зачем водомерки бегают по воде
Бегущие по воде: клопы-водомерки
Если вам случалось бывать на берегах рек с неспешным течением, стоячих прудов или озёр, вы наверняка видели удивительных насекомых на непомерно длинных, тонких лапках. Они легко скользят по воде, как по упругой плёнке, ловко управляясь с тремя парами ног. Это водомерки, водные родственники многочисленного семейства клопов.
Портрет в водном интерьере
Внешний вид водных насекомых сильно отличается от их сухопутных сородичей. Тело водомерки длинное, вытянутое, напоминает лодочку или палочку, размером от 1-го до 3-х сантиметров.
Окрас неяркий, от светло-серого или зеленоватого до тёмно-коричневого. Нижняя часть спинки обычно имеет крапчатый узор. Большинство видов имеют перепончатые крылья, спрятанные под жёсткими надкрыльями.
Три пары ног различны по длине, средняя и задняя больше размеров туловища в полтора—два раза. Передние лапки самые короткие, служат для регулировки скорости передвижения, а также для захвата и удержания добычи.
Средние и задние напоминают вёсла или лыжи, они удерживают клопа на воде, применяются для скольжения и поворотов, а иногда для прыжков. Все лапки снабжены мелкими волосками-ворсинками.
Голова маленькая, с большими круглыми глазами и усиками-антеннами, улавливающими колебания воздуха и воды. Ими же насекомое пользуется для осязания и обоняния.
Ротовой аппарат представляет собой острый членистый хоботок. С его помощью водомерка прокалывает тело жертвы и высасывает питательные вещества.
Сейчас известно около 700 разновидностей этих насекомых. Обычный для российских водоёмов — Прудовая (Gerris lacustris). Встречаются также Большая (Gerris rufoscutellatus), Панцирная (Gerris thoracicus), Велия (Velia currens), Палочка (Hydrometra gracilenta).
Самый крупный вид, встречающийся на нашей территории — Большая, достигает 1,7 см в длину, самая холодостойкая — Велия обитает в северных регионах, может селиться в холодных ключах. Палочковая имеет узкое вытянутое тело, распространена в Сибири, при движении переставляет лапки поочерёдно. Это самая медлительная водомерка.
Продолжительность жизни, стадии развития
Спаривание происходит прямо на воде, в тёплое время года. Через неделю после оплодотворения самки делают кладку на стебли или листья водной растительности. Кладка крупных видов представляет собой длинную ленту из яиц, склеенных слизью. Мелкие кладут одиночные яйца, не обработанные слизью.
Кладка осуществляется под бдительной охраной самца. Он ревностно контролирует окружающее пространство, отпугивая потенциальных врагов ударами лапок по воде.
За один раз самка откладывает от 40 до 50 яиц. Они белесые, цилиндрической формы, размером до 1 мм. Спустя неделю, из яиц появляются желтоватого цвета личинки (нимфы), которые постепенно темнеют. Нимфа напоминает взрослую особь (имаго), но более округлая.
Личинки развиваются в течение месяца, питаясь мелкими насекомыми. За это время они проходят 5 стадий развития и завершается линькой. Наполненное пищей складчатое брюшко расправляется.
Следующий цикл размножения происходит в середине лета. В это время на водоёме встречаются насекомые разных возрастов.
Зимуют насекомые на берегу, подыскав укромное место под пнями или во мху. Перед этим они сбрасывают крылья, которые после зимовки уже не отрастают. Полный жизненный цикл водомерок длится год.
Чем водомерки питаются
Водяные клопы — хищники, питаются они водными обитателями, мелкими беспозвоночными, не упустят возможности полакомиться мальками и икрой рыб. Но основу их рациона составляют насекомые, упавшие в воду или близко подлетевшие к поверхности.
Бывали случаи, когда насекомые сосали кровь людей, но это большая редкость.
У клопов отличное зрение, благодаря которому они издалека замечают жертву и спешат к месту её падения, захватывая и удерживая передними лапками. Проколов насекомого острым хоботком, клоп впрыскивает внутрь пищеварительный фермент, разжижающий плоть добычи, которую потом и высасывает.
Видео: как водомерка охотится
Жертвой водных клопов могут стать даже слепни. Если добыча слишком велика, насекомые объединяются в группы для совместной охоты. После умерщвления трапеза продолжается в течение часа.
Опасность и польза для человека
В редких случаях возможны укусы водомерок, но они практически безболезненны и не имеют неприятных последствий. Единственная опасность — через укус в ранку могут проникнуть микроорганизмы, обитающие в водоёме. Поэтому место укуса следует обработать дезинфицирующим составом: зелёнкой, хлоргексидином, перекисью водорода.
Вред, которые клопы может нанести человеку — поедание мальков и икры ценных пород рыб. Но если популяция невелика, ущерб от такого пиршества незначителен.
Подробнее о последствиях укуса водяного клопа читайте в нашей статье — Укус водяного клопа: как жить после него.
Сами насекомые могут принести пользу, они регулируют численность слепней, питаясь отложенными в воду яйцами и нападая на взрослых особей. Поедая павших насекомых и мелкиих животных, они выступают в роли санитаров, освобождая водоём от падали.
Клопы-водомерки — необходимое звено в экологической цепочке, поэтому бороться с ними не стоит. Они выполняют важную роль чистильщиков водоёмов, не принося вреда человеку и животным.
Интересные факты из жизни водомерок
Сами насекомые становятся жертвой рыб и птиц. Для защиты от хищников клопы снабжены защитной окраской — цвет спинки всегда тёмный, что делает их плохо различимыми сверху на фоне дна водоёма. Брюшко же всегда светлое, позволяющее быть незаметными снизу на фоне неба.
Есть у них и ещё один враг — маленький водяной клещ. Личинки паразита прокусывают тело водомерки и пьют кровь. Поражённое насекомое можно определить по красной точке на груди.
Интересно строение лапок водомерки. Они сплошь покрыты крохотными волосками, удерживающими микроскопически пузырьки воздуха. Именно это, и длина широко расставленных конечностей, позволяет удерживаться на воде, используя поверхностное натяжение.
Брюшко также покрыто волосками, имеющими восковую смазку. Она препятствует намоканию и позволяет оставаться всегда на плаву. Попробуйте утопить насекомое, это у вас вряд ли получиться. Но погружённое в жидкость тельце выглядит серебристым за счёт мелких капелек воздуха.
Несмотря на имеющиеся крылья, водомерки предпочитают оставаться на водной поверхности и летают неохотно. Но обитатели больших луж или пересыхающих озёр могут перелететь на более подходящее для проживания место.
Зато это великолепные прыгуны. Отталкиваясь длинными лапами, они скачками преодолевают встречающиеся на пути препятствия. Поражает и скорость их передвижения. За одну секунду маленькое насекомое может преодолеть метр поверхности, что сравнимо со скоростью пешехода.
Видео: почему водомерки не тонут
Мир вокруг разнообразен и каждому живому существу в нём определено своё место. Разновидность тех насекомых, которые в жилище представляют неудобное соседство, в других условиях безвредны и даже приносят пользу. И пусть они называются так же, как домашние паразиты, ваша кровь их не интересует. А ещё за ними так интересно наблюдать!
Физика в мире животных: как водомерки бегают по воде
Среди читателей Хабра, вероятно, нет людей, которые никогда не видели водомерок. Это очень распространенное семейство насекомых, которое включает около 1700 видов. Большинство — пресноводные, но есть и виды, которые живут на побережье морей и океанов.
Всю свою жизнь водомерки проводят на поверхности воды. Они передвигаются по ней так же просто, как обычные насекомые — по суше. Водомерки, по крайней мере, большинство видов — хищники. Они питаются мелкими организмами, но не боятся нападать и на более крупную добычу. Иногда ничего не подозревающий малек подплывает к поверхности водоема, и тут же в него всаживается «гарпун» — хоботок водомерки, которая впрыскивает в тело жертвы желудочный сок и начинает всасывать питательные вещества. В общем, неплохой сюжет для нескучного фильма. Но самое интересное в водомерке — ее способность бегать по воде. Каким образом это насекомое получило свою сверхспособность?
Физика и химия — друзья водомерок
В большинстве случаев водомерки держатся на воде благодаря, во-первых, наличию слоя водоотталкивающих жиров на тельце и конечностях, во-вторых, благодаря специальным волоскам на кончиках лапок.
Предназначение волосков — создать воздушную подушку, на которой и покоится водомерка. Если присмотреться в солнечный день, то можно видеть, как сверкает вода вокруг лапок водомерки — это как раз воздушный «кокон» или, если угодно, воздушная подушка. На дне неглубокого водоема видна тень водомерки — и всегда вокруг лапок тень утолщена, хотя сами лапки вполне обычные — это тень от создаваемой волосками конечностей воздушной подушки.
Кстати, китайские ученые обнаружили интересный факт — время от времени тень от ножки перестает быть четкой, и тогда водомерка прижимает ее к передней части тела, где находятся железы, выделяющие несмачиваемое вещество. После этой процедуры тень от конечности снова становится четкой.
Волоски у водомерок тоже необычные, вдоль каждого из них проходит желобок, что предотвращает проникновение воды — она не может просочиться в столь малый объем. Угол соприкосновения воды с поверхностью конечностей водомерки составляет около 168 градусов, что предотвращает смачивание лапок.
Некоторые виды водомерок передвигаются и при помощи «химического двигателя». В задней части тела насекомых есть специализированная железа, которая выделяет жироподобное вещество. Оно изменяет силу поверхностного натяжения, снижая ее. В результате водомерка движется вперед уже благодаря действию уже законов физики. Водомерка скользит в создаваемой ею водной «лунке». Когда нужно выйти на берег, то выделение гидрофобного вещества снижается, и водомерка выбирается при помощи капиллярных сил.
Режим передвижения водомерок
Насекомые эти получили свое русское название из-за того, что передвигаясь, они как бы «меряют» пройденное по воде расстояние. Но, как оказалось, это лишь один режим передвижения водомерки — так она поступает, когда не испугана и не преследует жертву, а просто передвигается по поверхности воды.
Большинство видов попеременно опираются на три конечности, перемещая остальные три вперед, и повторяя этот цикл.
В моменты опасности или преследования добычи водомерка как бы втыкает в поверхность воды кончики средних лап, на которых не так много волосков, рулит задними, а передними — загребает воду. Единственное — передние лапки все же не погружаются в воду, а отталкиваются от поверхности воды.
Ну и последнее — водомерки умеют прыгать на воде. Не очень далеко, но это все же прыжки. Прыгают они в случае опасности — за этим можно наблюдать, если попробовать накрыть водомерку ладонью на воде. Спасаясь, она будет не только «грести», но и прыгать, причем довольно активно.
К слову, если изменить поверхностное натяжение воды — например, при помощи поверхностно-активных веществ (ПАВ), то водомерки потонут. Именно поэтому их нет в местах сброса в воду отходов производства — последние изменяют свойства воды и водомерки (да и не только они) не могут жить в подобных местах.
Водомерки приносят пользу науке
Группа китайских ученых разработала сверхточный метод измерения силы Архимеда. Идея пришла в голову сначала одному китайскому физику по имени Юй Тянь (Yu Tian) из университета Цинхуа в Пекине
Ученый в солнечный день отправился к берегу пруда в одном из парков столицы Китая. Там он смотрел на воду и заметил водомерок, которые отбрасывали тень. Как и говорилось выше, тень от их лапок была отличной от конфигурации кончиков конечностей.
Ученый понял, что это вызвано искривлением воды под действием веса водомерки, сколь бы небольшим он ни был. И тогда он понял, что при помощи теней, отбрасываемых объектами на поверхности воды, можно измерять силу Архимеда, причем эти измерения сверхточные. Граница чувствительности метода — 1 пиконьютон.
«Геометрия тени, которую отбрасывает на воду объект, позволяет очень точно вычислить искривление поверхности воды под ним, и, соответственно, определить объем этой „лунки“ и вычислить силу выталкивания, используя закон Архимеда. Все это можно измерить, используя фонарик, прозрачный сосуд, воду и простую камеру», — заявил ученый.
Еще и роботы
Результаты наблюдения китайского ученого помогли его команде разработать концепцию робота-водомерки. На данный момент таких устройств создано несколько, причем одно из них умеет даже прыгать по поверхности воды, как настоящая водомерка.
Первыми создателями робота-водомерки была команда School of Chemical Engineering and Technology. Разработчики использовали как результаты наблюдений коллег, так и собственные исследования.
Затем был создан еще один робот, вес которого составлял много больше, чем у водомерки — 11 граммов вместо долей грамма. Он способен передвигаться по воде и делает это довольно быстро — вплоть до 5 км/ч, что сравнимо со скоростью ходьбы взрослого человека.
Ну и еще один показательный пример — робот-водомерка, созданный объединенной командой исследователей из Южной Кореи и США. Этот робот очень сильно напоминает водомерку, размер его составляет около 7 см вместе с «лапками».
Он не только передвигается по поверхности воды, но еще и прыгает, причем довольно высоко.
Область применения роботов-водомерок — поисково-спасательные операции, изучение физико-химических свойств воды, мониторинг загрязнений и т.п.
Как водомерки удерживаются на воде
Содержание статьи
Немного физики
Прежде чем раскрывать секрет водомерок, необходимо вспомнить некоторые азы физических свойств воды. Как известно, воздушная и водная среды разделены между собой особой пленкой поверхностного натяжения. На границе двух фаз силы притяжения, возникающие между молекулами воды, не уравновешены, т.е. сумма сил, которые действую вниз, оказывается в разы больше, чем сумма сил, действующих вверх. Благодаря этому плотность воды на поверхности водоема получается чуть выше, чем в основном водном слое.
Но это еще не все! Молекулы, стремящиеся вниз, приводят к возникновению своеобразной эластичной мембраны, которая способна поддерживать на поверхности воды объекты плотностью выше оной. Однако здесь существует одно условие: эти объекты должны быть сухими. Если их смочить, то они самостоятельно притянут к себе молекулы воды, что нарушит структуру поверхностной пленки.
Любопытно, что эти удивительные физические свойства водной пленки используют в своих целях различные живые организмы. Стоит перейти от физики к зоологии. Как известно, жизнь на границе двух сред обитания отличается весьма заметным преимуществом. Наиболее известными обитателями поверхностей водоемов являются, конечно же, водомерки.
Кто такие водомерки?
Это небольшие насекомые из отряда полужесткокрылых. Проще говоря, это клопы. Как и их сородичи, водомерки оснащены колюще-сосущим ротовым аппаратом (хоботком), который позволяет вводить в тело своей добычи специальные вещества, парализующие и разлагающие ее ткани. Это необходимо для того, чтобы высосать из жертвы готовый «бульон».
Водомерки – это хищные создания. Их основной пищей служат случайно упавшие на поверхность воды насекомые. Если будущий обед достаточно велик по своим размерам, то им могут полакомиться сразу несколько водомерок. Тем не менее, эти создания предпочитают охотиться и кормиться в одиночку.
Как водомерка удерживается на воде?
Эта нехитрая способность водомерок объясняется вышеописанными физическими свойствами воды. Всему виной так называемая сила поверхностного натяжения. Если кратко пересказать суть этого «фокуса», то получится следующее: в пограничном слое между воздухом и толщей воды находятся молекулы воды, на которые снизу (из глубины) действует сила, в несколько раз большая, чем сверху. Из-за этого на поверхности воды образуется некая тончайшая мембрана. Вот именно она и удерживает водомерку, которая с удовольствием ведет свою жизнедеятельность.
Водомерка насекомое. Описание, особенности, виды, образ жизни и среда обитания водомерки
В теплое время года можно наблюдать множество различных насекомых, среди которых водомерка. Необычное насекомое, которое имеет тонкое, длинное тело, можно наблюдать на поверхности водоемов. Благодаря длинным ногам, они легко и быстро передвигаются. Эти насекомые первыми не нападают на человека, однако, если хи потревожить, они могут укусить.
Описание и особенности
Водомерки являются подвидом семейства полужесткокрылых клопов, которые обитают преимущественно на воде. Благодаря жестким волоскам, покрывающим все тело насекомого, она не тонут в воде, а держатся на ее поверхности. Эти волоски имеют водоотталкивающее покрытие, в результате они быстро перемещаются по воде.
У водомерок три пары ног, средние и задние предназначены для передвижения, опоры, а передние – наиболее короткие, помогают удержать добычу, и дают направление движению. Для того, чтобы перевернуться, насекомое задействует три пары ног, при этом двигая ими во все стороны.
Тело у насекомых длинной, и может достигать 1-20 мм, цвет – от бурого до темно-коричневого. Если на дороге водомерок возникают препятствия, они могут прыгать, у них отличное зрение и способность передавать и получать информацию с помощью колебаний поверхности воды.
Важно! Чувствительнее всего усики у самца, благодаря этому они легко и быстро находят самку. Водомерки обитают не только в водоемах, но и в лужах. Интересно, что такие виды имеют крылья, благодаря которым они летают. Речные или озерные особи их не имеют.
Различают следующие виды водомерок:
Водомерки дышат атмосферным воздухом, но в отличие от морских клопов, им не нужно выплывать на поверхность воды, чтобы отдохнуть, т.к. обитают они именно на поверхности водоема. Их дыхательная система – трахеи, в которые попадает воздух через стигмы. Они расположены по бокам среднегрудки и заднегрудки, а также на каждом членике брюшка.
Виды и образ жизни
Водомерки – насекомые, обитающие на поверхности водоемов. Их часто путают с пауками, у обоих тонкое тело и длинные лапки. Однако их жизнь всегда связана с водой, они обитают в прудах, речках и озерах.
Важно! Есть морские водомерки, которые могут преодолевать большие расстояния. Озерные и речные виды обитают преимущественно возле берега. Живут всегда большими стаями, а на поверхности воды можно наблюдать одновременно по 4-6 особей.
После наступления холодов клопы впадают в спячку. Делают они это вблизи растительности или прибрежном грунте. Зимуют они на суше, спрятавшись в мох, под камни или среди корней деревьев. Когда наступает тепло, они пробуждаются и начинают размножаться.
Размножение и продолжительность жизни
Самка-водомерка откладывает яйца на листьях растений, прикрепляя их при помощи специальной слизи (по внешнему виду она напоминает длинный шнур, состоящий из отложений нескольких десятков яичек). Если совершается кладка из множества яичек, то слизистое вещество не требуется.
А для мелких кладок без нее не обойтись, ведь яички попросту не смогут держаться в мягких тканях растений. Самцы отличаются «отцовским инстинктом», после оплодотворения самок они активно участвуют в их жизни, вплоть до сопровождения в период откладывания яиц. Они оберегают и защищают самку и детенышей.
Важно! Все летние дни половозрелые особи воспроизводят потомство. Личинки появляются за пару недель, а уже через месяц становятся взрослыми особями. Отличить молодых от родителей можно по размерам тела водомерки, и короткому, вздутому брюшку детенышей. Продолжительность жизни водомерок около года.
Среда обитания
Обычные водомерки обитают в водоемах, вблизи берега, чтоб можно было спрятаться в зарослях растений от рыб. Морские особи заселяют, в основном, зону Тихого и Индийского океана. Пресноводные водомерки живут на поверхности рек, озер со слабым течением, а также в небольших лужицах и ручейках. Обычно они выбирают теплый, тропический климат. При этом они могут выживать в суровом, снежном климате.
Питание
Несмотря на небольшой размер, водомерки на воде настоящие хищники. Они могут питаться не только своими сородичами, но и более крупными особями, населяющими водоем. Добычу они видят издалека, в этом им помогает шаровидная форма органа зрения. На передних конечностях имеются крючки, которыми они захватывают жертву.
Водомерка насекомое имеет острый хоботок, которым она вонзается в тело жертвы, высасывая из него питательные вещества. В обычной жизни хоботок поджат под грудь, таким образом, не мешая ей быстро передвигаться. Морские водомерки питаются икрой рыб, физалиями и медузами. В природе существуют и паразитические виды водомерок, которые высасывают кровь различных насекомых.
Интересные факты
Водомерки – довольно необычные существа, о которых имеется множество интересных фактов:
Опасна ли водомерка для человека
Опасности для людей эти насекомые не представляют. Все их жертвы имеют небольшой размер и другую среду обитания. Однако водяные клопы не такие уж и безобидные, если их потревожить, они могут ужалить. Их колющий аппарат очень острый, и легко может прокусить кожу человека. Но их укус не несет вреда организму.
В месте укуса может образоваться небольшое красное пятно, которое сопровождается небольшим зудом. Чтобы снять эти ощущения, пораженный участок необходимо смазать йодом. Небольшую опасность несут тропические водомерки, в результате их укуса возможна аллергическая реакция.
Следы на коде остаются в течении нескольких недель, пораженный участок необходимо обрабатываться специальными препаратами, а также принимать антигистамины. Самый большой ущерб, который могут нанести эти насекомые – это поедание редких сортов рыб, высасывая содержимое их тела.
Водомерки – это водяные насекомые, которые обитают в морях, реках, озерах и даже в лужах. Необычное строение водомерок помогает преодолевать большие расстояния и охотиться за добычей. Они не представляют опасности для людей.
Продолжительность жизни водомерки около года, за это время они выводят потомство. Благодаря рецепторам на усиках, самец быстро находит самку и оплодотворяет ее. От одной самки выходит около 10 яиц. Чтобы отличить их от других видов водяных клопов, нужно посмотреть водомерку на фото.
Почему не тонет водомерка?
Можно только удивляться, с каким проворством и легкостью водомерка бегает по поверхности воды. Но такая возможность у нее имеется только летом. С наступлением холодов, это насекомое, относящееся к отряду клопов, забирается под опавшую листву или мох, и там зимует. Летом же водомерка проворно бегает по воде, опираясь на пару чрезвычайно длинных лапок. При этом передними лапками она ловит добычу.
Почему насекомое назвали водомеркой?
Глядя на его скользящие движения, можно подумать, что оно меряет воду. Именно оригинальный способ передвижения по поверхности воды и стал причиной такого ее названия. Внешне водомерка похожа на паука с длинными тонкими ногами. Обитает в водоемах со стоячей водой. По поверхности воды передвигается необычайно быстро, и при этом не тонет. Давайте разберемся почему?
Все дело в особом строении ее конечностей. Они снабжены длинными волосками, покрытыми жирной жидкостью. Именно она и позволяет водомерке скользить по поверхности водоема. Аналогичным образом поступает лыжник, смазывая поверхность лыж специальной мазью, позволяющей увеличить их скольжение. Впрочем, водомерка может не только бегать по воде, но также прыгать, и даже спокойно на ней стоять. Тончайшая пленка, которая образуется на поверхности воды, за счет взаимодействия ее молекул, спокойно выдерживает насекомого.
Водомерка спокойно двигается по поверхности воды, легко перепрыгивая через встречающиеся на ее пути препятствия. При этом вес ее тела равномерно распределяется между опорными поверхностями лапок. Именно поэтому она и не тонет. Впрочем, также как и лапки, тело водомерки покрыто веществом, напоминающим воск. Благодаря этому брюшко насекомого не мокнет, и остается сухим. Вот и все причины, которые позволяются водомерке держаться на поверхности воды и не тонуть.