Наблюдения за жизнью водомерок — насекомых, которые ходят (и даже бегают) по воде.
Водомерки принадлежат к числу самых удивительных насекомых. Представители отряда полужесткокрылых, они обитают на поверхности малоподвижных водоемов.
Водомерки бегают и прыгают по поверхности воды. Они способны развивать скорость до 1 м/с, но в некоторых случаях они способны двигаться очень медленно. Водомерки не плавают, они скользят по водной глади, отталкиваясь в горизонтальном направлении примерно так же, как бегун-спринтер отталкивается от стартовых колодок. Друг друга водомерки находят с помощью волн, возникающих при их движении. Эти же волны, видимо, помогают им и ориентироваться среди предметов в окружающем их пространстве.
Зиму водомерки проводят, прячась под камнями, в траве или на дне прудов и ручьев. Весной они становятся активны, выходят на поверхность и спариваются. Самки откладывают яйца, прикрепляя их к каким-либо погруженным в воду предметам. Спустя две недели личинки вылупляются из яиц и всплывают на поверхность. Весь путь развития от личинки до взрослого насекомого занимает чуть больше месяца.
Водомерки — это очень резвые насекомые с достаточно острым зрением, приближение кого-либо замечают издалека.
Водомерки, обитающие в пресных водоемах, имеют на спине некое подобие крыльев. (Морские водомерки в отличие от пресноводных совершенно бескрылые.) Обычно они имеют длину от пяти до пятнадцати миллиметров. Незрелые особи бывают и мельче.
На маленьких водоемах водомерки избегают участков с быстрым турбулентным течением, а также заводей, где поверхность густо покрыта водорослями. Не любят они и места, где растительность вовсе отсутствует. Обитают в основном там, где в медленном потоке есть лишь немного растительности. Они предпочитают глубины не более нескольких сантиметров.
Скопления водомерок на мелководье можно, видимо, объяснить тем, что здесь им не угрожают рыбы, способные их проглотить.
Как выглядят водомерки?
Все они имеют по три пары ног. Передние ноги обычно короткие — они служат для поддержания тела насекомого на воде. Остальные же конечности у пойманных мной водомерок были значительно длиннее их собственного тела. Насекомые передвигаются по воде с помощью средней пары. Задние ноги тоже могут участвовать в этом, но чаше они используются в качестве рулей, когда насекомое скользит по водной глади.
Каждая нога состоит из нескольких члеников: тазика, вертлюга, бедра, голени и лапки. Лапка в свою очередь тоже членистая. Для водомерок характерен шип на последнем членике лапки чуть выше ее кончика. Возможно, этот шип помогает насекомому стоять на воде, используя поверхностное натяжение.
В неподвижном состоянии водомерки опираются на все шесть ног. Передняя и средняя пары ног соприкасаются с водой только своими лапками, в то время как задние лежат на воде и лапкой, и голенью, они не погружаются в воду, а располагаются в мелких углублениях на поверхности воды.
Углубления передней парой конечностей водомерки совсем невелики. Остальные ноги, опираясь на воду, создают в ее поверхности удлиненные желобки, так как в контакте с водой оказывается большая часть ноги.
Когда солнечный свет падает под прямым углом к наблюдателю, эти углубления хорошо видны. В других случаях их можно заметить на тени насекомого на дне ручья или сосуда. Они имеют вид темных овалов на концах тончайших теней от каждой ноги.
Чаше всего водомерки движутся не спеша, видимо таким образом они отыскивают пищу. Однако в других случаях они способны стремительно нестись над водой. Движутся они всегда по прямой линии. В конце движения насекомое останавливается, переставляет одну или обе средние ноги, меняет направление тела и отталкивается для следующего движения.
Хотя медленные движения насекомого наблюдать несложно. В неспешном движении насекомое отталкивается от воды, сдвигая средние ноги по направлению к задним, которые сохраняют почти полную неподвижность, но могут тоже слегка двинуться назад.
Передние ноги, а также верхняя часть голени у задних ног на мгновение отрываются от поверхности воды, а затем возвращаются на поверхность, и насекомое скользит по воде. Задние ноги служат в качестве стабилизаторов, поддерживающих прямолинейность движения. В конце концов кинетическая энергия движения полностью расходуется и насекомое останавливается. Начальный запас кинетической энергии уходит на создание волн и на трение о водную поверхность.
Движения средней пары ног включают в себя несколько поворотов. Лапка и голень поворачиваются вокруг сустава, связывающего голень с бедром, быстрее, чем бедро поворачивается вокруг точки присоединения к вертлюгу. В результате этих двух вращательных движений лапка давит на заднюю стенку углубления в волной поверхности. Сопротивление волны этому толчку и создает ту силу, которая вызывает движение насекомого.
Анализируя это движение, можно убедиться в двух преимуществах длинной средней пары ног.
Большая длина конечностей обеспечивает хороший рычаг для отталкивания от водной поверхности. Длинная лапка обеспечивает большую силу трения о воду, что увеличивает эффективность толчка. Лапки передних ног короче — это позволяет свести к минимуму трение и увеличить длину свободного скольжения.
Некоторые виды водомерок на лапках средней пары ног имеют подобие лопастей, способствующих более эффективному отталкиванию от воды. У других видов на ногах есть выступы, цепляющиеся за поверхность воды.
Большая часть силы, поддерживающей насекомое над водой как в движении, так и в покое, создается поверхностным натяжением воды, которое обусловлено силами сцепления между частицами воды на ее поверхности.
Кроме того, насекомое выработало и другие поддерживающие механизмы. Густые тонкие волоски на ногах и теле многих видов водомерок задерживают пузырьки воздуха. Кроме того, волоски, ноги и тело насекомого могут быть покрыты воскоподобным веществом, препятствующим смачиванию. Воздух, удерживаемый волосками, создает дополнительную плавучесть. В существовании воздушной оболочки можно убедиться, слегка притопив водомерку. Под водой воздух, окутывающий тело насекомого, серебрится в солнечных лучах. Когда водомерку отпускаешь, она быстро выныривает и как ни в чем не бывало стремительно несется по поверхности.
И все-таки иной раз водомерки намокают — видно, не всегда надежно срабатывает механизм из волосков и воскоподобного покрытия. Можно наблюдать, как некоторые водомерки погружались в воду. Тонущее насекомое выбиралось на камень или на стебель лилии, чтобы обсушиться.
Если же водомерке не удавалось найти край бассейна, она счищала с себя воду, обтирая одной передней ногой смежную с ней среднюю ногу, причем обе ноги поднимались при этом из воды. Особые волоски на голени передней ноги водомерки служат специально для того, чтобы стирать воду с остальных конечностей.
Когда ноги у водомерки сухие, плавучесть, поверхностное натяжение и средства, препятствующие намоканию, обеспечивают насекомое значительной поддерживающей силой. Водомерка может стоять на воле, опираясь на все шесть ног, но в некоторых случаях она устойчиво стоит и на четырех ногах. Иногда я наблюдал, как между двумя водомерками завязывалось нечто, похожее на борьбу.
Подобные схватки всегда кончались тем, что одно или оба насекомых подпрыгивали высоко в воздух и разбегались в разные стороны, но и при этом пленка на поверхности воды оставалась ненарушенной.
Во время скольжения водомерки поверхность жидкости под лапками насекомого должна быстро выгибаться, повторяя форму образовавшегося углубления.
Водомерки настолько подвижны, что самка продолжает плавать даже во время спаривания.
В процессе спаривания самец был неподвижен, но зато самка продолжала двигаться по поверхности. Быстрый бег был ей, видимо, уже не под силу, тем не менее она легко могла совершать скользящие движения длиной около 1 см.
Можно предположить, что способность водомерки стоять или скользить на поверхности волы принципиально зависит от того, насколько широко разнесены точки, в которых ноги касаются жидкости. В каждой точке касания поверхность волы вокруг лапки искривляется, и создается сила реакции, удерживающая насекомое.
Способ движения, присущий этому насекомому, требует, чтобы средние ноги близко подходили к задним. В то мгновение, когда водомерка совершает толчок, передние лапки даже приподнимаются из воды, так что средние и задние ноги полностью берут на себя вес насекомого. А ведь в этот момент средние и задние лапки оказываются совсем близко друг к другу, тем не менее насекомое не прорывает водной поверхности.
В тихих ручьях водомерки находят друг друга с помощью волн. Когда волновой пакет доходит до водомерки, насекомое замирает, а потом разворачивается перпендикулярно гребням по направлению к источнику.
Водомерки используют поверхностные волны и для отыскания пиши. Когда муха падает в воду и бьется крыльями о ее поверхность, водомерка находит ее, ориентируясь только по возникшим от этого волнам. Зрение помогает только тогда, когда водомерка подплывает достаточно близко, но никак не раньше. Кажется очевидным, что водомерки пользуются волнами как средством передачи информации.
Как выглядит
Океанические клопы-водомерки — это мелкие и бескрылые насекомые темного цвета, похожие своих на пресноводных собратьев. Особенно сильно у них развита средняя пара ног, используемая для отталкивания при скольжении по воде.
Образ жизни
Большинство насекомых, приспособленных к обитанию в пресных водоемах, основную часть своей жизни проводят именно в них. На сушу они выходят лишь с целью расселения и поиска убежища на время зимовки. Океанические и морские водомерки лишены даже такой возможности, поскольку находятся на расстоянии многих сотен километров от ближайшего побережья. По всей видимости, именно это обстоятельство привело к тому, что данные насекомые утратили крылья.
Подобно своим пресноводным собратьям, океанические водомерки никогда не погружаются под воду. Их тело (особенно вторая и третья пары ног) покрыто множеством мельчайших гидрофобных волосков, что позволяет им спокойно держаться на поверхности. Именно поэтому всю свою жизнь эти насекомые проводят на волнах океана. Клопы-водомерки нередко образуют внушительные скопления. Это напрямую связано с их способом питания. Дело в том, что насекомые являются активными хищниками, а передняя пара ног хватательного типа позволяет им ловить лишь близко поднявшуюся к поверхности воды мелкую добычу (зоопланктон, медуз, физалий, икру и мальков рыб). Когда попадается кто-то менее проворный и относительно крупный, тут уже не справиться без поддержки соратников.
Невозможность покинуть среду обитания ставит перед океаническими водомерками трудную задачу. Насекомые вынуждены искать для откладывания яиц не погруженный в воду объект, поскольку повышенная соленость океана представляет для молодняка смертельную опасность. Виды, обитающие в прибрежных и мелководных зонах, оставляют будущее потомство на торчащей поверхности камней и рифов. Куда тяжелее приходится представителям рода, живущим на большом удалении от суши. Они не упускают ни единой возможности и откладывают яйца на любых предметах, будь то отмерший участок бурой водоросли, птичье перо, кусок древесины или оказавшаяся в океане по вине человека пластиковая бутылка.
Классификация
Надкласс: Насекомые (Insecta)
Класс: Открыточелюстные (Ectognatha)
Отряд: Полужесткокрылые, или клопы (Hemiptera)
Семейство: Клопы-водомерки (Gerridae)
Род: Океанические клопы-водомерки (Halobates)
Внешние признаки морской водомерки
Морские водомерки, в сравнении с пресноводными сородичами, — мелкие насекомые. У самого крупного вида расстояние между концами тела составляет всего 5.0-6.5 мм.
Окраска тела морских водомерок — тусклая, серо-коричневая. Но на воде насекомые выглядят серебристыми из-за преломления света в многочисленных волосках, покрывающих тело. В последние годы с помощью электронных методов исследования было выяснено, что наружный покров морских водомерок имеют сложную структуру и защищает насекомое от морской воды и действия ультрафиолетовых лучей. Передние конечности морских водомерок с шипами, это хватательные ноги.
Морская водомерка (Halobates).
Длинные задние ноги действуют как руль. Они определяют направление движения водомерок. Средние ноги, покрытые щетинками, работают как двигатель. С помощью таких универсальных конечностей водомерка прыгает и плавает. Сила толчка средних лапок превышает силу тела насекомого более чем в 10 раз. Крылья у морских водомерок отсутствуют.
Места обитания морской водомерки
Морские водомерки живут в морской воде, встречаются в Индийском океане и в Тихом, и только один вид обитает в Атлантике. Halobates — типичные обитатели тропических океанских вод. Ареал распространения морских водомерок ограничен зоной, в которой температура поверхностных вод не опускается ниже 21° С.
Морские водомерки используют заднюю пару лап для управления движением.
Размножение морских водомерок
Морские водомерки спариваются на поверхности воды. Самки носят яйца на своем теле или откладывают их на плавающие в воде водоросли, на перья морских птиц. Иногда на плавающем птичьем перышке можно найти несколько сотен яиц морских водомерок на разных стадиях развития. Кладки можно обнаружить на прибрежных растениях. Самки морских видов откладывают яйца на любые плавающие предметы, иногда самые невероятные. Яйца океанических водомерок находили на деревянных досках, обломках пемзы, кусках пластика, плодах, птичьих перьях, на раковинах.
Удивительная находка была сделана в 2002 году в тропической части Тихого океана: на пластиковой 4 литровой канистре обнаружили 70 000 яиц H. Sobrinus, они покрывали пластмассу в 15 слоев. При подсчете установили, что одна самка может отложить максимум 10 яиц, значит, канистру использовали более семи тысяч самок. Эта находка подтверждает факт, насколько океаническим водомеркам бывает трудно найти место для кладки, поэтому насекомые используют любые плавающие на поверхности океана предметы, лишь бы оставить потомство.
Личинки, выклюнувшиеся из яиц, первые тридцать минут выглядят совершенно беспомощными. Затем они расправляют конечности, окраска тела темнеет, молодые водомерки становятся активными. Если яйца плавали в воде, а не на поверхности, то выклюнувшейся под водой личинка почти 1-2 часа выбирается на поверхность моря, преодолевая силу поверхностного натяжения воды.
Хотя эти клопы проводят всю свою жизнь на волнах океана, свои яйца водомерки откладывают на различные плавающие объекты.
Общий цикл развития у морских водомерок от яйца до взрослого насекомого длится около 2 месяцев.
Существует предположение, что в стадии личинки водомерки плавают под водой. Многие подробности развития и образа жизни водомерок до настоящего времени представляют собой научную проблему.
Попытки исследовать Halobates в аквариуме не удались: морские водомерки передвигаются слишком быстро и потому травмируются о стенки аквариума.
Питание морских водомерок
Морские водомерки – хищники, питаются, высасывая жидкое содержимое своих жертв. Нападают на различные морские организмы, обитающие на поверхности моря или вблизи побережья. Часто жертвами водомерок становятся медузы, сифонофоры. Они поедают также снулую рыбу, тушки мертвых птиц или млекопитающих. Довольно активно ловят водомерки и живых насекомых, которых на поверхности моря бывает много, особенно в период их сезонных миграций.
Продолжительность жизни водомерок в природе не известна, а в лаборатории насекомые живут чуть больше месяца.
Океанические виды морских водомерок в основном питаются зоопланктоном. В случае удачной охоты они накапливают в теле жиры, чтобы пережить голодный период. Встречается среди морских водомерок и каннибализм: взрослые личинки пожирают еще не развившихся, а взрослые насекомые поедают личинок.
Морские водомерки не ныряют за добычей, но возможно, погружаются в воду, спасаясь от опасности.
Особенности морских водомерок
Морские водомерки всю жизнь, от рождения и до смерти, проводят на поверхности воды. Их можно встретить на расстоянии в сотни и тысячи километров от суши. На воде изящные насекомые удерживаются с помощью очень длинных и широко расставленных в разные стороны конечностей и благодаря воздушной прослойке, которая покрывает небольшое тело.
Halobates очень быстро скользят по водной глади, иногда совершая прыжки над водой на метр, а то и выше.
Насекомые на миг взлетают в воздух, затем плюхаются обратно в воду. В шторм они ныряют, но не ненадолго и погружаются неглубоко. Но водомерки возвращаются на поверхность, чтобы дышать кислородом воздуха. Такая особенность доказывает происхождение водомерок от наземных насекомых.
Значение морских водомерок
Морскими водомерками охотно питаются рыбы. Птицы их склёвывают с поверхности моря. Морские водомерки выполняют свою биологическую роль: входят в состав цепей питания в море, поддерживая равновесие в экосистемах.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.