Hur vattenstridare stannar på vattnet. Dammvatten strider insekt: hur det ser ut, intressanta fakta Spider springer på vatten
Vår dagens lista innehåller fantastiska representanter för djurvärlden som kan röra sig på vattnet:
1 Basilisk ödla
Basilisk-ödlan, även känd som Jesus Kristus-ödlan, gömmer sig från rovdjur genom att falla från toppen av ett träd och springa över ytan av en pool under trädet. De kan springa cirka 4,5 meter och utvecklar en imponerande hastighet på en och en halv meter per sekund.
De långa tårna på bakfötterna på dessa ödlor är sammankopplade med nät, så genom att snabbt stänka bakfötterna i vattnet skapar de luftfickor som hindrar dem från att gå under vatten, om de bara håller farten. När de går under vattnet kan de simma. Däremot föredrar de att springa på vatten för att undvika risken att bli uppätna av vattenlevande organismer.
2. Brasilianska pygmégeckos (brasilianska pygmégeckos)
Den här lilla flickan är inte bara bedårande, hon är också begåvad. På grund av sin lätta vikt och vattenavvisande hud kan geckon lätt gå på vattenytan. Eftersom geckon är så liten (de är mindre än många av insekterna som lever i Amazonas regnskog) riskerar de att drunkna i även den minsta pölen – forskarna tror att det är därför deras förmåga att gå på vatten utvecklades.
3. Vatten striders 
Vattenstridare tillhör familjen vattenstridare, som kännetecknas av deras förmåga att gå på vatten. De kan göra detta tack vare vattenavvisande ben, som hjälper till att öka belastningen på vattenytan, och fördelar insektens kroppsvikt jämnt på alla dess ben. Deras rörelser hjälper dem också att röra sig genom vattnet. De trycker av med det mellersta benparet, gör cirkulära rörelser som liknar årornas rörelser, och glider framåt genom vattnet.
4Fiske spindlar
Jägarspindlar, även kända som dolomedes, är semi-akvatiska insekter som lever nära vatten där de jagar. De väntar på stranden nära en vattenmassa tills de märker krusningar i vattnet och springer sedan över vattnet för att fånga byten. Vatten hjälper dem också att undvika rovdjur, eftersom de kan gömma sig precis under ytan genom att linda in kroppen i små bubblor. Medan de flesta jägarespindlar livnär sig på insekter, kan större arter också livnära sig på små fiskar, grodyngel och grodor.
Liksom geckos kan jägarespindlar röra sig genom vattnet på grund av sin låga vikt och överflöd av korta, vattenavvisande kroppshår. Ibland flyter de på vattnet och sätter upp några tassar så att vinden bär dem åt rätt håll. Deras korta hår låter också bubblor bildas runt kroppen när de gräver ner sig under vattenytan. Faktum är att de är så flytande att de måste hålla i något medan de är under vattnet, annars kommer vattnet att pressa dem upp till ytan och torka helt. Vissa typer av jaktspindlar kan hålla sig under vatten i en halvtimme.
5. Delfiner
Med tanke på att de inte har några ben är det svårt att säga att delfiner "går" på vattnet, men de är kända för sin förmåga att dansa ovanför vågorna med sina stjärtfenor. Till skillnad från andra djur som använder sin förmåga att gå på vatten som en evolutionär fördel, gör delfiner, enligt forskare, det enbart för skojs skull - för dem är det motsvarigheten till mänskliga danser.
Intressant nog, medan delfiner kan "gå" med sina svansar, gör de det nästan aldrig i det vilda. Undantagen är fall då en delfin som tidigare varit i fångenskap och tränats spikades fast på en grupp vilda delfiner.
6. Western och Clarks doppingar
Både den västamerikanska doppingen och Clarks dopping har en unik och vacker parningsritual som kallas "bråttom" där ett par fåglar springer över vattnet. Fåglar rusar fram med hela kroppen och står på tassarna på vattnet och slår samtidigt med vingarna. Sedan springer paret unisont genom vattnet en sträcka på cirka 9 meter och gör 22 tassslag på vattnet per sekund.
Dessa fåglar tillbringar nästan hela sitt liv i vattnet. De har korta vingar och starka ben, som inte är särskilt bekväma för att gå på land, men är oumbärliga för parningsritualen.
7. Kachurka
Till skillnad från de andra djuren på den här listan går denna fågel inte på vattenytan, även om det är vad den verkar vara. Faktum är att hon svävar nära vattenytan och sänker sina tassar i det och tar tag i byten. Fågelns ben är för svaga för att bära sin vikt i mer än ett par steg. På grund av detta verkar det som att hon kan gå längre på vatten än på land.
8 Häger På En Flodhäst
Häger kan inte riktigt gå på vattnet, men fågeln i den här videon ser ut som den kan, tills en flodhäst dyker upp ovanför vattenytan och visar oss vad hägrens hemlighet egentligen är. Hon kan visserligen inte gå på vattnet, men hon kom så nära det som möjligt.
Vattenstridare, som på is, glider lätt över ytan av dammar och bäckar. Hur klarar de av att "gå på vatten" och hålla sig helt torra?
En detaljerad studie av ytan på benen på vattenstridare ger ett överraskande svar. Många insekter, när de kommer i kontakt med vattenytan, fastnar vid den, och benen på vattenstridare är täckta med i tusental fluffiga små hårstrån som kallas mikrohår som fångar luft och bildar en flytande kudde.
Dessa nålliknande trådar är dussintals gånger smalare än ett människohår och skyddas av ett speciellt vax. Varje tråd är också täckt med ordnade mikroskopiska kanaler eller nanospår. När de är våta håller spåren små luftbubblor. Resultatet är en effektiv vattentät eller hydrofob barriär. Genom att dra fördel av själva vattnets naturliga ytspänning förblir vattenstridaren torr.
En liknande design av mikrofibrer har och. Men i denna ödla är skårorna uppdelade i tusentals små grenar. Geckos grova yta skapar lockande krafter på molekylär nivå (kallade "van der Waals-krafter"), tack vare vilka den kan krypa på taket och väggarna.
Håren på vattenstridarens ben är kantade med små kanaler som kallas nanogrooves. Dessa kanaler håller luftbubblor som bildar en flytande kudde.
Forskare i Kina har mätt i vilken utsträckning vattenstridare klarar av att hålla sig nedsänkta. De skapade en konstgjord modell av en vattenstridsfot, försåg den med hårsäckar och placerade den sedan på vattenytan och tryckte försiktigt. Foten gjorde en fördjupning i vattenpelaren utan att sjunka, och kunde bära en vikt på 15 gånger vattenstridarens kroppsvikt innan den slutligen bröt igenom vattenytan.
Forskning om vattenstridare kan leda till flytande miniatyrrobotar som kan övervaka vattenkvaliteten. Dessutom kan tillägget av ett osynligt lager av mikrohår resultera i nya vattenavvisande tyger och färgämnen.
Vattenstridare glider över vattenytor i otroligt höga hastigheter. De gör detta med ett smart knep: de doppar tassarna i vattnet och skapar små trattar eller bubbelpooler. Insekten trycker sedan av "miniväggen" på den resulterande tratten och flyger snabbt framåt.
Vattenstridare kan övervinna på en sekund, ett avstånd hundra gånger längden på sin egen kropp. Om vi ökar denna hastighet till vår skala är det samma sak som om en person rörde sig med en hastighet av 640 km/h.
Under skapelseveckan skapade Gud allt levande, inklusive de fantastiska vattenstridarna. Deras struktur och beteende är långt ifrån enkel. Tvärtom visar dessa insekter komplexa kreativa mönster och ger forskare praktiska idéer för att skapa många nya produkter.
Vi har ännu inte skor som gör att vi enkelt kan gå på vattenytan som vattenstridare gör, men föreställ dig bara vilka möjligheter som skulle ge oss!
Dr Don DeYoung- Ordförande för Physical Sciences Department vid Grace College, Winona Lake, Indiana. Han är en aktiv talare på Genesis Answers-projektet och författare till 17 böcker om sambandet mellan Bibeln och vetenskapen. Dr. DeYoung är för närvarande ordförande för Creation Research Society, som har hundratals medlemmar över hela världen.
Länkar och anteckningar
Paddsvampfåglar, som arrangerar parningslopp på reservoarer, springer på vatten annorlunda än basilisker.
Vi blir inte förvånade när vi ser en vattenstridare glida genom vattnet - det förefaller oss som att det är lätt för en lätt insekt att stanna på en ostadig yta (även om det är värt att tillägga att saken inte bara ligger i den försumbara vikten av vattenstridarna, men också i de speciella hårstrån som täcker deras kropp och benspetsarna). Men när till exempel en stor sjöfågel börjar springa över vattnet verkar det redan konstigt.
Western American Grebe (Foto av Mike Forsman/Flickr.com.)
Västamerikanska doppingar i ett parningslopp. (Foto av Paul Souders/Corbis.)
Clarks padda med en bebis. (Foto av Ron Wolf/Flickr.com.)
Basilisk som kör på vatten. (Foto av Bence Mate/Visuals Unlimited/Corbis.)
Padsvampar rinner på vatten, och de hjälper sig inte med vingar. Förutom doppingar kan basiliködlor utföra ett sådant trick. Ur fysikens synvinkel finns det inget omöjligt här, och många kanske kommer ihåg det välkända problemet med P.L. Kapitsa: "Hur snabbt ska en person springa genom vatten för att inte drunkna?" Nyfikna läsare kan hitta lösningen på internet, men vi ska bara påpeka att en ledtråd ligger i själva formuleringen: löphastigheten måste uppenbarligen vara stor. Faktum är att om du tittar på de löpande doppingarna, rör de sina tassar mycket snabbt och tar minst 20 steg per sekund. Men hemligheten med att "gå på vattnet" är inte begränsad till enbart hastighet.
Harvard-zoologer som observerar Clarks dopping och den västamerikanska doppingen i sin naturliga miljö har gjort mer än hundra videor av springande fåglar, men bara två videor har gjort det möjligt att bygga en tredimensionell modell av fågelns tassrörelser. Naturligtvis sjunker paddsvampar (och basilisködlor) ner sina fötter i vattnet, så de tar del steg, dels stryk. Men båda rörelserna – det vill säga att sänka en tass i vatten och dra upp den ur vattnet – görs annorlunda av fåglar än ödlor. Paddsvampar sätter tassar med spridda fingrar på vattnet, håll dem under vatten och tryck sedan ihop fingrarna och dra tassen till ytan, tryck den åt sidan. Fingrar knutna till en "näve" och rör sig i sidled kan minska vattenmotståndet.
En sådan propellerliknande rörelse är till skillnad från vad basilisker gör, som flyttar sina tassar i samma plan, utan att avleda dem åt sidorna och utan att knyta ihop fingrarna. I en artikel i författarna skriver att benens struktur och hur ofta de rör sig ger doppingarna upp till 30-55 % av det lyft som behövs för att fåglarna ska "gå". Men de återstående procentsatserna tillhandahålls just av det karakteristiska sättet att flytta tassarna bakåt och åt sidan. Portal Vetenskap, som kort beskriver studien, nämner ett annat arbete som också publicerats i Journal of Experimental Biology, men redan 2001 - sades det att ett märkligt sätt att röra tassarna gör att paddsvamparna också är enastående dykare. Det är möjligt att fåglarna kommer att kunna ge ingenjörerna några idéer om hur vi kan förbättra vår simutrustning.
Men vi har ännu inte sagt något om varför fåglarna ägnar sig åt "över vattnet" spring. Det finns inga stora överraskningar här: man tror att doppingar i sådana lopp väljer en partner, att detta helt enkelt är en parningsdans. Själva löpningen föregås av putsning och utbyte av hälsningar, som varar i flera sekunder, medan själva löpningen inte heller varar länge, cirka 7 sekunder. Dessutom, under konstgjorda förhållanden, är sådant beteende nästan omöjligt att se, kanske på grund av det faktum att det i höljen, under irriterande uppmärksamhet från människor, inte är möjligt att skapa en tillräckligt romantisk atmosfär.
Du kan se en video med doppingar som springer på vattnet.
Vattenstridaren är en bugg vars namn speglar dess livsstil. Dessa insekter lever på dammar, sjöar och tysta floder. Det finns också marina vatten striders. Dessa insekter simmar på vattenytan och sjunker inte på grund av den feta filmen som täcker deras tassar. Det finns också ett lager av fett på buken. Dessutom är ytspänning karakteristisk för vatten, och till stor del på grund av detta hålls vattenstridare på dess yta. Tassarna på denna insekt fördelar jämnt vikten över vattenytan, som håller den lätta vattenstridaren med sin densitet.
Det finns cirka 700 arter av dessa insekter. Vattenstridaren har en smal långsträckt kropp som gör att den kan röra sig snabbt. Insektens kroppslängd är från 1 till 3 centimeter. Dessutom har vattenstridaren 3 par tunna ben i olika längder. Det främre benparet är korta jämfört med de andra två - vattenstridaren använder dessa ben för att fånga byten. Tack vare de två andra benparen kan vattenstridaren glida genom vattnet. Denna bugg har också ett par antenner på huvudet - dessa morrhår hjälper till att fånga upp de minsta vibrationerna i vattnet. Vissa vattenstridare har också vingar. Vinglösa vattenstridare lämnar inte sin inhemska damm hela livet. Sjö- och flodstridare rör sig inte långt från reservoarens strand, medan havsstridare kan täcka avstånd på hundratals meter. Dessa insekter lever inte ensamma - minst 3-4 insekter kan hittas på ytan av dammen. Vattenstridare livnär sig på små insekter - myggor, larver, myggor. Under häckningssäsongen lägger vattenstridare ägg, vars antal kan vara 50 stycken. Äggen kläcks till larver som livnär sig på samma föda som de vuxna.
Video: Parningsdanser av dammspridare-Parningsdanser av dammspridare
Jag vill fortsätta det lite, d.v.s. berätta inte bara om vattenstridaren, om hur den går på vatten, utan också om vilka av djurlivets invånare som också kan gå på vattnet och varför. Denis Zelenov, 10 år, hjälpte mig att utföra experiment. Fysik i naturen– ett intressant perspektiv.
Vad hjälper en piggsvin att stanna på vattenytan?
Det är säkert att säga om piggsvinet att även om han vill, kommer han inte att kunna drunkna, eftersom hålrummen inuti hans många nålar är fyllda med luft. Detta hjälper djuret att stanna på vattenytan.
Som man kan se från experimentet: den gröna gummibollen sjunker inte när den blåses upp, utan den rosa bollen fylld med luft flyter. Precis som piggsvinet. Detta kan naturligtvis inte kallas att gå på vatten, utan snarare simma.
Vad hjälper fåglarna att hålla sig flytande?
Vi har sett många gånger på sjöarna hur svanar och ankor simmar. De är lätta att hålla flytande.
Detta beror på att deras fjädrar är ihåliga och de passar väldigt tätt ihop, vilket skapar ett luftgap. Dessutom är fågelfjädrar smorda för att skydda dem från att bli blöta. Deras kropp producerar fett. Med hjälp av näbben smörjer fågeln hela tiden sin fjäderdräkt med fett, vilket stöter bort vatten. Vatten kan inte blöta fjädrarna, vilket hjälper fågeln att hålla sig varm och stanna på vattnet.
Detta är lätt att verifiera genom följande experiment: vi tar två trådbollar och doppar en av dem i vegetabilisk olja. Sedan lägger vi dem i glas med vatten och vi kommer att se att den oljade trådkulan flyter och den andra drunknar.
Och sjöfåglar "springer" på vattnet när de lyfter. Så de lyckas utveckla stor fart. De vänder snabbt om med sina tassar, och samtidigt arbetar med vingarna, accelererar de tills de får upp tillräckligt hög hastighet för separation. Sedan trycker de med all kraft av vattenytan och lyfter. Det är som ett flygplan som lyfter.
Vad håller vattenstridsbaggen flytande?
Vattenstridaren känns väldigt fri på vattenytan och förblir flytande. Hennes tassar är täckta med tusentals små hårstrån som inte blir blöta.
Om man tittar noga kan man se att där hennes tunna långa ben kommer i kontakt med vattenytan uppstår små bucklor på vattnet. Vattnets yta beter sig som om den var täckt med en tunn gummifilm, som under skalbaggens tyngd sträcker sig, men inte rivs. Vatten reagerar med tryck från insidan till utsidan och försöker återställa sin plana yta. Detta fenomen kallas vattens ytspänning. Det kan observeras på en sked fylld med vatten till brädden - vattnet på skeden är som en "rutschbana", vilket tydligt ses av erfarenhet. En droppe vatten i ett tillstånd av flyg, i viktlöshet, behåller formen av en boll endast på grund av kraften från ytspänningen. Det kallas också för "huden" av vatten.
Vi kan observera närvaron av kraft på vattenytan i följande experiment: låt oss sätta en metallsynål eller ett gem på vattnet. De, som en vattenstridare, kommer att hållas på dess yta.
Dessa experiment visar att vattenstridaren får hjälp av vattnets ytspänning. Insektens vikt balanseras av ytspänningen, vars kraft överstiger vattenstridarens kroppsvikt. Tack vare detta håller vattenstridaren sig flytande och kan hoppa upp i luften som en person på en studsmatta. Vattenstridare har alltså två typer av gång: att hoppa upp i luften och glida genom vattnet. Många av oss har sett hur skickligt vatten strider buggar glider genom vattnet! Deras rörelsehastighet är upp till 100 km/h. Hur gör dom det? Forskare har bevisat att vattenstridare använder sina lemmar som åror. Bara att de inte sänker ner sina "åror" i vattnet. Från tassarna bildas gropar på vattenytan. Dessa gropar fungerar som ett åreblad. Varje slag skapar en minivirvel bakom benen, virvlar i vattnet. Tack vare detta rör sig vattenstridaren framåt, som om den startar från den bakre "urtagets vägg", som visas i figuren.
Förenklad vatten strider fot modell
Hur springer en basilisködla på vatten?
Den hjälmförsedda basilisken bor i Centralamerika. Den väger ca 100 gram. Basilisk är den mest sällsynta varelse som springer på vatten med en hastighet på upp till 12 km/h, dvs. dubbelt så snabbt som en människa. För att stanna på vattnet och springa på det får ödlan hjälp av täta slag med tassarna. I det här fallet uppstår gropar med väggar i vattnet. Dessa väggar, under snabbt upprepade stötar, beter sig som solida väggar i ett kort tidsintervall mellan två intilliggande sammanslag. När ödlan trycker ner vattnet och bakåt med foten, reagerar vattnet med samma kraft och trycker det uppåt och framåt. När ödlan trycker av springer den genom vattnet som på torrt land.
Hur går en fiskespindel på vattnet?
Det skickligaste vattendraget är pisauriden, fiskespindeln. Kan glida över vatten som en vattenstrider gör. Den kan stå upp på bakbenen i vatten och springa som en basilisködla! Men det snabbaste sättet för en spindel att röra sig är att segla. När vinden blåser viftar spindeln med frambenen, eller lyfter hela kroppen och låter vinden dra den genom vattnet som en segelbåt. Till och med ett lätt tryck av vinden kan bära den genom hela dammen.
Det visar sig att väldigt få varelser kan gå på vattnet.
Det har varit en intressant dag. Idag lärde du dig hur fysiken fungerar i naturen. Jag hoppas att du var intresserad. Och om du gillade Merry Science, acceptera en gåva från mig. Samling spännande experiment, experiment och tricks med vatten.