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
Интересные факты
- 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
- Насекомые всегда прекрасно ориентируются на поверхности воды. Они передвигаются в направлении движения солнца, а ночью в обратном направлении.
- Интересно, что у водомерок есть свои паразиты. Часто на теле насекомого можно заметить малюсенькие красные точки. Это водные клещики, питающиеся кровью насекомых.
- 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. При этом взрослый слепень является достаточно крупной добычей для водомерки, и на него нападают обычно несколько клопов вместе. Несколько клопов способны высосать слепня за несколько минут, тогда как одна особь обычно затрачивает на это от 40 минут до 1 часа
- 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