Что поможет человеку передвигаться пешком по поверхности любого водоема
Что поможет человеку передвигаться пешком по поверхности любого водоема
Проверьте себя
1. Какие растения растут у берегов, на поверхности и в толще воды?
По берегам растут тростник, рогоз и стрелолист.
На поверхности воды растут кубышка жёлтая и ряска.
В толще воды растут элодея и мельчайшие зелёные водоросли.
2. Какие животные населяют водоёмы?
По поверхности воды обитают хищные клопы-водомерки и жуки-вертячки. В толще воды живут растительноядные моллюски-катушки. На дне водоёмов обитают речные раки, личинки комаров, маленькие рачки. В прибрежных зарослях гнездятся дикие утки и гуси. На берегах рек и озёр селятся бобры, ондатры, выдры.
3. Как обитатели водоёмов приспособились к условиям жизни?
Растения водоёмов выделяют в воду кислород, необходимый для дыхания всех организмов. Они служат пищей и убежищем многим животным.
Животные помогают распространению в водоёмах плодов и семян растений. Некоторые животные очищают воду от загрязнений, делают её пригодной для жизни. Растения и животные в водоёме живут в тесной связи между собой.
4. Как животные водоёма связаны друг с другом и с растениями?
Растения водоёмов выделяют в воду кислород, необходимый для дыхания всех животных водоёма. Растения служат пищей и убежищем многим животным. Животные помогают распространению в водоёмах плодов и семян растений. Некоторые животные очищают воду от загрязнений, делают её пригодной для жизни других животных.
Вопросы юным знатокам
1. Какие растительноядные, хищные, всеядные животные обитают в водоёмах Беларуси?
Растительноядные: головастики лягушек и жаб, улитки.
Хищные: жуки-плавунцы, личинки стрекоз, комаров, щука и окунь.
Всеядные: карась и рак.
2. Окунь — рыба хищная. Водорослями она не питается, но их гибель повлияет и на её жизнь. Почему?
Потому что водорослями питаются другие животные, которыми питается окунь. Если водорослей не будет, то эти животные пропадут — и окуню нечем будет питаться.
Ходить бы по воде, аки посуху!
По воде пытались ходить многие. И, не считая одного исключительного случая в Галилее (около двух тысячелетий назад), ни у кого это не получилось. Всякие фокусы, построенные на обмане зрения, мы тут учитывать не будем. А вот чтобы и в самом деле.. Ну, как Иисус Христос… Нет, это нам слабо!
Тим Берри, к примеру, уже через пять секунд рухнул и погрузился в неспокойную воду озера. Дэйв Хенсон, другой участник, создавший для своих ног т.н. «Пару гробов», сначала продвигался более или менее спокойно, но потом ноги его разъехались на шпагат, и он тоже рухнул. Чуть подольше продержалась Джанет Саммер, хотя, согласно задумке, должна была «летать» на своей «Пористой форели» и по воде, и под водой: она тоже вдруг вскрикнула и нырнула носом в воду. Ян Александер и его «Могущественный плавник» оказались на редкость плавучими – благодаря конструкции из полистирола и лёгкого дерева. Однако и у «Плавника» вскоре обнаружился роковой недостаток: руль отвалился, появился опасный крен и, конечно, в итоге мистер Александер тоже искупался.
Решимость решимостью, а до ходьбы по воде тут, согласитесь, далеко. А между тем (если оставить в покое Иисуса Христа) в природе есть немало живых существ, которые делают это без труда. Если бы насекомые умели смеяться, некоторые из них уж точно ухохатывались бы, глядя на состязания этих неуклюжих Homo sapiens. Смеялась бы, к примеру, та же водомерка, проявляющая на воде чудеса ловкости, проворства и сноровки. Водомерки – это такие жучки. Выводятся в воде, но живут на поверхности. И они отлично ходят, прыгают и бегают по воде, причём не тонут и даже не ныряют!
И что интересно: уэтих скороходов есть как бы два вида походки. Скольжение запросто переносит их вперёд на длину корпуса, а прыжок толкает в воздух и – вверх вперёд. Резвясь на поверхности, они могут совершать прыжки в четыре длины своего корпуса, а то и в пять. Вес насекомого уравновешивается поверхностным натяжением воды, сила которого в десять раз превышает массу тела водомерки (при длине 1см масса водомерки обычно составляет порядка 10 дин).
Типичная водомерка примерно 1см длиной перемещается со скоростью 150см в секунду. Такая скорость, конечно же, просто завораживает. Это как если бы человек ростом 1,8м плыл со скоростью 644км в час, то есть быстрее многих реактивных самолётов! Известно, что эти надводные обитатели водоёмов иной раз бесстрашно отправляются в долгое путешествие и покрывают гигантские расстояния в сотни километров по поверхности тропических морей. Их лапки вполне для этого приспособлены. У водомерки три пары конечностей. Ведущими, т.е. гребущими, являются средние – ими она пользуется, как парой вёсел. Задние конечности служат рулём и тормозом. А передними водомерка хватает добычу. Вот такой расклад.
Но всё-таки: за счёт чего это насекомое не тонет? Не только ведь благодаря ворсистым лапкам? Ясно же, что любой объект, движущийся в неком направлении, должен воздействовать на поверхность, по которой идёт, бежит, ползёт и т.д. Если это водная поверхность, лапы (ноги) и прочие части тела должны погружаться в воду. На какую глубину? В зависимости от массы движущегося существа и скорости его движения. При этом, по меньшей мере, возникают волны. Всё это понятно, но не относится к водомерке. Точнее, относится, но в малой степени. Это живое существо, похоже, умудряется попирать некоторые законы физики. И ладно бы этим отличались только крошечные, почти невесомые водомерки. Но нет. Взрослые особи тоже движутся по поверхности воды, как если бы это была твердь, суша. И – никогда не погружаются в воду! Если бы водомерка оказалась под водой, ей пришлось бы применить силу, в сто раз превышающую массу собственного тела, чтобы вынырнуть на поверхность. Проще говоря, она бы утонула. Но такой опасности, по сути, нет. И эта загадка давно интриговала учёных.
Есть и ещё одна загадка.
Долгое время учёные считали, что водомерка движется благодаря создаваемым ею волнам. Поверхностные волны посылают импульсы в направлении, противоположном движению. Что и происходит. Затем, по 3-му закону Ньютона (о том, что на каждое действие есть равное ему противодействие) сила противодействия этих волн толкает насекомое вперёд. Однако для создания таких волн лапка насекомого должна двигаться со скоростью, превышающей 25см в секунду – это минимальная скорость поверхностной волны. Превышение этой скорости – вовсе не проблема для такого насекомого, как водомерка с её длинными ногами. Но если бы так оно и было, то малыши-водомерки, у которых лапки намного короче и слабее, не могли бы угнаться за родителями. То есть они вообще не должны бы бегать по воде! Однако никаких проблем у малышей нет. Вот эта «нестыковка», это несоответствие между теорией и практикой стало известно с 1993 года как «парадокс Денни». Биолог из Стэнфордского университета Марк В. Денни указывал тогда, что – теоретически – крошечные водомерки не могут ходить по воде, поскольку их лапки ещё не достаточно быстры, чтобы создавать волну. Фактически же и новорожденные перемещаются по поверхности воды столь же успешно, как и взрослые особи. Малыши водомерки могут быть даже и 1мм длиной, но отлично передвигаются.
По-английски водомерка называется «уотер страйдер», дословно – «шагающая по воде». Созданного в MIT робота назвали – по аналогии – «робострайдер». Задача состояла в том, чтобы самодвижущееся устройство было достаточно лёгким, – настолько, чтобы его вес могла удерживать сила поверхностного натяжения воды. Однако вес прибора тем больше, чем механизм сложнее. А потому нужно было сделать что-то до предела простое. Итак, робострайдер в своём «развитии» прошёл как бы три фазы.
Первый механизм представлял собой простенькое проволочное подобие водомерки. Он должен был всего лишь продемонстрировать, что металлический объект тяжелее воды может удерживаться на ней силой её поверхностного натяжения. Если робострайдер-1 не мог бы держаться на поверхности, вопрос о действующей модели сразу бы отпал.
Робострайдер-2 был уже близок к искомому варианту. Он приводился в движение простеньким пускателем – тонкую эластичную ленту намотали на шкив, соединённый с гребущими средними «конечностями». Для упрощения опыта робострайдер-2 передвигался не на тоненьких ножках, а на поплавках из пенопласта.
Окончательный вариант робострайдера похож на живое насекомое, но, конечно, существенно превосходит типичную водомерку по размеру и уступает ей по сноровке. Это механизм длиной 9см, он имеет пару средних движимых «конечностей» плюс две пары поддерживающих – как это бывает и у настоящих водомерок. Сама конструкция – алюминиевая, «конечности» – из нержавеющей стали. За пять «шагов» такой механизм проходил путь в 20-30см.
Искусственная водомерка, которую создали исследователи из MIT, перемещается, конечно, не столь быстро, изящно и грациозно, как настоящая. Однако гидродинамика, лежащая в основе движения этих насекомых, была прежде не совсем понятна, как говорит профессор математики из MIT Джон У.М. Буш, автор этого исследования. Теперь же, используя математические расчёты, высокоскоростную видео-съёмку, массу других методов изучения водного потока, Буш и два аспиранта – математик Дэвид Л. Хью и инженер-механик Брайан Чан – окончательно установили, каким же образом движется по поверхности водомерка.
Проектируя искусственную водомерку, Чан, не особо мудрствуя, взял пустую жестяную банку из-под прохладительного напитка «7-Up», кусок стальной проволоки, эластичный бинт, которым он примотал ведущий шкив к паре искусственных «ног». Вот и всё.
В этих экспериментах механическая водомерка перемещалась с каждым гребком лишь на половину длины своего корпуса. Однако принцип движения сохранялся тот же, что и у живого насекомого. Кстати, Хью пишет на эту тему свою докторскую диссертацию, и он намерен подобным же образом изучить несколько других живых существ, перемещающихся по поверхности воды. Это, например, жучки под общим названием Microvelia, болотные насекомые типа Mesovelia, улитка Physidae, живущая на прудах. Пресноводный паук Dolomedes тоже шныряет по поверхности воды, оставляя завихрения позади каждой из своих четырёх лап. Или, например, василиск Basiliscus vittatus, способный бегать по воде, почти к ней не прикасаясь, – не случайно же его называют «Иисусовой ящерицей». Принцип движения у каждого насекомого или животного разный, но с инженерной точки зрения интересны все. Кто-то движется наподобие наших судов на воздушной подушке, кто-то отталкивается от крошечных неровностей водной поверхности, а то и пользуется совсем особой формой взаимодействия воды, воздуха и твёрдой поверхности, что позволяет двигаться и по воде, и посуху.
Но, спрашивается, какой нам прок от всех этих знаний? Не надумал ли и человек «гулять по воде»?
Возвращаясь (всё же!) к Иисусу Христу, надо бы упомянуть, что учёные и в самом деле пытаются решить эту многовековую загадку. Ведь не бывает же дыма без огня! Значит, и в самом деле кто-то такое видел. Помните, в Библии описано, как Иисус стоял на берегу, а лодка с учениками «была уже на средине моря, и её било волнами», а потом вдруг «пошёл к ним Иисус, идя по морю. И ученики, увидев Его идущего по морю, встревожились и говорили: это призрак; и от страха вскричали» (Мф 14:24-26).
Но как, за счёт чего Иисус ходил по воде, если и в самом деле ходил?
На этот счёт есть разные предположения. Но интересно, что (как о том рассказывалось в нашем документальном фильме «Живая вода») в лаборатории российского профессора Павла Госькова удалось получить небольшой столбик по-настоящему очищенной воды (обычно вода содержит массу всяких примесей, и в чистом виде в природе не встречается). Так вот. Диаметр этого лабораторного столбика чистой воды был всего лишь 2,5см, а вот сцепление молекул в ней оказалось настолько мощным, что для разрыва столбика потребовалось приложить силу в 900кг! По озеру или морю такой воды можно было бы не только ходить, а, как говорится в фильме, даже и кататься на коньках! Если при этом учесть, что (и это уже доказано. ) вода меняет свою структуру и очищается под воздействием, скажем, доброго слова, хорошей музыки, молитвы и вообще проявлений высокой духовности, то кто его знает, что мог проделывать с водой Иисус! Может, под его воздействием вода очищалась, успокаивалась и становилась подобна той, полученной в лаборатории? По такой воде Он мог и ходить. Так что тут вряд ли стоит проводить какое-то сопоставление с водомеркой. Кесарю – кесарево, а Богу – Богово! И, похоже, мы ещё слишком мало знаем, чтобы не верить в чудеса…
Марк Соколов, «НГН»
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Ходьба пешком. Польза и влияние на организм
В современном ритме жизни трудно найти свободное время для активных тренировок. Прогулки пешком — способ приобщиться к здоровому образу жизни, получить пользу для организма, не расходуя время на поездки до тренажерного зала. Эта альтернатива доступна каждому, в любом городе и в любое время года.
Во время ходьбы работают различные группы мышц, благодаря чему поддерживается тонус всего тела. Прогуливаясь пешком, вы задействуете биомеханические и нейрофизиологические процессы, а не только мышцы, поэтому положительный эффект от них — комплексный: здоровье, хорошее самоощущение и похудение. Также активизируется кровоток, интенсивно обогащаются кислородом внутренние органы, ускоряются обменные процессы в организме.
Польза для всех систем организма
Ходьба — отличное средство профилактики заболеваний, которое помогает справиться с различными состояниями: сниженным иммунитетом, отсутствием настроения и вялостью, ощущением слабости, упадком сил.
Польза пеших прогулок проявляется в:
Регулярно прогуливаясь, вы сможете оказать положительное влияние на здоровье в любом возрасте. Позвоночник — опора всего тела, от которой зависит качество жизни. Правильные и регулярные прогулки пешком помогут насытить ткани позвоночника кислородом, укрепить межпозвонковые диски. Мозг получает больше питания, улучшается кровообращение, активизируются ослабевшие нейронные связи и стимулируется их работа. Сердечная мышца и сосуды тренируются, поэтому риск развития инфаркта и инсульта снижаются вдвое, уменьшается опасность появления варикозного расширения вен.
Нормализация пищеварения особенно важна для людей, работающих «по часам» — прогулки пешком помогут улучшить перистальтику кишечника и желчеотделение. Обменные процессы под влиянием физических нагрузок ускоряются: клетки становятся восприимчивее к инсулину, глюкоза не накапливается, а расходуется; как следствие — происходит похудение, поддерживается нормальный вес тела. Поэтому гулять пешком — хороший и простой способ привести себя в форму, улучшить качество сна, благодаря чему повышается устойчивость к стрессам и работоспособность, нормализуется физическое и психоэмоциональное состояние. Ходьба — это физическая нагрузка, и у нее также есть противопоказания. Не рекомендуется прибегать к ней при:
Правила эффективных пеших прогулок
Несмотря на свою привычность и простоту, ходьба требует соблюдения принципов:
Начиная занятия, первое время будет тяжело заставить себя совершать их регулярно. Период сопротивления пройдет, и тогда процесс будет доставлять удовольствие, сформируется привычка к регулярному движению и физической активности.
Техника оздоровительной ходьбы требует правильного положения тела. Ноги нужно ставить с пятки на носок. Туловище должно быть выпрямленным, плечи — расслабленными, голова — ровной, низ живота — максимально подтянут. Руки должны быть согнуты в локтях. Очень важный фактор правильной техники — дыхание: вдыхать следует носом, а выдыхать ртом; дыхание нужно согласовывать с темпом движения, дышать ритмично, но избегать одышки при увеличении нагрузки.
Минимальная продолжительность прогулки — 30 минут. Однако начинающим следует ориентироваться на свои ощущения и прислушиваться к телу: процесс не должен вызывать одышки, болевых ощущений. Если они есть — нужно прекратить занятие, снизить выбранный темп нагрузки и дистанцию.
Начинающим рекомендуется прогуливаться с низкой интенсивностью: не более 4 км/ч. При этом пульс должен быть в пределах 80 ударов в минуту: так процесс будет не утомительным и приятным. После того, как мышцы привыкнут к регулярной нагрузке (спустя несколько недель), можно будет перейти к оздоровительной ходьбе пешком: увеличить скорость шага до 7 км/ч, пульс — в диапазоне 65-80 уд/мин.
Обувь для занятий должна быть комфортной, предпочтительно кроссовки или кеды, но если нет такой возможности — удобные ботинки или туфли. Комфортная обувь позволяет избежать усталости и травмирования ног. Жесткая обувь или обувь на каблуке — нежелательна для больших дистанций.
Плохая погода — не повод отказываться от оздоровительных мероприятий: прогулку на улице можно заменить ходьбой на одном месте. Влияние такое же, как и при перемещении на большие расстояния. Шаг на месте нужно начинать с 5-10 минут, постепенно увеличивая продолжительность тренировки. Скорость должна быть в пределах 2-3 км/ч. Еще одна альтернатива — подъем по ступенькам. Такая нагрузка тренирует организм больше, чем хождение по ровной поверхности. Увеличивать интенсивность таких занятий можно, усложнив ходьбу: переступая через ступеньку или вставая на каждую из них на носочки.
Чтобы получить максимальную пользу для здоровья, сочетайте различные виды физической активности и профилактических мероприятий. Прогулки, отказ от лифта и общественного транспорта — хорошая инвестиция в здоровье. При этом рекомендуется совмещать такие мероприятия с другими элементами здорового образа жизни: закаливанием, правильным сбалансированным питанием, полноценным сном и отдыхом — как физическим, так и эмоциональным.
Если вас интересует восстановление здоровья без длительного отрыва от работы, изматывающих тренировок и медикаментозного вмешательства — приглашаем посетить наш оздоровительный комплекс. Профессионалы клиники «Лад» организуют диагностику и лечение с индивидуальным подходом. Помогаем восстановить природные силы вашего организма, улучшить состояние здоровья, похудеть и поддерживать здоровый образ жизни естественно. За более детальной информацией звоните по указанному номеру телефона. Принимаем звонки с 9:00 до 21:00.
Бегущие по воде
Насекомые – обитатели водной пленки: 1–водомерки; 2–вертячки; 3–гладыши; 4–коллемболы
Поверхность любого водоема – будь то пруд, река или даже лужа – это уникальная экологическая ниша. Здесь встречаются две совершенно разные среды обитания – воздушная и водная. А разделяет их так называемая пленка поверхностного натяжения. Благодаря тому, что на границе двух фаз силы притяжения между молекулами воды не уравновешены (сумма сил притяжения, действующих «вниз» оказывается больше сил, действующих «вверх»), плотность воды на поверхности оказывается несколько выше, чем в основном слое. «Столпо-творение» стремящихся вниз молекул приводит к возникновению своего рода эластичной мембраны, способной поддерживать объекты, плотность которых выше плотности воды. Если, конечно, эти объекты не смачиваются, т.е. сами не притягивают к себе молекулы воды, нарушая структуру поверхностной пленки. Хорошо демонстрирует это явление смазанная жиром и аккуратно положенная на поверхность воды швейная игла. Сталь намного плотнее воды, своей тяжестью игла заметно прогибает водяную пленку, но тем не менее остается на плаву.
Удивительные свойства водяной пленки использует целый ряд живых организмов – ведь жизнь на границе двух сообществ, как известно, отличается заметным преимуществом. Самые известные обитатели поверхности водоемов, конечно, – водомерки.
Водомерки – насекомые, представители отряда полужесткокрылых, или, попросту, клопов. Как и другие их сородичи, они имеют колюще-сосущий ротовой аппарат (хоботок) и внешнее пищеварение, т.е. при питании твердой пищей вводят в тело жертвы парализующие и разлагающие ткани вещества, а потом всасывают обратно готовый «бульон». Для разных видов клопов «жертвой» может быть как животное, так и растение (например, для клопа-черепашки). Но водомерки – хищники, и основная их пища – случайно упавшие на поверхность воды насекомые. Если добыча достаточно велика, ею могут пообедать сразу несколько водомерок. Но обычно эти клопы предпочитают разыскивать еду и трапезничать в одиночку.
Собственно говоря, «водомерками» называют представителей не одного, а нескольких семейств клопов, приспособившихся к обитанию на поверхности водного зеркала. Но особенно интересны, конечно, представители настоящих водомерок – Gerridae. Это семейство насчитывает около 300 видов, которых можно встретить на поверхности любых водоемов, начиная с временных луж и кончая просторами океана. Кстати, морские водомерки (род Halobates) – единственные насекомые, по-настоящему приспособившиеся к жизни в море. Их можно встретить за тысячи километров от берега.
Морские водомерки – тропические насекомые. Да и вообще большинство этих клопов – жители теплых районов земного шара. Тем не менее и на территории бывшего СССР можно встретить около двух десятков видов настоящих водомерок.
В основном водомерки невелики по размерам, длина их тела обычно не превышает 10 мм, хотя большая водомерка (Limnoporus rufoscutellatus), живущая и у нас в России, достигает порой 13–17 мм. Это, конечно, не считая расставленных в стороны длинных ног.
Опираясь о поверхностную пленку лапками, кончики которых покрыты жесткими щеточками несмачиваемых волосков, водомерка способна скользить по поверхности воды подобно тому, как конькобежец скользит по льду. Впрочем, тело водомерки покрыто специальным чешуйчатым покровом, также защищающим от смачивания. Но вот если начинается дождь, то водомерке, чтобы не утонуть, приходится покидать водную поверхность и искать укрытие.
Движется водомерка, широко расставив две пары длинных и тонких ног, – среднюю и заднюю. Более короткие передние ноги используются клопом для удержания добычи. Поворачивается водомерка, двигая своими «гребущими» ногами в разные стороны, подобно тому, как поступает человек, когда разворачивает лодку с помощью весел. Если на пути насекомого встречается препятствие, например веточка или листик, водомерка делает мощный скачок и преодолевает преграду.
Осенью, с наступлением холодов, водомерки покидают водоемы и находят себе убежища под корой старых пней или во мху.
Среди настоящих водомерок есть как крылатые, так и бескрылые виды. Летающие формы могут преодолевать по воздуху многие километры, расселяясь или просто покидая пересохший водоем. После зимовки водомерки теряют способность к перелетам, так как их летательные мускулы рассасываются, обеспечивая насекомым первичный запас энергии для охоты и размножения.
Водомерки неплохо видят, а также могут получать информацию, основываясь на характере колебания водяной пленки – за счет эластичных мембран, расположенных между сегментами лапок. Даже незначительные вибрации позволяют насекомому узнать, с какой стороны грозит опасность или где находится потенциальная жертва.
Если, используя зрение и сенсорную информацию, водомерка решает приблизиться к месту возмущения водной поверхности, она разворачивается и скользит в ту сторону, останавливаясь примерно каждые пять секунд, чтобы откорректировать курс.
Тонко воспринимая характер колебаний водной поверхности, водомерки могут и сами вызывать такие колебания, подавая те или иные сигналы сородичам. В первую очередь такая коммуникация используется для взаимодействия между противоположными полами. Когда самец водомерки находит уютное брачное ложе – это может быть неподвижный или плавающий объект, например водное растение или кусочек коры, – он хватает и удерживает его с помощью лапок или замирает рядом и начинает подавать призывные сигналы, ударяя ногами по поверхности воды. Каждый такой сигнал начинается на весьма высокой частоте 23–29 Герц (т.е. ударов в секунду), затем стабилизируется до 18–20 Гц и заканчивается на низкой частоте 10–17 Гц. Самец посылает около 15 подобных серий сигналов.
Если ощутившая их самка решает ответить, она движется к самцу, подавая ответные сигналы – с меньшей амплитудой, но с довольно высокой частотой, 22–25 Гц. Услышав ответ, самец начинает посылать в сторону самки аналогичные сигналы и иногда скользит ей навстречу.
Затем он возвращается к обнаруженному им брачному ложу, а самка следует за ним и помогает поддерживать находку. Тут же происходит копуляция, занимающая около минуты, после чего самка приступает к откладыванию яичек, проделывая отверстия в «брачной постели». Самец же в это время посылает особые посткопуляционные сигналы, охраняя таким образом свою территорию с находящейся на ней самкой от вторжения чужих самцов. Но если какая-то незадачливая водомерка мужского пола все-таки приблизится на расстояние около 10 см, то хозяин нападет на нее.
Помимо водомерок существует еще только три группы насекомых, освоивших водную поверхность. Это гладыши, вертячки и коллемболы.
Гладыш обыкновенный
Гладыши (сем. Notonectidae), как и водомерки, – представители отряда клопов. Однако это совсем другая группа. В отличие от водомерок, они держатся на поверхностной пленке не сверху, а снизу, будучи погруженными в воду. Спинка у гладышей выпуклая, брюшко плоское, и плавают эти насекомые «вверх ногами», т.е. спиной вниз. Задние ноги гладышей превращены в своеобразные весла, густо покрытые плавательными щетинками. С помощью этих «щетинистых» ножек клопы быстро передвигаются по внутренней стороне поверхностной пленки, напоминая миниатюрные лодочки.
На земном шаре обитает около 200 видов гладышей, большая часть которых распространена в тропиках. У нас же можно встретить всего около 10 видов этих насекомых. Самые мелкие гладыши не превышают в длину 7 мм, а самые крупные – 18 мм.
Гладыш, висящий на поверхностной пленке воды
В спокойном состоянии гладыш может неподвижно висеть у поверхности воды на широко расставленных в стороны задних лапках и ожидать появления добычи. Находит этот хищный клоп свою жертву не только при помощи зрения, но и, подобно водомеркам, ориентируясь на колебания, передающиеся по поверхности воды и воспринимаемые чувствительными кончиками лапок. При этом гладыши очень активно реагируют на вибрации высокой частоты, которые могут создавать упавшие в воду комары, бьющие крылышками с частотой до 100–150 ударов в секунду. Нападают гладыши и на гораздо более крупную добычу, например на мальков (и потому считаются вредителями в рыбоводческих хозяйствах) или головастиков. Надо заметить, что острый и твердый хоботок гладыша легко прокалывает и кожу человека. А поскольку при уколе в ткани впрыскивается пищеварительный сок, укус клопа, неосторожно взятого в руку, может быть очень болезненным. Не зря гладыш заслужил название «водяной осы».
Взрослые гладыши очень неплохо летают и по ночам могут пролетать большие расстояния, заселяя при этом новые водоемы.
Гладыши во время спаривания
После спаривания самки гладышей откладывают внутрь тканей водных растений удлиненные яички, из которых позже выводятся молодые клопики.
Вертячки (сем. Gyrinidae) – следующая группа насекомых, обитателей поверхностной пленки, – относятся уже не к клопам, а к жест-кокрылым, т.е. жукам. Причем среди водных жуков они считаются самыми лучшими пловцами. Каждый, наверное, видел маленьких, черных, блестящих вертячек, которые в солнечные дни целыми компаниями кружат по поверхности прудов, речных заводей и других чистых водоемов, а при тревоге мгновенно ныряют или рассыпаются в разные стороны.
Кружение вертячек по воде – не забава, а своеобразный способ охоты. Дело в том, что эти жуки, питающиеся мелкими живыми организмами, высматривают подходящую добычу одновременно и на, и под водой. У вертячек совершенно удивительные глаза – они разделены на две части: верхняя часть приспособлена видеть в воздушной среде, а нижняя – в водной.
Вертячка дневная
Однако основным органом, получающим информацию об окружающих вертячку событиях, являются все-таки не глаза, а три пары антенн-усиков, направленных горизонтально вперед и примыкающих к поверхностной пленке воды. Эти антенны воспринимают все сигналы, приходящие по воде, а жуки реагируют на них настолько быстро, что даже в полной темноте способны скорректировать курс своего движения и обойти препятствие, возникшее всего в 1–1,5 см.
Весьма своеобразно устроены и конечности вертячек. Средние и задние ноги превращены в короткие, широкие ласты, отлично приспособленные к плаванию, но непригодные для передвижения по суше. Передние же ножки этих жуков длинные и тонкие. Они предназначены для удержания пойманной добычи.
Вертячки способны нырять и летать, но большую часть времени они проводят, передвигаясь именно по поверхностной пленке воды.
Всего на свете обитает около 1600 видов вертячек, большинство из которых живут в тропиках. Но 20 видов можно встретить и у нас, в умеренных широтах. Самые крупные вертячки, длиной до 27 мм, обитают в водоемах и горных реках в Юго-Восточной Азии. А самые крупные представители семейства в умеренных широтах не превышают в длину 16 мм. Некоторые из этих жуков могут развивать очень высокую для таких небольших насекомых скорость – до 40 см/с.
И, наконец, последняя группа насекомых – обитателей водной поверхности – коллемболы, или ногохвостки (Collembolla). Собственно говоря, по современным представлениям, коллемболы – не настоящие насекомые, а представители отдельного класса – скрыточелюстных насекомых (Entognatha). Это очень древние существа, появившиеся на Земле 375–250 млн лет назад, в девонском периоде.
Коллемболы
Коллемболы – крошечные создания, обычные размеры которых – 0,2–2 мм. Только самые крупные представители группы могут вырастать до 9 мм. Известно несколько тысяч видов коллембол, и биологи постоянно описывают все новые. Коллемболы встречаются везде – от Арктики до Антарктики. Чаще всего они живут среди гниющих остатков растений в поверхностном слое почвы, но есть и такие, которые селятся глубоко в земле, а некоторые отлично приспособились к жизни в условиях, которым посвящен наш рассказ, – на поверхностной пленке воды в реках, озерах и других водоемах. Их крошечное, не смачиваемое водой тельце легко удерживается поверх-ностной пленкой воды. Питаются водяные коллемболы микроскопическими спорами растений, которые под дуновением ветерка плывут по водной глади.
Другое название коллембол – ногохвостки, происходит из-за наличия у этих существ особого органа – прыгательной вилки. В спокойном состоянии вилка подогнута под брюшко. Распрямляя ее, коллемболы могут отталкиваться от поверхности и совершать прыжки. Ногохвостки, живущие на водяной пленке, могут подпрыгивать в воздух на высоту, равную 15 длинам их собственного тела.
Прыжки, совершаемые коллемболами при помощи вилки
На поверхности тела водяных коллембол есть еще один своеобразный орган, носящий название «коллофор», или «брюшная трубка». Обычно ногохвостки прижимают коллофор так, чтобы он не касался воды. Но когда поднимается ветер, коллемболы опускают кончик коллофора (это единственное место на их тельце, которое смачивается водой) в воду, и он отлично заякоривает маленьких и легких насекомых, не позволяя ветру уносить их. Через опущенный в воду коллофор могут, по-видимому, удаляться и ненужные продукты обмена.
Образ жизни водяных коллембол изучен еще недостаточно. Более века назад Шарль де Гир, шведский натуралист, наблюдал за несколькими коллемболами вида Podura aquatica, которых держал в глубоком блюдце с водой. Именно он описал, как эти крошечные создания по нескольку раз в день сползают на дно и сосут сок из погруженных в воду водорослей. Кроме того, Шарль де Гир обнаружил, что зимой эти малыши впадают в спячку, спрятавшись в густой тине на дне.
Очень своеобразно коллемболы размножаются. Самцы в брачный сезон откладывают на подходящих предметах (или растениях) каплевидные сперматофоры, а самки захватывают их своими половыми отверстиями.
Яйца коллембол имеют весьма разнообразную и причудливую форму: они похожи на крохотные бочоночки, украшенные волосками или бляшечками. Из яиц выходят крохотные коллемболки, во всем напоминающие взрослых особей. И вскоре уже они начинают бегать и прыгать по поверхности почвы или воды, продолжая дело своих родителей.
По материалам журнала: Scientific American, 1978, V.238, №4.