Kurš no savvaļas iemītniekiem var staigāt pa ūdeni un kāpēc. Ūdens strideri Kukaiņi

Neviens nevar atkārtot brīnumaino Kristus staigāšanu pa ūdeni, labi, varbūt daži dzīvnieku pasaules pārstāvji ... Kādi spēki viņiem palīdz?

Varbūt slavenākais ūdens skrējējs ir bug-water strider. Gandrīz visu mūžu ūdensceļotāji slīd pa ūdenskrātuvju virsmu, meklējot laupījumu, tikai ziemai pārceļas uz sauszemi un slēpjas sūnās vai zem veca celma mizas. Bet kāds ir skrējēju noslēpums? Pirmkārt, mazā svara un izmēra dēļ. Otrkārt, viss kukaiņa ķermenis ir pārklāts ar ūdeni atgrūdošiem taukiem, kas neļauj ūdenslīdējam samirkt. Un, treškārt, biezi vilnas pārklājums palīdz kukaiņai noturēties virs ūdens, īpaši uz ķepu galiem, kas ir tiešā saskarē ar ūdeni - uz viena kvadrātmilimetra var izaugt līdz 16 tūkstošiem matiņu. Kažokādas pārvalks laika gaitā kļūst slapjš, un, ja tas nav savlaicīgi iztaisnots un izžāvēts, blaktis uzreiz nokļūs apakšā.

Lieliski jūtas uz ūdens virsmas vabole. Vaboles pakaļkājas ir pārveidotas par asmeņiem, lai palielinātu skriešanas ātrumu un manevrētu stāvus. Īpaši pārošanās periodā spiningotāji veic sarežģītas piruetes un trikus - tēviņi, uzņemot ātrumu, veic asu pagriezienu akūtā leņķī un lēnām, kā čaļi uz vēsas ķerras, peld garām mātītēm, bet pēdējie raksta lokas un spirāles atbildē.

Līdzīga tehnika ir arī makšķerēšanas zirnekļiem. Milzīgs skaits bārkstiņu uz kukaiņa ķermeņa, kas pārklāts ar taukainu ūdeni atgrūdošu slāni, un ļoti mazs svars ļauj zirnekļiem viegli slīdēt pa ūdens virsmu. Tāpat kā ūdenslīdēji, zirnekļi turas uz virsmas uz trim kājām un kāju pāris kalpo kā "airi".

Pa ūdeni var skriet arī lielāki dzīvnieku pasaules pārstāvji, piemēram, ķirzakas, putni un delfīni.

baziliks dzīvo netālu no ūdenstilpju krastiem, slēpjoties krūmos un kokos, bet briesmu gadījumā viņš ķeras pie savas apbrīnojamās spējas – skriet pa ūdeni. Tas noturas uz ūdens virsmas, pateicoties biežiem un īsiem pļaukājumiem. Kontakts ar ūdeni ilgst tikai 0,068 sekundes. Ar katru šūpošanos starp pirkstiem esošās membrānas uztver nelielu gaisa daudzumu, veidojot īpašu spilvenu, kura dēļ ķepa nesamirkst. Šīs brīnumainās spējas dēļ bazilikus sauc par "Jēzus Kristus ķirzakas".

Putniem ir vieglāk skriet pa ūdeni nekā ķirzakām, jo ​​spārni rada celšanas vilkmi, un palīdz arī ātra kustība ar platām ķepām. Ļoti bieži ūdens skrejceļu izvēlas tie putni, kas lēni un neveikli pārvietojas pa zemi.

Tas, kas izskatās pēc ideāla brīnuma, dažkārt izrādās vienkārša dabas parādība. Vairāk nekā 1200 dzīvnieku sugu ir attīstījušās, lai varētu staigāt pa ūdeni, sākot no sīkiem kukaiņiem un zirnekļiem līdz rāpuļiem, putniem un pat zīdītājiem.‎

Fotoattēlā: baziliks ar ķiveri; National Geographic

Skudras nekad nav bijušas pazīstamas ar savām spējām peldēt, taču jaunākie pētījumi liecina, ka daudzas no tām ir pārsteidzoši prasmīgas ūdens vidē. No 35 pētītajām tropisko skudru sugām vairāk nekā puse uzrādīja augstus rezultātus sava veida “peldēšanā”, pārliecinoši turoties pie ūdens virsmas. Šī prasme ļauj viņiem veikli aizbēgt no plēsējiem, nenokļūstot apakšā. Šādi novērojumi tika publicēti žurnāla Modern Biology numurā.

Foto: Full-HD tapetes

Staigāšana pa ūdeni nepavisam nav maģija: fizika var izskaidrot šo parādību. Sīkie dzīvnieki var viegli slīdēt pa ūdens virsmu, jo to svaru atbalsta virsmas spraigums - spēks, kas rodas, ūdens molekulām "pieķeroties" vienai pie otras.

"Virsmas spraigums ir īpašība, kas rodas, kad gaiss un ūdens nonāk saskarē, radot sava veida batuta efektu uz virsmas," skaidro Džons Bušs, MIT profesors, kurš pēta šķidruma dinamiku.

ūdens strideri

Foto: vokrugsveta.ru

Ir aptuveni 340 ūdensceļotāju sugas - kukaiņi, kas lielāko dzīves daļu pavada, pārvietojoties pa ūdens virsmu. Tie pieder pie tā saukto planieru (planieru) grupas - būtnēm, kas spēj pārvietoties pa ūdeni. Starp viņu "kolēģiem" var atšķirt zvejas zirnekļus un gekonus. ‎

Nospiežot bezsvara kājas uz ūdens, ūdens soļotājs uz tās virsmas izveido mikrodobumus, necaurdurot augšējo slāni cauri un cauri. Iegūtā spriedzes impulsi iedarbina kukaini ar nelieliem grūdieniem. Pārmaiņus kustinot kāju pārus, ūdens soļotājs slīd pa ūdeni. Viņas mērītie soļi rada tik tikko pamanāmu virpuļu pēdas, kas palīdz kustēties. Šī graciozā kukaiņa ekstremitātes ir pārklātas ar ūdeni atgrūdošu matiņu slāni, kas nodrošina papildu nenogrimšanu.‎

Zirnekļu makšķerēšana

Foto: Corbis

Ziemeļamerikas upju krastos dzīvo makšķerēšanas zirnekļi - diezgan lieli radījumi, kas var apēst mazuļus vai mazu vardi. Būtībā šie posmkāji barojas ar kukaiņiem, medījot pa ūdens stabu. Makšķernieks noturas virs ūdens, pateicoties ūdeni atgrūdošajiem matiņiem, kas klāj viņa ķepas.‎

Makšķerzirneklim ir vairāki pārvietošanās veidi uz ūdens: nesteidzīgos pastaigās tas tiek pielīdzināts ūdens solim, un, dzenoties pēc medījuma vai bēgot no plēsējiem, tā solis pārvēršas īstā galopā.

“Skrienot, zirnekļi maina kāju pārus, savukārt katru no tiem nospiežot no virsmas. Tādā veidā viņi burtiski metas gaisā, avotā uz ūdens, ”stāsta bioloģijas profesors Roberts Suters no Vasara koledžas.‎

Cita starpā šie radījumi spēj peldēt kā buru laiva: tverot vēju ar paceltām ķepām, zirnekļi ļauj tā elpas notvert un viegli virzīties uz priekšu pa ūdens virsmu. Saskaņā ar profesora Sutera teikto, šis pārvietošanās stils var ļaut zirnekļiem ceļot lielus attālumus ar maziem enerģijas izdevumiem vai bez tiem.

pundurgekoni

Trauslais Brazīlijas pundurgekons, kura izmērs ir aptuveni 4 cm, šķiet, varētu noslīkt mazākajā peļķē. Tomēr šī ķirzaka ir izstrādājusi dažus trikus, lai saglabātu drošību lietus mežos, kurus tā apdzīvo. ‎

Tā kā šī rāpuļa izmērs ir ļoti mazs, tas var atļauties mierīgi pārvietoties pa ūdeni kā ūdenslīdēji un zvejas zirnekļi. Turklāt gekona rīcībā ir ūdeni atgrūdoša āda, kas neļauj ķermenim izlauzties cauri ūdens virsmas spraigumam.

bazilika ķirzaka

Baziliski, Centrālamerikas koku ķirzakas, tautā tiek saukti par "Jēzus Kristus ķirzaku", jo tās spēj staigāt pa ūdeni. Nobijušies baziliki var skriet uz savām pakaļējām ekstremitātēm pa ūdenskrātuves virsmu līdz 4,5 metriem.

Baziliska ķirzakas svars neļauj tām mierīgā stāvoklī slīdēt pa ūdeni, tāpēc zinātnieki tās klasificē kā “streika vīru” grupu - dzīvniekus, kuri ir spiesti enerģiski kustēties, lai noturētos virs ūdens. "Šoka" tehnika sastāv no virknes soļu straujas sabrukšanas uz ūdens virsmas, izlaužot virsmas spraigumu un saņemot atbildes grūdienu. Katra grūdiena impulss tiek saglabāts uz laiku, kas ir pietiekams nākamajam solim, savukārt ķirzakām ir jāpieliek lielas pūles, lai stabilizētu savu vertikālo stāvokli.‎

Rietumamerikas grebs

Rietumamerikas grebes ir putni, kas lielāko daļu laika pavada ūdenstilpēs. Daba viņus apveltīja ar spēcīgām kājām un īsiem spārniem, kas rada ne pārāk komfortablus apstākļus uz sauszemes balstītam dzīvesveidam. Elpu aizraujoši skaistais un sarežģītais šo putnu pieklājības rituāls tiek saukts tikai par "steigu": tēviņš un mātīte sinhroni apgriežas, veic strauju lēcienu uz priekšu, strauji paceļas virs ūdens un ar niknu spārnu plivināšanu. , “skriet” pa rezervuāra virsmu, apgriežot tai kājām. ‎

Šādi pārvietojoties attālumos līdz 9 metriem, gārši sekundē veic aptuveni 22 soļus. Šo putnu pirkstiem nav apvalku – to uzbūve atgādina mazus airus, kas palīdz sakārtot ķermeņa stāvokli, pārvietojoties pa ūdeni.‎

Delfīni

Foto: hqoboi.com

Pat tik lieli dzīvnieki kā delfīni var ik pa laikam "pastaigāties" pa ūdeni. Vaļu un delfīnu aizsardzības biedrības pārstāvis Maiks Boslijs ir pētījis šo zīdītāju uzvedību Austrālijas ostā 25 gadus. Viņš nesen paziņoja, ka pastāv tāda parādība kā "astes staigāšana". Enerģiski plivinot asti pa ūdeni, delfīni spēj ieņemt ķermeņa vertikālu stāvokli virs tā virsmas un tādējādi virzīties uz priekšu. Ar šādu kustību ūdenī paliek tikai astes gals.

Delfīni nebrīvē veiksmīgi apgūst astes staigāšanas triku, savukārt brīvajos ūdeņos šāda parādība izrādās visai reta. Reiz Boslijs ieraudzīja delfīnu mātīti "staigājam" pa viņas asti. Pēc tam viņai pievienojās visi vietējie delfīni, pārņemot viņas tehniku. Zinātniekiem ir grūti nosaukt šādas pastaigas iespējamos iemeslus. Pilnīgi iespējams, ka delfīni vienkārši tādā veidā izklaidējas, izklaidējas.

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 skrējienā. (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) patiešām iegremdē kājas ūdenī, tāpēc tās daļēji glāstīja. 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, pēc tam 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.

Vasaras laikapstākļos klusas upes vai dīķa krastos var redzēt interesantu kukaini - ūdensblakti. To sauc arī par ūdens strideri, kas daudziem no mums ir vairāk pazīstams. Šis nosaukums precīzi atspoguļo savdabīga kukaiņa dzīvesveidu. Viņi ātri slīd pa ūdens virsmu, izplešot savas garās un tievās kājas. Kas ir šie kukaiņi, to dzīvotne, ko viņi ēd un kāpēc tos tā sauc?

ūdens strideri pieder Hemiptera dzimtai kukaiņu apakškārtas kukaiņi. Zinātniekiem ir vairāk nekā 700 šo kukaiņu sugu. Mums ir iespēja dabā novērot izplatītākās sugas, kas dzīvo uz ūdens virsmas.

visu ķermeni un ūdensblakša kāju gali pārklāti ar stīviem matiņiem, kas nav samitrināti ar ūdeni. Tieši šis ūdeni atgrūdošais pārklājums ļauj ūdenslīdējam viegli pārvietoties pa ūdeni un nenogrimt. Viņi slīd pa ūdens virsmu ar plaši izplestām kājām. Viņiem ir 3 kāju pāri - vidējā un aizmugurējā tiek izmantota kustībai, atbalstam, kā stūre. Pāris īsāku priekšējo kāju kalpo, lai noturētu laupījumu un sava veida dzinēju kustībā.

Lai apgrieztos, ūdens soļotājs virza kājas dažādos virzienos. Viņu iegarenais ķermenis var būt garums no 1 līdz 20 mm brūns vai tumši brūns. Kad kukaiņi pārvar šķēršļus, tie var lēkt. Viņiem ir ievērojama redze, kā arī spēja pārraidīt un saņemt informāciju, izmantojot ūdens virsmas vibrācijas. Bieži vien tēviņi izmanto jutīgās antenas, lai atrastu mātīti, ar kuru pāroties.

Upes vai ezera indivīdiem nav spārnu, jo viņiem tie nav vajadzīgi. Ir arī kukaiņi, kas dzīvo peļķēs. Viņiem ir spārni, kas viņiem jāpārvieto, kad peļķes izžūst.

Slavenākie veidi ir:

• liels - lielākais mūsu reģionos, to ķermeņa garums sasniedz 17 mm;
• lēns stieņa formas ūdens strideris - dzīvo Sibīrijā, un tā ķermenis atgādina nūju, tāpēc to tā sauc;
• dīķis - atšķiras ar spilgto ķepu krāsu.

Ūdenslīdējs ir daļa no ūdenslīdēju dzimtas, kas pieder pie blakšu kārtas (Hemiptera) un ir pielāgota slīdēšanai pa stāvošu ūdeņu virsmu.

Ūdens soļotāja ārējās pazīmes

Ūdens strideri ir kukaiņi, kuru nosaukums ļoti precīzi atbilst viņu dzīvesveidam. Ir aptuveni 700 ūdenslīdēju sugu, un tās visas dzīvo ūdenī, ārkārtīgi viegli slīdot pa ūdens virsmas virsmu. Ar savu iegareno formu tie atgādina mazas laivas.

Ūdenslīdēju aizsargkrāsojums ir brūns, tumši brūns, dažreiz gandrīz melns. Šāda ierīce ļauj ūdenslīdējam palikt putniem neredzamam uz stāvošu rezervuāru virsmas tumšās krāsas fona.

Parasti lielajās ūdenstilpēs dzīvojošajiem ūdensspārniem nav spārnu, tos vienkārši nevajag.

Un mazo peļķu iemītniekiem spārni ir būtiski, lai ūdenskrātuvēm izžūstot lidotu no vietas uz vietu. Šajos ūdensspārnos zem elytras ir paslēpti diezgan labi attīstīti membrānaini spārni, bet kukaiņi lido reti.

Ūdens strideru kustība pa ūdeni

Ūdens strideri ir īsti slīdēšanas virtuozi pa ūdens virsmu. Viņi spēj izmantot savas garās kājas, lai skrietu pa ūdeni, piemēram, slidotāji uz gluda ledus.

Satikuši šķērsli - pīles vai citu ūdensaugu strēmeli, "slidotāji" veic veiklus lēcienus un pārvar šķērsli ar spēcīgiem lēcieniem. Galvenā daļa šādos manevros pieder diviem aizmugurējiem kāju pāriem. Ūdens stridera ķepas ir pārklātas ar taukainu vielu un tās nesamitrinā ūdens, tāpēc kukainis viegli slīd pa ūdens virsmu. Turklāt kustības laikā pirms nākamā ekstremitāšu sitiena ūdenī parādās sīki virpuļi. Šīs mini burbuļvannas palīdz ūdens sodāmajam bez piepūles pārvietoties pa virsmu neatkarīgi no tā, vai tas atrodas klusā dīķī vai nemierīgā okeānā.

Zinātnieki ir pierādījuši, ka visu izmēru ūdenslīdēji izmanto savas ekstremitātes kā airus, airējot un pārraidot impulsu ūdenim galvenokārt caur dipola virpuļiem, ko rada viņu kājas. Lai pārbaudītu šo pieņēmumu, pētnieki izveidoja mākslīgu kukaini, kas var pārvietoties kā ūdens sods.
Angļu valodā ūdens strider ir “water strider” vai “walking on water”. Robots tika nosaukts par "robostrideru", un mākslīgais ūdens strideeris varēja pārvietoties pa ūdeni, tāpat kā tā dabiskais līdzinieks.

Kustoties, ūdens soļotājs plaši izpleš kājas, vienmērīgi sadalot ķermeņa svaru lielā laukumā.

Kāju uzbūves īpatnības ir saistītas arī ar kukaiņu pārvietošanos pa ūdeni: ūdens soļotāja tievās kājas ir ārkārtīgi sabiezinātas savienojumos ar ķermeni, ir spēcīgi muskuļi, kas iesaistīti spēcīgās kustībās.

Ūdens soļotājs nevar noslīkt, pat ja tas ir apzināti nolaists ūdenī.

Ķermeņa ventrālā puse ir pārklāta ar baltiem matiņiem ar vaskainu vielu, tāpēc ūdens nesaslapina ūdens soļotāja ķermeni un kājas.

Fakts ir tāds, ka gaisa burbuļi tiek turēti starp mazākajiem matiņiem. Un tā kā kukaiņa svars ir mazs, šis gaiss neļauj ūdens sodāmajam noslīkt.

Pārtikas strideri

Ūdens strideri ir plēsēji. Tie barojas ar kukaiņiem un maziem dzīvniekiem, kas atrodami uz ūdens virsmas. Atklājis laupījumu ar lielu sfērisku acu palīdzību, plēsējs uzbrūk tam un satver to ar priekšējām kājām, kuru forma ir līdzīga āķim. Pēc tam ūdens sodītājs izmanto savu asu probosci, lai iegremdētu to upura ķermenī un izsūktu saturu. Mierīgā stāvoklī ūdens sodītājs noliec proboscis zem krūtīm. Ūdens striderim ir diezgan garas antenas, kas ir ožas un taustes orgāni.

Vaislas ūdens strīderi

Ūdens strideres dēj olas uz ūdensaugu lapām vienā rindā, un olas ir salīmētas kopā ar gļotādu vielu. Sajūgs ir līdzīgs garai želejveida auklai, kas sastāv no aptuveni 50 olām. Daži sajūgi ir izgatavoti bez gļotādas vielas un veido sēklinieku ķēdi, vienkārši guļot gar ūdensauga lapas malu, šajā gadījumā sēklinieki ir izvietoti paralēli viens otram vienā rindā. Mazākas sugas ūdenslīdēji vienkārši iespiež olas augu audos.

Ūdens strideru dzīves iezīmes

Ūdens strideri lieliski skrien pa ūdeni, taču tie absolūti nav pielāgoti ilgstošai kustībai uz sauszemes. Tāpēc ūdens striderus uz sauszemes izvēlas tikai tad, kad pienācis laiks iekārtoties ziemai. Viņi neveikli klīst pa zemi, meklējot nomaļus. Kukaiņi pārziemo ūdens tuvumā, zem mizas, sūnās vai koku spraugās.

Ūdens strideru priekšējās kājas ir īsākas par pārējām kājām un nepieciešamas ēdiena satveršanai, atgrūšanai kustoties, kā arī cīņai.

Ūdens strideri nelaiž garām iespēju paturēt savu laupījumu. Nesadalot gabalu, vairāki kaujinieki skrien startā pieķeras ar priekšējām kājām, un, nespēdami pretoties, krīt un brauc pa ūdens virsmu. Medījums tiek pie viltīgākā un veiklākā ūdenslīdēja, kurš aiznes barību uz nomaļu vietu un aprij, kamēr citi savā starpā kārto. Ar priekšējo kāju palīdzību kukainis regulē kustības ātrumu, un atlikušās četras kājas ir atbalsts un kalpo kā stūre.