.