Jak stąpający po wodzie pozostają na wodzie. Owad stąpający po stawie: jak wygląda, ciekawostki Pająk biega po wodzie
Na naszej dzisiejszej liście znajdują się niesamowici przedstawiciele świata zwierząt, którzy mogą poruszać się po wodzie:
1 jaszczurka bazyliszka
Jaszczurka bazyliszka, znana również jako jaszczurka Jezusa Chrystusa, ukrywa się przed drapieżnikami, spadając ze szczytu drzewa i biegając po powierzchni basenu pod drzewem. Mogą biegać około 4,5 metra, rozwijając imponującą prędkość półtora metra na sekundę.
Długie palce u tylnych łap tych jaszczurek są połączone sieciami, więc szybko zanurzając tylne łapy w wodzie, tworzą kieszenie powietrzne, które uniemożliwiają im zanurzenie się pod wodą, jeśli tylko utrzymają prędkość. Kiedy idą pod wodę, potrafią pływać. Wolą jednak biegać po wodzie, aby uniknąć ryzyka zjedzenia przez organizmy wodne.
2. Brazylijskie gekony karłowate (brazylijskie gekony karłowate)
Ta maleńka dziewczynka jest nie tylko urocza, ale także utalentowana. Ze względu na niewielką wagę i wodoodporną skórę gekon może z łatwością chodzić po powierzchni wody. Ponieważ gekon jest tak malutki (są mniejsze od wielu owadów żyjących w amazońskiej dżungli), grozi im utonięcie nawet w najmniejszej kałuży – naukowcy uważają, że właśnie dlatego rozwinęła się ich zdolność chodzenia po wodzie.
3. Stridery wodne 
Stridery wodne należą do rodziny nartników wodnych, wyróżniających się zdolnością chodzenia po wodzie. Mogą to zrobić dzięki wodoodpornym nogom, które pomagają zwiększyć stres na powierzchni wody, równomiernie rozkładając ciężar ciała owada na wszystkie jego odnóża. Ich ruchy pomagają im również poruszać się po wodzie. Odpychają się środkową parą nóg, wykonując okrężne ruchy podobne do ruchów wioseł, i szybują do przodu przez wodę.
4Wędkarstwo Pająki
Pająki myśliwskie, znane również jako dolomedes, to owady półwodne, które żyją w pobliżu zbiorników wodnych, na których polują. Czekają na brzegu w pobliżu zbiornika wodnego, aż zauważą fale na wodzie, a następnie biegną po wodzie, aby złapać zdobycz. Woda pomaga im również unikać drapieżników, ponieważ mogą ukryć się tuż pod powierzchnią, owijając swoje ciało w maleńkie bąbelki. Podczas gdy większość pająków myśliwych żywi się owadami, większe gatunki mogą również żywić się małymi rybami, kijankami i żabami.
Podobnie jak gekony, pająki myśliwskie mogą poruszać się w wodzie ze względu na swoją niską wagę i obfitość krótkich, wodoodpornych włosów na ciele. Czasem unoszą się na wodzie, podnosząc kilka łap, aby wiatr niósł je we właściwym kierunku. Ich krótkie włosy pozwalają również na tworzenie się bąbelków wokół ich ciała, gdy kopią pod powierzchnią wody. W rzeczywistości są tak wyporne, że muszą się czegoś trzymać pod wodą, w przeciwnym razie woda wypchnie je na powierzchnię i całkowicie wyschnie. Niektóre rodzaje pająków polujących mogą przebywać pod wodą przez pół godziny.
5. Delfiny
Biorąc pod uwagę, że nie mają nóg, trudno powiedzieć, że delfiny „chodzą” po wodzie, ale słyną z umiejętności tańczenia nad falami z płetwami ogonowymi. W przeciwieństwie do innych zwierząt, które wykorzystują zdolność chodzenia po wodzie jako przewagę ewolucyjną, naukowcy twierdzą, że delfiny robią to wyłącznie dla zabawy – dla nich jest to odpowiednik ludzkiego tańca.
Co ciekawe, chociaż delfiny potrafią „chodzić” z ogonami, prawie nigdy nie robią tego na wolności. Wyjątkiem są przypadki, gdy delfin, który był wcześniej w niewoli i był szkolony, został przybity do grupy dzikich delfinów.
6. Perkozy zachodnie i perkozy Clarka
Zarówno perkoz zachodnioamerykański, jak i perkoz Clarka mają wyjątkowy i piękny rytuał godowy zwany „pośpiechem”, w którym para ptaków biegnie po wodzie. Ptaki pędzą do przodu całym ciałem i stają na łapach na wodzie, jednocześnie machając skrzydłami. Następnie para razem biegnie przez wodę na odległość około 9 metrów, wykonując 22 uderzenia łapą w wodę na sekundę.
Ptaki te prawie całe życie spędzają w wodzie. Mają krótkie skrzydła i mocne nogi, które nie są zbyt wygodne do chodzenia po lądzie, ale są niezbędne do rytuału godowego.
7. Kaczurka
W przeciwieństwie do innych zwierząt z tej listy, ten ptak nie chodzi po powierzchni wody, chociaż tak się wydaje. W rzeczywistości wznosi się blisko powierzchni wody i zanurza w niej łapy, chwytając zdobycz. Nogi ptaka są zbyt słabe, aby utrzymać ciężar na więcej niż kilku krokach. Z tego powodu wydaje się, że może chodzić dłużej po wodzie niż na lądzie.
8 Czapla na hipopotanie
Czaple naprawdę nie mogą chodzić po wodzie, ale ptak w tym filmie wygląda na to, że potrafi to robić – dopóki nad powierzchnią wody nie pojawi się hipopotam, pokazując nam, czym tak naprawdę jest tajemnica czapli. Z pewnością nie może chodzić po wodzie, ale podeszła do niej jak najbliżej.
Stridery wodne, niczym na lodzie, z łatwością ślizgają się po powierzchni stawów i strumieni. Jak udaje im się „chodzić po wodzie” i pozostać całkowicie suchym?
Szczegółowe badanie powierzchni nóg nartników wodnych daje zaskakującą odpowiedź. Wiele owadów w kontakcie z powierzchnią wody przykleja się do niej, a łapy łazików wodnych pokryte są przez tysiące puszyste drobne włoski zwane mikrowłoskami, które zatrzymują powietrze i tworzą unoszącą się poduszkę.
Te igłowe nici są dziesiątki razy węższe od ludzkiego włosa i zabezpieczone specjalnym woskiem. Każda nitka jest również pokryta uporządkowanymi mikroskopijnymi kanalikami lub nanorowkami. Gdy są mokre, w rowkach znajdują się drobne pęcherzyki powietrza. Rezultatem jest skuteczna bariera wodoodporna lub hydrofobowa. Wykorzystując naturalne napięcie powierzchniowe samej wody, stąpający po wodzie pozostaje suchy.
Podobna konstrukcja mikrowłókien ma i. Ale u tej jaszczurki rowki są podzielone na tysiące małych gałęzi. Szorstka powierzchnia gekona tworzy przyciągające siły na poziomie molekularnym (tzw. „siły van der Waalsa”), dzięki czemu może czołgać się po suficie i ścianach.
Włosy na nogach łazika pokryte są maleńkimi kanalikami zwanymi nanorowkami. Kanały te zawierają pęcherzyki powietrza, które tworzą unoszącą się poduszkę.
Naukowcy z Chin zmierzyli stopień, w jakim stąpający po wodzie są w stanie pozostać niezanurzonych. Stworzyli sztuczny model stopy stąpacza wodnego, wyposażyli go w mieszki włosowe, a następnie umieścili na powierzchni wody i delikatnie uciskali. Stopa zrobiła zagłębienie w słupie wody bez zatonięcia i była w stanie utrzymać ciężar 15 razy większy od masy ciała, zanim w końcu przebił się przez powierzchnię wody.
Badania nad nartnikami wodnymi mogą doprowadzić do powstania miniaturowych robotów pływających, które mogą monitorować jakość wody. Ponadto dodanie niewidocznej warstwy mikrowłosków może skutkować powstaniem nowych wodoodpornych tkanin i barwników.
Wędrowcy ślizgają się po powierzchni wody z niewiarygodnie dużą prędkością. Robią to jednym sprytnym trikiem: zanurzają czubki łap w wodzie i tworzą małe lejki lub wiry. Następnie owad jest odpychany z „mini-ścianki” uformowanego lejka i szybko leci do przodu.
Stridery wodne są w stanie pokonać w ciągu jednej sekundy odległość sto razy większa od długości ich własnego ciała. Jeśli zwiększymy tę prędkość do naszej skali, to będzie tak, jakby człowiek poruszał się z prędkością 640 km/h.
Podczas Tygodnia Stworzenia Bóg stworzył wszystkie żywe istoty, w tym niesamowite stąpające po wodzie. Ich struktura i zachowanie nie są proste. Wręcz przeciwnie, owady te wykazują złożone, kreatywne projekty i dają naukowcom praktyczne pomysły na tworzenie wielu nowych produktów.
Nie mamy jeszcze butów, które pozwolą nam swobodnie chodzić po powierzchni wody jak stąpający po wodzie, ale wyobraźcie sobie możliwości, jakie by nam dały!
Dr Don DeYoung- Przewodniczący Wydziału Nauk Fizycznych w Grace College, Winona Lake, Indiana. Jest aktywnym mówcą w projekcie Genesis Answers i autorem 17 książek na temat związku między Biblią a nauką. Dr DeYoung jest obecnie prezesem Towarzystwa Badań nad Kreacją, które ma setki członków na całym świecie.
Linki i notatki
Ptaki muchomorów, organizując wyścigi godowe na zbiornikach, biegają po wodzie inaczej niż bazyliszki.
Nie dziwi nas, gdy widzimy ślizgającego się po wodzie łazika - wydaje nam się, że lekkiemu owadowi łatwo jest utrzymać się na niepewnej powierzchni (choć warto dodać, że nie chodzi tylko o znikomy ciężar stąpające po wodzie, ale także w specjalnych włoskach pokrywających ich ciało i czubki nóg) . Ale kiedy na przykład duże ptactwo wodne zaczyna biec po wodzie, wydaje się to już dziwne.
Perkoz zachodnioamerykański (zdjęcie: Mike Forsman/Flickr.com.)
Perkozy zachodnioamerykańskie w wyścigu godowym. (Zdjęcie: Paul Souders/Corbis.)
Muchomor Clarka z dzieckiem. (Zdjęcie: Ron Wolf/Flickr.com.)
Bazyliszek na wodzie. (Zdjęcie wykonał Bence Mate/Visuals Unlimited/Corbis.)
Muchomory biegają po wodzie i nie pomagają sobie skrzydłami. Oprócz perkozów taką sztuczkę mogą wykonać jaszczurki bazyliszki. Z punktu widzenia fizyki nie ma tu rzeczy niemożliwych i być może wielu pamięta dobrze znany problem P.L. Kapitsa: „Jak szybko człowiek powinien biec przez wodę, aby nie utonąć?” Ciekawi czytelnicy mogą znaleźć jego rozwiązanie w Internecie, ale zwrócimy tylko uwagę, że pewna wskazówka kryje się w samym sformułowaniu: oczywiście prędkość biegania musi być duża. Rzeczywiście, jeśli spojrzysz na biegnące perkozy, bardzo szybko poruszają łapami, robiąc co najmniej 20 kroków na sekundę. Ale sekret „chodzenia po wodzie” nie ogranicza się do samej prędkości.
Zoolodzy z Harvardu obserwujący perkoza Clarka i perkoza zachodnioamerykańskiego w ich naturalnym środowisku nakręcili ponad sto filmów z biegającymi ptakami, ale tylko dwa filmy umożliwiły zbudowanie trójwymiarowego modelu ruchów łap ptaka. Oczywiście muchomory (i jaszczurki bazyliszki) zanurzają stopy w wodzie, więc robią częściowo krok, a częściowo głaskają. Ale oba ruchy – czyli zanurzenie łapy w wodzie i wyciągnięcie jej z wody – inaczej wykonują ptaki niż jaszczurki. Muchomory kładą łapy z rozłożonymi palcami na wodzie, trzymają je pod wodą, a następnie ściskają palce i ciągną łapę do powierzchni, odpychając ją na bok. Palce zaciśnięte w „pięść” i poruszające się na boki mogą zmniejszyć opór wody.
Taki ruch przypominający śmigło jest niepodobny do tego, co robią bazyliszki, które poruszają łapami w tej samej płaszczyźnie, nie zbaczając ich na boki i nie zaciskając palców. W artykule w autorzy piszą, że budowa odnóży i częstotliwość, z jaką się poruszają, zapewniają perkozom nawet 30-55% siły nośnej potrzebnej do utrzymania „chodu” ptaków. Ale pozostałe procenty zapewnia właśnie charakterystyczny sposób poruszania łapami do tyłu i na boki. Portal Nauki ścisłe, krótko opisując badanie, wspomina o innej pracy opublikowanej również w: Dziennik Biologii Eksperymentalnej, ale już w 2001 roku - mówiono, że specyficzny sposób poruszania łapami czyni z muchomorów również wybitnych nurków. Możliwe, że ptaki będą w stanie podsunąć inżynierom kilka pomysłów na to, jak ulepszyć nasz aparat pływacki.
Ale nie powiedzieliśmy jeszcze nic o tym, dlaczego ptaki są zaangażowane w bieganie „nad wodą”. Nie ma tu wielkich niespodzianek: uważa się, że perkozy w takich wyścigach wybierają partnera, że jest to po prostu taniec godowy. Sam bieg poprzedzony jest drobiazgami i wymianą powitań, które trwają kilkanaście sekund, sam bieg też nie trwa długo, około 7 sekund. Co więcej, w sztucznych warunkach takie zachowanie jest prawie niemożliwe do zauważenia, być może ze względu na to, że w zagrodach, pod dokuczliwą uwagą ludzi, nie da się stworzyć wystarczająco romantycznej atmosfery.
Możesz obejrzeć film z perkozami biegającymi po wodzie.
Wędrowiec wodny to robak, którego nazwa odzwierciedla jego styl życia. Owady te żyją w stawach, jeziorach i cichych rzekach. Istnieją również stąpające po wodzie morskiej. Te robaki pływają po powierzchni wody i nie toną z powodu tłuszczu, który pokrywa ich łapy. Na brzuchu znajduje się również warstwa tłuszczu. Ponadto napięcie powierzchniowe jest charakterystyczne dla wody i w dużej mierze z tego powodu na jej powierzchni utrzymywane są narty wodne. Łapy tego owada równomiernie rozkładają ciężar na powierzchni wody, która swoją gęstością utrzymuje lekki nartnik wodny.
Istnieje około 700 gatunków tych robaków. Krążownik wodny ma wąski, wydłużony korpus, co pozwala mu na szybkie poruszanie się. Długość ciała owada wynosi od 1 do 3 centymetrów. Ponadto, łazik ma 3 pary cienkich nóg o różnej długości. Przednia para nóg jest krótka w porównaniu z pozostałymi dwiema - narąb wykorzystuje te nogi do chwytania zdobyczy. Dzięki pozostałym dwóm parom nóg, łazik może ślizgać się po wodzie. Ten pluskwa ma również na głowie parę czułków - te wąsy pomagają wyłapać najmniejsze wibracje w wodzie. Niektóre stąpające po wodzie również mają skrzydła. Bezskrzydłe stąpający po wodzie nie opuszczają swojego ojczystego stawu przez całe życie. Stridery na wodzie jeziornej i rzecznej nie oddalają się daleko od brzegu akwenu, podczas gdy nartniki na wodzie morskiej mogą pokonywać odległości kilkuset metrów. Owady te nie żyją samotnie - na powierzchni stawu można znaleźć co najmniej 3-4 robaki. Wędrowce żywią się małymi owadami - muszkami, gąsienicami, komarami. W okresie lęgowym narybki wodne składają jaja, których liczba może wynosić 50 sztuk. Z jaj wylęgają się larwy, które żywią się tym samym pokarmem co osobniki dorosłe.
Wideo: Tańce godowe rozproszonych po stawach-Tańce godowe rozproszonych po stawach
Chcę to trochę kontynuować, tj. opowiedz nie tylko o łaziku wodnym, o tym, jak biega po wodzie, ale także o tym, który z mieszkańców dzikiej przyrody też może chodzić po wodzie i dlaczego. Denis Zelenov, 10 lat, pomógł mi przeprowadzić eksperymenty. Fizyka w przyrodzie- ciekawa perspektywa.
Co pomaga jeżozwierzowi utrzymać się na powierzchni wody?
Można śmiało powiedzieć o jeżozwierzu, że nawet jeśli chce, nie będzie mógł utonąć, ponieważ wnęki w jego licznych igłach są wypełnione powietrzem. Pomaga to zwierzęciu pozostać na powierzchni wody.
Jak widać z eksperymentu: zielona gumowa piłka nie tonie po napompowaniu, ale różowa piłka wypełniona powietrzem unosi się. Tak jak jeżozwierz. Tego oczywiście nie można nazwać chodzeniem po wodzie, ale raczej pływaniem.
Co pomaga ptakom utrzymać się na powierzchni?
Wielokrotnie widzieliśmy na jeziorach, jak pływają łabędzie i kaczki. Są łatwe do utrzymania na powierzchni.
Dzieje się tak, ponieważ ich pióra są puste i bardzo ciasno do siebie pasują, tworząc szczelinę powietrzną. Ponadto ptasie pióra są smarowane, aby chronić je przed zamoczeniem. Ich organizm produkuje tłuszcz. Za pomocą dzioba ptak stale smaruje swoje upierzenie tłuszczem, który odpycha wodę. Woda nie może zwilżyć piór, co pomaga ptakowi się ogrzać i utrzymać na wodzie.
Łatwo to zweryfikować następującym eksperymentem: bierzemy dwie kulki nici i jedną z nich zanurzamy w oleju roślinnym. Następnie wkładamy je do szklanek wody i widzimy, że naoliwiona kulka nici unosi się, a druga tonie.
A ptactwo wodne „biega” po wodzie podczas startu. Więc udaje im się rozwinąć dużą prędkość. Szybko obracając się łapami, a jednocześnie pracując skrzydłami, przyspieszają, aż nabierają prędkości wystarczającej do rozdzielenia. Następnie z całych sił odpychają powierzchnię wody i startują. To jest jak startujący samolot.
Co utrzymuje chrząszcza na wodzie?
Strider wodny czuje się bardzo swobodnie na powierzchni wody, pozostając na powierzchni wody. Jej łapy pokryte są tysiącami maleńkich włosków, które się nie zamoczą.
Jeśli przyjrzysz się uważnie, zobaczysz, że tam, gdzie jej cienkie, długie nogi stykają się z powierzchnią wody, na wodzie pojawiają się małe wgniecenia. Powierzchnia wody zachowuje się tak, jakby była pokryta cienką warstwą gumy, która pod ciężarem chrząszcza rozciąga się, ale nie rozdziera. Woda reaguje ciśnieniem z wewnątrz na zewnątrz, starając się przywrócić jej płaską powierzchnię. Zjawisko to nazywane jest napięciem powierzchniowym wody. Można to zaobserwować na łyżce wypełnionej po brzegi wodą – woda na łyżce jest jak „zasuwa”, co wyraźnie widać z doświadczenia. Kropla wody w stanie lotu, w stanie nieważkości, zachowuje kształt kuli tylko dzięki sile napięcia powierzchniowego. Nazywany jest również „skórą” wody.
Obecność siły na powierzchni wody możemy zaobserwować w następującym eksperymencie: przyłóżmy do wody metalową igłę do szycia lub spinacz biurowy. Podobnie jak stąpający na wodzie, będą trzymane na jego powierzchni.
Eksperymenty te pokazują, że nurnikowi pomaga napięcie powierzchniowe wody. Masę owada równoważy napięcie powierzchniowe, którego siła przekracza masę ciała łazika. Dzięki temu łazik utrzymuje się na powierzchni i potrafi wyskoczyć w powietrze jak człowiek na trampolinie. Tak więc stąpający po wodzie mają niejako dwa rodzaje chodu: wyskakiwanie w powietrze i ślizganie się po wodzie. Wielu z nas widziało, jak zręcznie pływają robaczki wodne! Ich prędkość poruszania się to nawet 100 km/h. Jak oni to robią? Naukowcy udowodnili, że stąpający po wodzie używają kończyn jak wiosła. Tyle tylko, że nie zanurzają swoich „wiosł” w wodzie. Z łap na powierzchni wody tworzą się doły. Te doły działają jak ostrze wiosła. Każde uderzenie tworzy mini wir za nogami, wiry w wodzie. Dzięki temu łazik porusza się do przodu, jakby zaczynając od tylnej „ściany wnęki”, jak pokazano na rysunku.
Uproszczony model stopy chodnika wodnego
Jak jaszczurka bazyliszka porusza się po wodzie?
Bazyliszek w hełmie mieszka w Ameryce Środkowej. Waży około 100 gramów. Bazyliszek to najrzadsze stworzenie, które porusza się po wodzie z prędkością do 12 km/h, tj. dwa razy szybciej niż człowiek. Aby pozostać na wodzie i po niej biegać, jaszczurce pomagają częste uderzenia łapami. W tym przypadku w wodzie pojawiają się doły ze ścianami. Ściany te podczas szybko powtarzających się uderzeń zachowują się jak ściany lite w krótkim odstępie czasu pomiędzy dwoma sąsiednimi uderzeniami. Kiedy jaszczurka popycha wodę w dół i do tyłu stopą, woda reaguje z taką samą siłą, popychając ją w górę i do przodu. Odpychając się, jaszczurka biegnie przez wodę jak po suchym lądzie.
Jak pająk wędkarski chodzi po wodzie?
Najzdolniejszym ciekiem wodnym jest pizauryd, pająk łowiący ryby. Może ślizgać się po wodzie jak wodny łazik. Może stanąć na tylnych łapach w wodzie i biegać jak jaszczurka bazyliszka! Ale najszybszym sposobem poruszania się pająka jest żeglowanie. Kiedy wieje wiatr, pająk trzepocze przednimi nogami lub podnosi całe ciało i pozwala wiatrowi ciągnąć go po wodzie jak żaglówkę. Nawet lekki podmuch wiatru może go przenieść przez cały staw.
Jak się okazuje, bardzo niewiele stworzeń jest w stanie chodzić po wodzie.
To był ciekawy dzień. Dzisiaj dowiedziałeś się, jak działa fizyka w przyrodzie. Mam nadzieję, że byłeś zainteresowany. A jeśli lubisz Merry Science, przyjmij ode mnie prezent. Kolekcja ekscytujące eksperymenty, eksperymenty i sztuczki z wodą.