Каждый, кто хоть раз бывал на пруду, замечал необычных насекомых, перемещающихся по водной глади, как на коньках. Водомерки рода Gerris – типичные представители семейства Настоящих водомерок (Gerridae) из подотряда Клопов (Heteroptera) отряда Полужесткокрылых (Hemiptera). Они принадлежит к группе наземных клопов, приспособившихся, однако, к жизни на поверхностной плёнке воды.
Немного биологии
Водомерки рода Gerris – стройные, имеющие вытянутое тело клопы с длинными, широко расставленными средними и задними ногами. Отталкиваясь от воды средними ногами, водомерки как бы скользят длинными прыжками по ее поверхности, а задние ноги выполняют роль руля. Передние ноги направлены вперед так, что кажется, что у водомерок четыре усика, и используются только для схватывания добычи.
Окраска водомерок защитная - темно-коричневая, бурая, иногда почти черная, соответствует общему цвету поверхности стоячих водоемов, на глади которых они трудно различимы для их врагов - главным образом птиц.
Водомерки Gerris имеют длину тела от 1 до 2 см. Голова их несет довольно длинные усики, состоящие из четырёх члеников, которые выполняют функцию осязания и обоняния. Большие шарообразные глаза несколько выступают над боковой линией тела. Сильный изогнутый вниз хоботок состоит из четырех члеников. В спокойном состоянии хоботок подогнут под грудь.
Передние ноги водомерки - короткие, средние и задние - тонкие и длинные. У них вытянуты не только бедра и голени, но и первый членик лапки. Коготки на них тоньше, чем на первой паре ног и помещены не на кончике лапки, а на некотором расстоянии от нее. Эти лапки густо покрыты несмачиваемыми водою волосками, на которых, как на подушечках, водомерка скользит по поверхности воды.
В месте причленения к туловищу ноги водомерки чрезвычайно утолщены: там залегают сильные мышцы, которые и дают животному возможность производить быстрые и сильные движения.
Своими длинными средними ногами водомерка геррис дает своему телу сильный толчок, выбрасывающий её на четверть метра вперед. Задние ноги выполняют подсобную роль и служат в качество руля.
Ноги каждой пары заносятся вперед одновременно. При таком движении водомерка молниеносно наскакивает на высунувшееся из воды или на упавшее в воду и не успевшее утонуть насекомое, хватает его передними ногами и высасывает своим хоботком.
Брюшная сторона тела водомерки покрыта беловатыми волосками, смазанными воскообразным веществом, поэтому вода не пристает к ее телу и ногам. Если погрузить водомерку в воду, то она оказывается одетой серебристым слоем воздуха. Удельный вес водомерки несколько больше единицы, т.е. она тяжелее воды, но перевес этот не настолько велик, чтобы преодолеть силу поверхностного натяжения воды. Поэтому ноги водомерки лишь слегка провисают на поверхностной плёнке воды, в чем легко убедиться, наблюдая сбоку в аквариуме небольшие углубления на поверхности воды, образующиеся в точках их прикосновения. У некоторых взрослых особей водомерок хорошо развиты крылья - они покрывают сверху все брюшко. У других взрослых особей крылья укороченные (брахиптерные формы), а у третьих - вовсе отсутствуют (аптерные формы). Однако, летают водомерки редко.
Зимует водомерка во взрослом состоянии (имаго) на суше, забравшись в мох, под камни или скрывшись среди корней деревьев. Спаривание водомерок происходит весной или в начале лета. После оплодотворения яйца откладываются в воду на несколько сантиметров ниже её поверхности. Длина яиц немногим более 1 мм, форма их продолговато-цилиндрическая, с закругленными краями. Водомерки откладывают свои яйца на листьях водных растений, располагая их в один ряд, причем яйца связаны иногда слизистым веществом; такая кладка имеет вид длинного желеобразного шнура, заключающего до 50 яиц. Кладка совершается в течение всего лета. Примерно через неделю из яиц выходят личинки примерно в 1 мм длиной, желтого цвета. Через час они чернеют. Всё развитие личинки продолжается в течение примерно 40 дней. Самки откладывают яйца в течение всего лета и в его второй половине появляется второе поколение насекомых. Поэтому вместе с взрослыми в водоёме всегда можно встретить личинок разных возрастов.
Движения водомерок довольно разнообразны - они умеют прекрасно скользить по поверхностной плёнке воды, хорошо прыгать, плохо бегать по суше и плохо летать. Во время дождя и при сильном ветре, а также осенью перед зимовкой водомерки выбираются на берег. Там они с трудом ковыляя "на четвереньках" (на средних и задних ногах), устраиваются зимовать под корой пней, во мху, под опавшей листвой и в других укромных местах.
Как и другие водяные клопы, водомерки дышат атмосферным воздухом. В отличие от подводных клопов, водомеркам нет необходимости всплывать на поверхность, чтобы вздохнуть, т.к. они, фактически, обитают в воздушной среде. Дыхательная система водомерок, как и большинства наземных насекомых, представлена системой трахей. В трахеи воздух поступает через стигмы, или дыхальца, которые находятся по бокам среднегруди и заднегруди и на каждом членике брюшка.
Водомерки - активные хищники. Они питаются живыми мелкими беспозвоночными, чаще всего насекомыми, падающими на поверхность воды или всплывающими на ее поверхность из глубины. В частности, водомерки во множестве потребляют ногохвосток, живущих на поверхности воды, а также ловят комаров в момент их вылета. Значительную долю в питании водомерок составляют слепни и их личинки. Завидев добычу своими большими шарообразными глазами, водомерка бросается на нее и хватает передними ногами. Затем водомерка вонзает в жертву свой острый хоботок и как типичный клоп высасывает добычу.
Клопы, к которым относятся и водомерки, характеризуются неполным превращением, т.е. их личинки в процессе развития кардинально не перерождаются и в течение всего цикла развития более или менее похожи на имаго. Личинка водомерки также напоминает по внешнему виду взрослое насекомое.
- Некоторые взрослые особи водомерок геррис (не все) умеют летать - осенью и летом в случае пересыхания водоёма (лужи) в котором они обитают, водомерки способны перелетать в другие водоёмы на расстояния до нескольких километров. После зимовки они теряют способность к полёту, т.к. их летательные мускулы рассасываются зимой, обеспечивая им первичный запас энергии для существования и размножения весной.
Интересны также морские водомерки (Halobates), живущие на поверхности тропических морей. Их находили в открытом океане в удалении от берега на несколько тысяч километров. В последние годы с помощью электронной микроскопии и иных методов было показано, что покровы морских водомерок имеют сложную структуру и защищают насекомое и от морской воды, и от ультрафиолетового излучения.
- 46 видов рода Halobates четко делятся на прибрежных и океанических. Прибрежных больше – 41 вид. Они держатся вблизи суши, на рифах и в мангровых зарослях. и откладывают яйца на выступающие из воды в отлив скалы, водоросли и коралловые рифы. 5 видов утратили всякую связь с берегом и встречаются лишь в открытом океане (Тихом, Индийском и 1 вид – в Атлантическом). Самки морских видов откладывают яйца на плавающие предметы, иногда самые необычные. Яйца океанических водомерок находили на плодах, птичьих перьях, кусках дерева, пластика, и пемзы, на раковинах, как пустых, так и с живым хозяином.
- В 2002 г. в тропической части Тихого океана была найдена пластиковая 4 литровая канистра, покрытая 70 тысячами яиц H. sobrinus в 15 слоев. Так как одна самка может отложить максимум 10 яиц, то значит, канистру эту использовало более 7 тысяч самок.
Насчитывается около 700 видов таких насекомых, живущих в водоемах. Соответственно, внешние признаки могут существенно отличаться: окрас, особенности строения и даже образ жизни.
- Согласно результатам проведённых китайскими учёными экспериментов, 1 лапка может удерживать на поверхности воды 15-кратный вес водомерки.
- Они достигают высокой скорости передвижения, используя интересный приём: погружая концы конечностей в воду, они создают миниатюрные воронки. Отталкиваясь от их стенок, водомерка совершает быстрый бросок вперёд. Таким образом, она способна преодолевать за секунду расстояние, равное 100 размерам своего тела. Если масштабировать этот процесс до размеров человека, он мог бы развивать скорость до 650 км/ч.
- Помимо отличного зрения, водомерки широко пользуются ещё одним специфичным способом получения информации об окружающем мире, характерном скорей для пауков.
- 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
- Используя видео записи, исследователи из Канады смогли проанализировать то, как реагируют на самок самцы водомерок. Оказывается, самцы используют свои крючкообразные антенны, чтобы ограничить движения самки и успешно с ней спариться. Профессор Локк Рове (Locke Rowe) из Университета Торонтопредполагает, что у самцов развились такие антенны, чтобы идеально соответствовать контурам головы самки.
Вид Rheumatobates rileyi относится к группе клопов, которые обитают в прудах и реках Канады, где их называют водомерками. Эта группа насекомых известна своей "войной полов", так как самки и самцы вступают в настоящие схватки во время сезона спаривания. "Самки могут хранить сперму, полученную после единственного спаривания, поэтому в повторном спаривании нет необходимости, а также это весьма затратный процесс. Затратный, потому что спаривание мешает самке нормально питаться и повышает ее уязвимость"
- Группа робототехников из Сеульского университета под руководством профессора Киучина Чо, тщательно изучив строение и поведение водомерок, создали миниатюрных роботов, которые способны скользить по водной глади точно так же, как и удивительные насекомые. По словам исследователей, они просто очарованы этими маленькими существами. «Поверьте, но создавать такой робот куда интереснее, чем, скажем, роботизированную собаку или птицу. Водомерки удивительны. Именно поэтому мы пришли к решению воспроизвести их уникальный механизм передвижения в роботизированном устройстве», – сообщил Чо корейским журналистам.
Чтобы водяная капля растеклась по некой твердой поверхности, угол ее соприкосновения с поверхностью должен быть острым (менее 90 градусов), а угол ее соприкосновения с волоском водомерки из-за нанорельефа всегда остается тупым. Бывают же в природе случаи: чем тупее - тем лучше! Кстати, по показателю «поверхностной тупости» волосатые ножки водомерки занимают первое место - 168 градусов. (Для сравнения - данные по другим несмачиваемым материалам: лист лотоса - 160 градусов, перо утки - 150, тефлон - 120.)
- Водомерок, скользящих по водной глади, по-английски называют жучками Иисуса.
- И наконец, вспугнутые водомерки всегда убегают на север.
И как обычно, для тех кому лень читать
Учебно-исследовательская работа
на тему «Почему водомерка не тонет»
Содержание
Введение………………………………………………………………3
Водомерка – это кто?.......................................................4
Рождение водомерки…………………………………………..5
Почему водомерка не тонет…………………………………6
Интересные факты о водомерках………………………..7
Научные достижения……………………………………………8
Практическое исследование……………………………….11
Вывод……………………………………………………………………12
Библиография………………………………………………………13
Приложение…………………………………………………………..14
Введение
Все мы видели на водной глади необычных насекомых, которые с легкостью скользят по поверхности воды. Конечно же, это водомерки. Они похожи на маленькие лодочки, ведь тело насекомого удлиненное, а цвет от коричневого до черного.
В начале сентября мы с папой и мамой поехали в лес на озеро. Стояла прекрасная осенняя погода. Водная гладь озера была покрыта опавшими листьями. Недалеко от берега на одном из листочков я увидел водомерку. Она спокойно сидела и грелась в теплых лучах солнца с десятками таких же водомерок. Я любил наблюдать за ними, каждый раз когда мы гуляли. Мне казалось, на листочке она только спала, а весь день-деньской бестолково бегала по воде вместе со своими друзьями и подружками. Чем больше я на них смотрел, тем больше у меня появлялось вопросов. Вот я и решил узнать о них все. Как живут, и для чего нужны в природе, но самый главный вопрос, который меня беспокоил – это почему они не тонут.
Цель работы: Выяснить, что помогает водомерке держаться на поверхности воды?
Задачи:
Изучить характеристику водомерки, познакомиться с их жизнью и деятельностью
Найти информацию о клопе-водомерке и о его способности передвигаться по поверхности воды.
Провести исследование явлений, позволяющих водомерке передвигаться по поверхности воды и не тонуть.
Выяснить значение названия водного клопа – водомерка.
Водомерка – это кто?
Почти всегда во время отдыха у воды приходится наблюдать небольшое насекомое с непомерно длинными лапками, которое очень быстро и ловко скользит по поверхности воды (рис. 1). Это клоп водомерка: само его название говорит об основном отличии этого вида от других подобных ему насекомых. Водомерку ошибочно принимают за паука, реже - таракана. Но стоит рассмотреть насекомое, как сразу становится ясно: перед вами клоп с характерным хоботком для высасывания добычи.
Клоп с необыкновенной сноровкой управляется со своими лапками и перемещается по воде, как конькобежец по льду. Раньше говорили, что клоп «меряет воду», из-за чего за ним и закрепилось широко известное название.
Для своей жизни клоп водомерка выбирает спокойные стоячие водоемы или реки с очень медленным течением. Благодаря своим удобным длинным лапкам, водомерка может с легкостью перемещаться не только по поверхности воды, но и по суше. Это дает клопу возможность жить у самой воды и выжидать там свою добычу.
В зимнее время водомерки не активны и впадают в спячку, обосновавшись вблизи своего водоема. С наступлением холодов водомерки покидают водоёмы и находят себе убежища под корой старых пней или во . С наступлением тепла они снова начинают прежнюю жизнь, активно размножаются. Встречается этот водный хищник повсеместно, кроме холодных климатических зон. В мире насчитывается около 700 видов водомерок. В нашей стране обитает четыре вида из них:
Большая. Большая достигает 17 миллиметров в длину. Это самый крупный водяной клоп в России. (рис. 2)
Панцирная. Распространён в европейской части России. (рис. 3)Длина тела 10-11,5 мм. Окраска тела тёмно-коричневого или бурого цвета.
Велия. Велия часто встречается в северных регионах. Здесь преобладают её бескрылые формы. Насекомые хорошо переносят холода и без проблем обитают в студёных ключах. (рис. 4)
Палочка. Клопы, имеющие сильно удлиненное, тонкое, палочкообразное тело и медленно передвигающиеся на поверхности спокойных пресных вод. Его еще называют медлительным.(рис. 5)
Рождение водомерки
Водомерки откладывают свои яйца на листьях водных растений, располагая их в один ряд" причем яйца связаны иногда слизистым веществом; такая кладка имеет вид длинного шнура, заключающего до 50 яиц. Кладки представляют просто цепочку яичек, расположенную вдоль края листа водного растения, причем яички лежат параллельно друг другу один ряд. Личинки выходят из яиц через семь дней. Поначалу они жёлтого цвета, затем становятся темными, как взрослые. (рис. 6). Личинка этого водного клопа во многом похожа на взрослую особь, но отличается более вздутым и коротким телом. Тело имеет светло-бурый или зеленоватый окрас. Она называется нимфой и питается той же пищей, что и взрослое насекомое. Питание личинки состоит из разных насекомых, обитающих возле водоёма, их личинок и яиц. Несмотря на миниатюрные размеры, личинка – настоящий хищник. После выхода из яиц личинки развиваются приблизительно месяц, постепенно увеличиваясь в размерах. (рис. 7) Проходят при этом пять стадий развития. На последнем этапе происходит линька. Брюшко после линьки собрано в крупные складки, которые распрямляются после сытной еды.
Почему водомерки не тонут
Три пары ног помогают своей хозяйке так легко бегать по водной глади, что мы удивляемся: как это у них так получается? Оказывается, на лапки водомерки одеты подушечки из густых волосков, которые покрыты жиром. Впрочем, и тело покрыто отталкивающими воду волосками, поэтому она всегда выходит из воды сухой.
Почему же не тонет водомерка? Во-первых, вспомним основное физическое свойство воды - силу поверхностного натяжения. На молекулы воды, находящиеся в пограничном слое между толщей воды и воздухом, действует снизу сила большая, чем сверху. Поэтому на поверхности образуется тончайшая водяная пленка. Она и держит водомерку. Во-вторых, большое значение в передвижении водомерок играют ноги. Они покрыты тысячами пушистых крошечных волосков, известных как микроволоски, которые задерживают воздух и образуют плавающую подушку.(рис. 8)
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.
А благодаря широкой расстановке ног, вес тела водомерки распределяется на значительной поверхности: совершенно таким же образом лыжник держится на рыхлом снегу благодаря длинным лыжам. Узкое длинное тело при быстрых молниеносных движениях великолепно разрезает воздух. Впрочем и 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. Передние ноги водомерки являются «двигателем», обеспечивающим изменение скорости. Средние и задние ноги в полтора-два раза превышают длину тела самого клопа и используются как надежная опора и поворотный механизм, а также для совершения прыжков. Более того, большое значение играют размеры водомерки. Как известно, с уменьшением линейных размеров объектов, значительным образом меняются и силы, которые на них действуют. В частности, при уменьшении водомерки в 10 раз, капиллярные силы, удерживающие её на поверхности воды, уменьшаются также в 10 раз (т.к. они пропорциональны линейному размеру водомерки). В то же время, сила тяжести уменьшается в 1000 раз (т.к. она пропорциональна уже не линейному размеру, а объему водомерки). Таким образом, в микромире капиллярные силы оказывают значительно большее влияние, чем силы тяжести, и не позволяют водомерке утонуть. (рис. 9).
Интересные факты про водомерок
Водомерки неплохо прыгают, если на пути преграда. Передние ноги (они короче остальных ног) служат им для хватания пищи, двигателем при передвижении, а ещё – для драки. Да, да, не удивляйтесь, эти малыши умеют постоять за свою еду. Не поделив лакомый кусочек, несколько забияк с разгона сцепляются передними конечностями, потом, не удержавшись, падают и катаются на поверхности воды. Самая ловкая и хитрая водомерка уносит добычу в укромное местечко, пока другие возятся между собой. 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. С наступлением холодов крылатые водомерки подготавливаются к зимовке на суше. В этот период мышцы, отвечающие за подъем крыльев, атрофируются, а сами крылья отваливаются, и взрослая особь становится бескрылой.
Недавно ученые обнаружили интересную и полезную особенность клопов водомерок: оказывается, эти насекомые играют большую роль в сокращении численности слепней. Самки слепней откладывают яйца в воду, здесь же развиваются и их личинки. Водомерки с одинаковой охотой нападают и на взрослых мух, и на личинок.
В водоеме, где живут эти небольшие клопы, можно купаться без опасения, а в свободное время понаблюдать за бесконечной беготней клопов по воде, напоминающей беспорядочный танец.
Более агрессивные представители вида обитают в тропиках. Там водяные клопы охотятся на мелких рыб и кусают людей. В Таиланде эти насекомые, помимо хоботка, оснащены жалом. Боль от укуса можно сравнить с укусом пчелы или осы. Укушенная конечность немеет. Болевые ощущения сохраняются до часа. Обычно такая встреча с насекомым проходит для человека без последствий.
Научные достижения
Водомерка является уникальным насекомым. Имея длину около двух сантиметров и вес порядка шестидесяти восьми миллиграммов, она способна скользить и прыгать по воде без каких-либо всплесков. Тело и ноги водомерки покрыты особыми несмачиваемыми волосками, позволяющими насекомому продвигаться по водной поверхности как по плотной мембране.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. Группа робототехников из Сеульского университета под руководством профессора КиучинаЧо, тщательно изучив строение и поведение водомерок, создали миниатюрных роботов, которые способны скользить по водной глади точно так же, как и удивительные насекомые. Миниатюрный робот имеет 2-сантиметровое тело и 5-сантиметрые ноги из тонких проводов, покрытых слоем водоотталкивающего материала. Он весит всего лишь 68 миллиграммов и может подпрыгивать более чем на 14 сантиметров в воздух. Более того, он прыгает одинаково хорошо как на твердой поверхности, так и на воде. По словам исследователей, они просто очарованы этими маленькими существами. «Поверьте, но создавать такой робот куда интереснее, чем, скажем, роботизированную собаку или птицу. Водомерки удивительны. Именно поэтому мы пришли к решению воспроизвести их уникальный механизм передвижения в роботизированном устройстве», – сообщил Чо корейским журналистам. (рис. 10)
В процессе изучения водомерок инженеры установили, что во время прыжков ножки насекомого ускоряются постепенно – таким образом, поверхность воды отступает не сразу, и контакт с ней не теряется. Как выяснилось, максимальная сила давления конечности водомерки всегда несколько ниже, чем сила натяжения воды. По этой причине водомерка не может утонуть.
При изготовлении миниатюрного робота ученые использовали механизм разворота. Сила отталкивания устройства от воды увеличивается постепенно, что не позволяет роботу утонуть. Замедленная съемка на видео ниже демонстрирует, что в момент прыжка этот - искусственная водомерка подгибает внутрь свои ноги, чтобы увеличить силу толчкового импульса. Многочисленные опыты корейцев показали, когда поверхность воды находится в целом состоянии, она может выдержать давление, оказываемое шестнадцатью механическими водомерками, для которых водная гладь становится настолько же прочной, как и суша.
Сотрудники Гарвардского университета, предоставившие корейским коллегам определенную поддержку, посчитали, что полученная технология может в будущем быть применена на практике. По словам американцев, более массивные и проворные роботы-водомерки можно, например, будет спускать на воду после кораблекрушений, программируя их на поиск
Устройство водомерок 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!
Практическое исследование.
В энциклопедиях я прочитал все, что касалось жизни водомерок, но этого мне показалось мало. Теперь, когда я смотрел на водомерку, я представлял их жизнь. Видел, как бегает всю свою короткую жизнь и не думает – "Зачем живет на этом свете?". Недаром их называют водомерки. Возможно смысл жизни – мерить воду. А чем ее мерить? Ведь не ни линейки, ни метра... Остается мерить шагами. Вначале она измеряла расстояние от своего листика кувшинки до соседнего листика, наверное, где жила ее подружка. Но водомерка не успокоилась на этом. Она решила померить расстояние от одного берега озера до другого. Вернулась она на свой листик, когда уже смеркалось. На следующий день она измеряла длину озера, и так продолжалось пока, я следил за ними. Итак, Водомерка от слова мерить, теперь мне понятно. И хотя на первый взгляд, кажется, что они по-прежнему так же бестолково бегают по воде, знайте – это не так. Они меряют воду....
Продолжая наблюдать, я дальше стал проводить исследование и опыты. Стараясь не шуметь и не делать резких движений, мама зачерпнула ведром воду с водомеркой. Оказавшись в ведре, водомерка стала делать попытки выпрыгнуть. Она хаотично двигалась по поверхности и совершала высокие прыжки. Было видно, что насекомое желает вернуться в привычную среду. Весь день я наблюдал за ней. Когда водомерка немного успокоилась, я смог изучить пойманный экземпляр. Это оказалась водомерка панцирного вида, тело около 1 см, 6 лапок, 2 передние, 2 средние, 2 задние. Передние лапки самые короткие. Зная, что данное насекомое является хищником и питается мелкими насекомыми, я решил провести несколько опытов. Для начала был пойман мелкий паучок и помещен в ведро к водомерки. Помимо хорошего зрения, водомерки также передают и получают информацию через колебания водной поверхности. Водомерка сразу заинтересовалась новым соседом, но быстро интерес прошел. Потом к ней был помещен черный муравей. Одно желание водомерки было выбраться из ведра, которое вскоре было исполнено. Водомерка вернулась в свой родной пруд.
Вывод
Итак, жизнь в воде, она отличается от жизни на суше. Прежде всего, вода более плотная среда, чем воздух, и передвигаться в ней сложнее. Поэтому насекомое, которому необходимо плавать быстро, должно иметь обтекаемую форму тела, гладкие, словно полированные, покровы и сильные ноги-весла. Всем этим природа наделила хищного клопа - водомерку. Словно фигурист скользит по воде водомерка. Её и так малый вес распределяется на все широко расставленные ноги, ещё больше уменьшая давление на воду. Благодаря чешуйкам, отталкивающим молекулы воды, водомерка использует поверхностное натяжение воды как конькобежец лед. Узкое длинное тело почти не оказывает сопротивления воздуху, а сильные мышцы ног делают водомерку непревзойдённым бегуном. Водомерка прекрасно приспособлена, чтобы настигать добычу, упавшую на поверхность воды. Она очищает воду от умерших мелких животных и насекомых.
В своей работе я достиг свою цель, и нашел ответы на все свои вопросы.
Лишь малая часть насекомых (около 1%) наносит невольный ущерб деятельности человека. В большинстве же своем насекомые играют важнейшую роль в поддержании экологического равновесия на Земле, а значит, и в жизни человека. Поэтому, давайте уважать и беречь наших братьев младших.
Библиография
Приложение
Приложение:
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Рисунок 4
Рисунок 5
Рисунок 6
Рисунок 7
Рисунок 8
Рисунок9
Рисунок 10
Рисунок 11
Рисунок 12
Если летом задержаться возле тихой речки или пруда, то можно понаблюдать за очень интересными – водомерками прудовыми (Gerris lacustris). Они так ловко и стремительно двигаются по пленке поверхностного натяжения воды, расставив две пары задних ног и поджав передние, что иногда даже не успеваешь проследить, куда они исчезают. Эти клопы могут быстро передвигаться по любой поверхности, но поверхность воды они покидают очень редко, только когда уходят на зимовку или возникает необходимость перелететь на другой водоем в поисках пищи.
Движения водомерок стремительны: расставив широко длинные лапки, они довольно быстро и ловко скользят по водной поверхности, а вот по листьям водных растений предпочитают передвигаться скачками, мгновенно превращаясь из конькобежцев в легкоатлетов-прыгунов или ползком, при этом напоминая пауков. Скользя по воде, водомерки каким-то образом успевают осматривать все вокруг, замечать добычу и отыскивать партнеров для спаривания. Но и просто замирая на поверхности воды клоп водомерка не тонет.
Почему же не тонет водомерка? Во-первых, вспомним основное физическое свойство воды - силу поверхностного натяжения. На молекулы воды, находящиеся в пограничном слое между толщей воды и воздухом, действует снизу сила большая, чем сверху. Поэтому на поверхности образуется тончайшая водяная пленка. Она и держит водомерку. Во-вторых, большое значение в передвижении водомерок играют и ноги, покрытые воскообразным веществом. Оно препятствует их намоканию, следовательно, не дает утонуть водомерке. Точно так же будет плавать смоченная в жире обыкновенная иголка. Кроме того, широко расставляя ноги, вес своего тела водомерка равномерно распределяет по большей поверхности воды – это тоже не позволяет тонуть водомерке.
Попробуйте поймать насекомое сачком и рассмотреть строение тела водомерки. Лапки в месте присоединения к туловищу утолщены. Это мышцы, они ответственны за сильные и стремительные движения насекомого. Брюшко водомерки тоже покрыто волосками, которые смазаны жировым веществом. Вот потому и не тонет водомерка.
Как охотится водомерка тоже довольно увлекательное зрелище. Заметив добычу: в основном мелких насекомых, падающих на поверхность воды, хищник стремительно бросается на нее и хватает передними лапами-крючками. Затем жертву пронзает острый хоботок, через который водомерка высасывает внутренности у пойманной добычи. Хоботок можно рассмотреть, отогнув и выпрямив его, обычно он в спокойном состоянии подогнут под грудь. Крылья у водомерки тоже есть, но пользуется она ими редко, хотя развиты они хорошо.
Водомерка входит в состав семейства водомерок, которое относится к отряду клопов (Hemiptera) и приспособлена к скольжению по поверхности стоячих вод.
Внешние признаки водомерки
Водомерки – насекомые, название которых очень точно соответствует их образу жизни. Существует около 700 видов водомерок и все они обитают в воде, с необыкновенной легкостью скользя по поверхности водной глади. Своей удлиненной формой они напоминают маленькие лодочки.
Защитная окраска водомерок бурая, темно-коричневая, иногда почти черная. Такое приспособление позволяет водомерке оставаться незаметной для птиц на фоне темного цвета поверхности стоячих водоемов.
Обычно у водомерок, обитающих в больших водоемах, крылья отсутствуют, они им просто не нужны.
А обитателям небольших луж крылышки крайне необходимы, чтобы перелетать с места на место по мере высыхания водоемов. У этих водомерок под надкрыльями скрываются довольно хорошо развитые перепончатые крылья, но летают насекомые редко.
Передвижение водомерок по воде
Водомерки – настоящие виртуозы скольжения по водной глади. Они способны с помощью своих длинных ног бегать по воде, как конькобежцы по гладкому льду.
Встретив препятствие – полосу ряски или других водных растений, «конькобежцы» совершают ловкие прыжки и преодолевают преграду сильными скачками. Главное участие в подобных маневрах принадлежит двум задним парам ног. Лапки водомерки покрыты жировым веществом и не смачиваются водой, поэтому насекомое легко скользит по поверхности воды. Кроме того, во время движения перед очередным гребком конечностей в воде возникают крошечные завихрения. Эти мини-водовороты помогают водомерке перемещаться по поверхности без всяких усилий и в тихом пруду и в беспокойном океане.
Учёные доказали, что водомерки любого размера используют свои конечности как вёсла, — гребут и передают импульс воде главным образом через дипольные завихрения, создаваемые их лапками. Для проверки этого предположения исследователи создали искусственное насекомое, способное двигаться, как водомерка.
По-английски водомерка — «уотер страйдер» или «шагающая по воде». Робота назвали «робострайдер», и искусственная водомерка смогла передвигаться по воде, как ее естественный аналог.
При движении водомерка широко расставляет ноги, равномерно распределяя вес тела на значительной площади.
Особенности строения ног также связаны с передвижениями насекомых по воде: тонкие ноги водомерки в местах соединения с туловищем чрезвычайно утолщены, там находятся сильные мышцы, которые участвуют в сильных движениях.
Водомерка не может утонуть, даже если ее специально опустить в воду.
Брюшная сторона тела покрыта белыми волосками с воскообразным веществом, поэтому вода не смачивает тело и ноги водомерки.
Дело в том, что между мельчайшими волосками удерживаются пузырьки воздуха. А так как вес насекомого небольшой, то этот воздух не дает водомерке утонуть.
Питание водомерок
Водомерки являются хищниками. Они питаются насекомыми и мелкими животными, которых находят на поверхности воды. Обнаружив добычу с помощью больших шарообразных глаз, хищник бросается на нее и хватает передними ногами, форма которых похожа на крючок. Затем водомерка пускает в ход свой острый хоботок, вонзая его в тело жертвы и высасывая содержимое. В спокойном состоянии водомерка подгибает хоботок под грудь. У водомерки довольно длинные усики, которые являются органами обоняния и осязания.
Водомерка — хищное насекомое. Размножени водомерок
Водомерки откладывают свои яйца на листьях водных растений в один ряд, причем яйца склеены слизистым веществом. Кладка похожа на длинный желеобразный шнур, состоящий из около 50 яиц. Некоторые кладки совершаются без слизистого вещества и образуют цепочку яичек, просто лежащую вдоль края листа водного растения, в этом случае яички расположены параллельно друг другу в один ряд. Более мелкие виды водомерок просто втыкают свои яйца в растительную ткань.
Особенности жизни водомерок
Водомерки великолепно бегают по воде, но они абсолютно не приспособлены для длительного передвижения по суше. Поэтому водомерки на сушу выбираются только тогда, когда приходит время устраиваться на зимовку. Они неуклюже ковыляют по земле в поисках укромного места. Зимуют насекомые недалеко от воды, под корой, во мху или в расщелинах дерева.
Передние ноги у водомерок короче остальных ног и необходимы для хватания пищи, отталкивания при передвижении, а ещё – для драки.
Водомерки не упускают возможности удержать свою добычу. Не поделив кусочек, несколько драчунов с разбега цепляются передними конечностями, и, не удержавшись, падают и катаются на поверхности воды. Добыча достается самой хитрой и ловкой водомерке, которая уносит пищу в укромное местечко и пожирает, пока другие разбираются между собой. С помощью передних ног насекомое регулирует скорость передвижения, а остальные четыре ноги являются опорой и служат рулем.
Водомерка — клоп, название которого отражает его образ жизни. Эти насекомые живут на прудах, озерах и тихих реках. Существуют также и морские водомерки. Эти клопы перемешаются по поверхности воды и не тонут благодаря жировой пленке, которая покрывает их лапы. На брюшке также имеется слой жира. Кроме того, воде свойственно поверхностное натяжение, и во многом благодаря этому водомерки удерживаются на ее поверхности. Лапы этого насекомого равномерно распределяют вес по поверхности воды, которая удерживает легкую водомерку своей плотностью.
Существует около 700 видов этих клопов. Водомерка имеет узкое продолговатое тело, что позволяет ей быстро перемещаться. Длина тела насекомого — от 1 до 3 сантиметров. Также у водомерки есть 3 пары тонких ног различной длины. Передняя пара лап короткая по сравнению с двумя остальными — эти лапы водомерка использует для захвата добычи. Благодаря остальным двум парам лап водомерка может скользить по воде. У этого клопа также есть пара усиков на голове — эти усы помогают улавливать мельчайшие колебания воды. У некоторых водомерок есть и крылья. Бескрылые водомерки всю свою жизнь не покидают родного пруда. Озерные и речные водомерки не отходят далеко от берега водоема, в то время как морские водомерки могут преодолевать расстояния в сотни метров. Эти насекомые не живут поодиночке — на поверхности пруда можно встретить минимум 3-4 клопа. Водомерки питаются мелкими насекомыми — мошками, гусеницами, комарами. В период размножения водомерки откладывают яйца, количество которых может насчитывать 50 штук. Из яиц вылупляются личинки, которые питаются тем же, чем и взрослые особи.
Видео: Брачные хороводы водомерок-Mating dances of pond-scaters
