То, что выглядит совершенным чудом, порой оказывается простым явлением природы. В ходе ‎эволюции более 1200 видов животных развили у себя способность ходить по воде: от крошечных ‎насекомых и пауков до рептилий, птиц и даже млекопитающих.‎

На фото: шлемоносный василиск; nationalgeographic

Муравьи никогда не отличались способностями к плаванию, однако последние исследования ‎показывают, что многие из них на удивление умело действуют в окружении воды. Среди 35 ‎изученных видов тропических муравьев более половины показали высокие результаты по части ‎своеобразного «плавания», уверенно держась на водной поверхности. Этот навык позволяет им ‎ловко сбегать от хищников, не уходя при этом на дно. Такие наблюдения были опубликованы в ‎номере журнала «Современная биология ».‎

Фото: full-hd-oboi

Прогулки по воде – вовсе не волшебство: физика способна объяснить этот феномен. Крошечные ‎животные могут спокойно скользить по водной глади за счет того, что их вес поддерживается ‎поверхностным натяжением – силой, возникающей при «цеплянии» молекул воды друг за ‎друга.

«Поверхностное натяжение – это свойство, возникающее при контакте воздуха и воды, ‎порождающее эффект своеобразного батута на поверхности» – объясняет Джон Буш, профессор ‎Массачусетского Технологического Института, изучающий гидродинамику.

Водомерки

Фото: vokrugsveta.ru

Существует около 340 видов водомерок – насекомых, проводящих большую часть своей жизни в ‎перемещениях по водной поверхности. Они принадлежат к группе так называемых глайдеров ‎‎(планеров) – существ, способных передвигаться по воде. Среди их «коллег» можно выделить ‎пауков-рыболовов и гекконов. ‎

Надавливая своими невесомыми ногами на воду, водомерка создает на ее поверхности ‎микроуглубления, не прокалывая верхнего слоя насквозь. Импульсы образовавшегося ‎натяжения приводят насекомое в движение маленькими толчками. Попеременно двигая ‎парами ног, водомерка скользит по воде. Её мерные шаги создают след из еле заметных ‎водоворотов, помогающих движению. Конечности этого изящного насекомого покрыты слоем ‎водоотталкивающих волосков, что придает дополнительной непотопляемости.‎

‎Пауки-рыболовы

Фото: Corbis

Вдоль речных берегов Северной Америки обитают пауки-рыболовы – довольно крупные ‎создания, способные съесть пескаря или небольшую лягушку. В основном эти членистоногие ‎питаются насекомыми, охотясь сквозь толщу воды. На плаву рыболов держится благодаря ‎покрывающим его лапки водоотталкивающим волоскам.‎

Паук-рыболов имеет несколько стилей передвижения по воде: во время неспешных прогулок ‎он уподобляется водомерке, а при преследовании добычи или побеге от хищников его шаг ‎переходит в настоящий галоп.

«При беге пауки чередуют пары своих лапок, по очереди ‎отталкиваясь каждой из них от поверхности. Таким образом они буквально подбрасывают себя в ‎воздух, пружиня на воде» – рассказывает профессор биологии Роберт Сутер из колледжа Вассар.‎

Помимо прочего, эти существа способны плыть подобно паруснику: улавливая ветер поднятыми ‎вверх лапками, пауки позволяют его дуновениям подхватывать себя и легко толкать вперед по ‎глади воды. По словам профессора Сутера, такой стиль передвижения может способствовать ‎путешествиям пауков на длинные дистанции практически без затрат энергии.‎

Карликовые гекконы

Хрупкий бразильский карликовый геккон, имеющий размер около 4 см, казалось бы, способен ‎утонуть в мельчайшей луже. Однако эта ящерица в ходе эволюции обзавелась несколькими ‎уловками, позволяющими оставаться в безопасности в дождевых лесах, являющихся ее местом ‎обитания. ‎

Поскольку размеры этой рептилии очень малы, она может позволить себе спокойно ‎перемещаться по воде подобно водомеркам и паукам-рыболовам. Кроме того, геккон имеет в ‎распоряжении водоотталкивающую кожу, не дающую телу прорвать поверхностное натяжение ‎воды.‎

Ящерица-василиск

Василиски, древесные ящерицы Центральной Америки, получили в народе прозвище «Ящерица ‎Иисуса Христа» за свою способность ходить по воде. Будучи испуганными, василиски могут ‎пробегать на задних конечностях по поверхности водоема до 4,5 метров.

Вес ящериц-василисков не позволяет им скользить по воде в спокойном состоянии, поэтому они ‎относятся учеными к группе «ударников» — животных, вынужденных усиленно двигаться, чтобы ‎оставаться на плаву. «Ударная» техника заключается в стремительном обрушении на водную ‎поверхность серий шагов, прорывающих поверхностное натяжение и получающих ответный ‎толчок. Импульс от каждого толчка сохраняется в течение достаточного для следующего шага ‎времени, при этом ящерицам приходится прилагать огромные усилия для стабилизации своего ‎вертикального положения.‎

Западноамериканская поганка

Заподноамериканские поганки — птицы, которые большую часть времени проводят в водоемах. ‎Природа наделила их мощными ногами и короткими крыльями, создающими не слишком ‎удобные условия для сухопутного образа жизни. Захватывающе красивый и сложный ритуал ‎ухаживания этих птиц именуется не иначе как «порыв»: самец и самка ‎синхронно разворачиваются, делают стремительный рывок вперед, резко поднимаются над ‎водой и с яростным хлопаньем крыльев «бегут» по поверхности водоема, перебирая по ней ‎ногами. ‎

Перемещаясь таким образом на расстояния до 9 метров, поганки совершают около 22 шагов в ‎секунду. Пальцы этих птиц не имеют перепонок – их строение напоминает небольшие весла, ‎что помогает выравнивать положение тела при передвижении по воде.‎

Дельфины

Фото: hqoboi.com

Даже столь крупные животные, как дельфины, время от времени могут «пройтись» по воде. ‎Представитель Общества охраны китов и дельфинов Майк Боссли изучает поведение этих ‎млекопитающих в австралийском порту на протяжении 25 лет. Недавно он заявил о ‎существовании такого феномена, как «ходьба на хвосте». Энергично хлопая хвостом по воде, ‎дельфины способны принимать вертикальное положение тела над ее поверхностью и таким ‎образом продвигаться вперед. При подобном перемещении погруженным в воду остается лишь ‎кончик хвоста.‎

Трюку с хождением на хвосте дельфины успешно учатся в неволе, в свободных водах же такое ‎явление оказывается довольно редким. Как-то раз Боссли увидел самку дельфина, ‎‎«прогуливающуюся» на хвосте. Впоследствии к ней присоединились все местные дельфины, ‎переняв ее технику. Ученые затрудняются назвать вероятные причины подобной ходьбы. ‎Вполне возможно, дельфины таким образом просто забавляются, получая удовольствие.

Прежде чем раскрывать секрет водомерок, необходимо вспомнить некоторые азы физических свойств воды. Как известно, воздушная и водная среды разделены 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 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 . Стоит перейти от физики к зоологии. Как известно, на границе двух сред отличается весьма заметным преимуществом. Наиболее известными обитателями поверхностей водоемов являются, конечно же, водомерки.

Кто такие водомерки?

Это небольшие из 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 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 , чем сверху. Из-за этого на поверхности воды образуется некая тончайшая мембрана. Вот именно она и удерживает водомерку, которая с удовольствием ведет свою жизнедеятельность.

Эти насекомые обитают на реках с медленным течением и на водоёмах со стоячей водой. В экваториальных странах встречаются виды водомерок, освоивших прибрежные воды морей. Это не жук, не паук, не таракан, как считают несведущие люди. На самом деле все водомерки числятся в группе клопов. По всему миру найдено более 700 видов этих насекомых. Наиболее распространённый вид – водомерка прудовая.

Личинки водомерок имеют большую массу, чем у взрослых особей с более короткими лапками. Тела светло-бурых или зелёных оттенков. Питаются они мелкими насекомыми , населяющими берега водоёмов, не пропускают личинки и яйца.

Стадия личинки длится около месяца с прохождением 5 этапов развития и завершается линькой. Брюшко, собранное в складки, расправляется после наполнения пищей.

Взрослых особей стали называть водомерками из-за их умения скользить по поверхности воды. Со стороны кажется, что они неустанно измеряют площадь своих владений. Их тела и лапки покрыты непромокаемым ворсом. 3 пары лапок обеспечивают высокую скорость передвижения и захват добычи. Передняя пара коротких лапок используется для удержания добычи, ими же регулируется скорость и направление движения. Остальные ножки создают надёжную опору и устойчивость на воде. При резких разворотах водомерка, работая ножками сторон в противоположных направлениях, может разворачиваться на месте на 180 градусов . При необходимости с лёгкостью перепрыгивает через встречающиеся на воде преграды.

Водяной клоп (второе имя водомерки) может вырастать до 3 см. Защитная окраска тёмно-коричневого цвета с бурым оттенком. Это позволяет ему быть малозаметным для птиц и рыб.

Длинными усиками, расположенными на маленькой голове, клоп пользуется как органом осязания, ощупывая встречающиеся объекты. Шаровидные глаза обеспечивают широкий угол обзора и хорошее зрение. Но основной объём информации клоп получает от колебаний воды. Имеющимися крыльями клопы пользуются только для миграции с одного водоёма на другой, так как передвижение по суше для них затруднительно.

Питание водомерок

Улавливая рецепторами, расположенными на лапках, малейшие колебания воды эти хищники моментально кидаются к источнику колебаний , надеясь на поживу.

Добычей могут стать мелкие насекомые, случайно попавшие в воду или низко опустившиеся к её поверхности. Захватив жертву передними лапками, клоп вводит внутрь парализующие и растворяющие вещества и не спеша употребляет готовый питательный раствор.

Не оставляет он без внимания и яйца. Бродя по берегу, водомерка находит и высасывает яйца других насекомых. С удовольствием закусывает рыбной икрой, а если попадётся малёк, то и им. Порой для нападения на насекомых крупных размеров клопы объединяются в группы. В результате от жирного слепня через пару минут остаётся только оболочка.

Особенности размножения

Оплодотворение самки самцом происходит на воде. Спустя 7 дней, яйца откладываются на водные растения с размещением их по краю листьев. Количество яиц в кладке может доходить до 50. Любовные игры начинаются с наступлением тёплых дней тепла. Следующий цикл размножения приходится на середину лета. В это время в водоёме мирно сосуществуют водомерки разного возраста.

Кладка яиц самкой происходит под охраной самца. В этот период он обеспечивает безопасность и покой самки, постоянно патрулируя прилегающую территорию. При появлении соперника самец предупреждает его о серьёзности своих намерений битьём лапок по воде. “Походку” своей избранницы он распознаёт издалека и никогда не нападает на неё.

Зиму водомерки проводят на берегах водоёма. Подыскав подходящее место в коре деревьев или в трещинах земли, они спят до наступления весны . Предварительно они сбрасывают крылья, становясь обитателями суши.

Вред для людей

Из-за малых размеров укусы клопа-водомерки, обретающегося на территории России, безвредны для людей и крупных животных. Разумеется, что клопы-водомерки не устраивают засад на теплокровных животных, но могут нечаянно укусить при купании, а также на берегу, когда рыщут в поисках яиц и личинок. Для дезинфекции места укуса достаточно зелёнки.

В тропиках водятся более агрессивные разновидности этого вида. Они нападают на некрупных рыб и не упускают случая укусить человека. У этих клопов в арсенале, кроме хоботка, есть ещё и жало.

Болевые ощущения после укуса клопа сравнимы с болью после укуса пчелы. При укусе конечности она немеет, и боль ощущается до 1 часа . Как правило, это не вызывает никаких последствий, если нет аллергии на вспрыснутые клопом вещества. Тогда необходимо принять обезболивающие и антигистаминные препараты.

Из всего многообразия видов водомерок в России встречаются 4 вида:

• большая;
• панцирная;
• велия;
• палочковидная.

Большая – наиболее крупная в России. Палочковидная водомерка чаще всего встречается в Сибири. Узнаётся по узкому телу и медлительности. Передвигается посредством поочерёдной перестановки ног. Велия обитает преимущественно в северных районах. Она не имеет крыльев, не боится холода и с удовольствием селится в студёных родниках.

Любопытные факты

Водомерка – насекомое, которое использует ранее неизвестные учёным принципы удержания и движения по воде:

Со времен своего сотворения водомерки с легкостью прыгают по озерам и прудам. Их секрет заключается в оригинальном дизайне, который мог придумать только Великий Творец.

Водомерки словно по льду легко скользят по поверхности прудов и ручьев. Как им удается «ходить по воде» и оставаться при этом полностью сухими?

Детальное изучение поверхности лапок водомерок дает удивительный ответ. Многие насекомые при соприкосновении с поверхностью воды прилипают к ней, а лапки водомерок покрыты тысячами пушистых крошечных волосков, известных как микроволоски, которые задерживают воздух и образуют плавающую подушку.

Эти иглоподобные нити в десятки раз уже человеческого волоса и защищены специальным воском. Каждая нить также покрыта упорядоченно расположенными микроскопическими каналами или нанобороздками. При намокании, бороздки удерживают крошечные пузырьки воздуха. В результате создается эффективный водонепроницаемый или гидрофобный барьер. Используя в своих интересах природное поверхностное натяжение самой воды, водомерка остается сухой.

Подобный дизайн микроволокон имеют и . Но у этой ящерицы бороздки разделены на тысячи маленьких ветвей. Шероховатая поверхность геккона создает силы притяжения на молекулярном уровне (называемые «силы Ван-дер-Ваальса»), благодаря которым он способен ползать по потолку и стенам.

Волоски на лапках водомерки покрыты крошечными каналами, называемыми нанобороздками. Эти каналы удерживают пузырьки воздуха, которые образуют плавающую подушку.

Исследователи из Китая измерили степень, до которой водомерки способны оставаться не погруженными в воду. Они создали искусственную модель лапки водомерки, оснастили её волосяными фолликулами, а затем расположили на поверхности воды и мягко надавили. Лапка сделала в толще воды углубление, не потонув при этом, и смогла удержать вес, в 15 раз превышающий массу тела водомерки перед тем, как, наконец, прорвалась через поверхность воды.

Исследования водомерок могут помочь в создании миниатюрных плавающих роботов, которые могут следить за качеством воды. Кроме того, добавление невидимого слоя из микроволосков может привести к появлению новых водоотталкивающих тканей и красок.

Водомерки скользят по водным поверхностям с невероятно высокой скоростью. Делают они это с помощью одного ловкого трюка: они погружают кончики своих лапок в воду и создают маленькие воронки или водовороты. Затем насекомое отталкивается от «мини-стенки» образовавшейся воронки и быстро отлетает вперед.

Водомерки способны преодолевать за одну секунду расстояние в сто раз превышающее длину их собственного тела . Если увеличить эту скорость до наших масштабов, это равносильно тому, как если бы человек передвигался со скоростью 640 км/ч.

На протяжении недели Сотворения Бог создал всех живых существ, включая удивительных водомерок. Их устройство и поведение далеко не просты. Наоборот, эти насекомые показывают сложный творческий дизайн и дают ученым практические идеи для создания множества новых продуктов.

У нас еще нет обуви, которая позволяла бы нам с легкостью ходить по поверхности воды как это делают водомерки, но вы только представьте, какие бы это дало нам возможности!

Доктор Дон Деянг - председатель кафедры физических наук в колледже Грейс, Вайнона Лейк, штат Индиана. Он является активным спикером в проекте «Ответы в книге Бытия» и автором 17 книг на тему связи между Библией и наукой. На данный момент доктор Деянг является президентом Общества исследования сотворения, которое насчитывает по всему миру сотни членов.