100 великих загадок природы - Николай Непомнящий

Первая задача для живых существ, ходящих по воде, – это не провалиться. Пизауриды обеспечивают это, используя поверхностное натяжение воды. Молекулы воды сильнее притягиваются друг к другу, чем к молекулам воздуха. Это притяжение заставляет поверхность воды действовать, как кусок резиновой пленки. Когда паук ставит лапку на воду, то вокруг нее образуется вдавленность в виде ямочки, и вода отвечает давлением, обращенным наружу, стремясь восстановить свою ровную поверхность.

Поверхностное натяжение – не очень большая сила. Небольшой и плоский камень прорывает натяжение и тут же идет ко дну. Но пауки – настоящие легковесы (весят не больше грамма), и вдобавок их длинные лапки покрыты воском, который отталкивает воду. Из-за того, что поверхностное натяжение действует на края объекта, длинные ноги оказывают меньшее давление на воду. Этим же объясняется, почему не проваливается иголка, если ее аккуратно положить на воду.

Хотя поверхностное натяжение удерживает пауков на плаву, оно же затрудняет им любое движение. На суше пауки могут отталкиваться лапами от твердой земли, которая отвечает на прилагаемое к ней усилие с такой же силой. Но их покрытые воском лапки не позволяют им проделать то же на поверхности пруда: вода для этого слишком скользкая.

Однако они ловко двигаются по воде, и биологи выяснили, как они это делают. На самом деле, пауки гребут на поверхности воды, используя в качестве весел те самые ямочки, которые проделывают их лапки. Когда пизаурид двигает одной лапкой спереди назад, то протаскивает вместе с ней и ямочку. Эта ямочка служит подобием весла и, отталкивая окружающую воду, создает силу, продвигающую паука вперед.

Для одних вода – непреодолимая преграда, для других – удобная дорога

Пизаурид гребет двумя средними парами лапок из четырех имеюшихся. Сначала он заводит назад третью пару, потом вторую – до тех пор, пока они не оказываются как можно дальше, а затем он поднимает их и забрасывает вперед. Между тем первая и четвертая пара держатся неподвижно, они используют поверхностное натяжение, чтобы удерживать паука на плаву, пока он готовится к следующему удару весла. (Хотя никто не изучал биомеханику водомерок, ученые утверждают, что и они двигаются, как будто гребут. Но так как у них всего три пары лапок, то лишь одна из них – средняя – может использовать как весла ямочки воды).

Существует предел скорости, с которой паук может путешествовать подобным способом. Чтобы убыстриться, он может или использовать более глубокие ямочки (то есть получая больший «мах» весла), или двигать ими чаще. Но при быстром передвижении усиливается давление на воду, и на каком-то этапе поверхностное натяжение может нарушиться, и ямочка прорвется.

Таким образом, если паукам необходимо развить скорость больше полуметра в секунду, они переходят на другой способ, так называемый галоп. Они откидываются назад, задирая лапы насколько можно высоко, а затем втыкают их в воду, буквально разрезая поверхность. Галопирующий паук не может рассчитывать на поверхностное натяжение, чтобы оставаться на плаву. Вместо этого, когда он толкает воду ногой вниз и назад, то вода отвечает с такой же силой, толкая его вверх и вперед. Импульс вверх не дает пауку затонуть, а импульс вперед дает ему возможность бежать (ящерицы-василиски используют такую же технику, когда бегут по воде). Действительно похожий на галопирующую лошадь, паук, оттолкнувшись от воды, на мгновение оказывается целиком в воздухе.

Галоп, которым паук достигает скорости метра в секунду, – тяжелая для него работа. Пизауриды обычно прибегают к галопу, чтобы угнаться за быстрой жертвой или самим убежать от быстрого хищника. Когда срочность не столь необходима, они обращаются к третьему, самому эффективному способу продвижения: плаванию под парусом. Когда дует ветер, паук часто машет двумя передними лапами в воздухе (а маленькие пауки задирают все тело) и позволяет ветру тащить его по воде, как парусную лодочку. Хитроумный мореход, соединивший в себе матроса, охотника и плавучее средство под парусом, паук скользит по водной глади, и даже легкий толчок ветра может пронести его через весь пруд.

Не существует, вероятно, другого такого всеми дружно ненавидимого насекомого, как москиты, или комары. На всей планете не найдется, наверное, ни одного человека, которого бы они не кусали.

Первые укусы обычно остаются незамеченными, поскольку слюна комаров не токсична (как, например, слюна скорпиона), но она содержит по меньшей мере четыре активных компонента (вероятно, молекулы белка), которые со временем вызывают аллергическую реакцию. После повторных укусов жертва становится чувствительной к ним, и только тогда появляются припухлости на местах укусов и зуд.

Периодические контакты с комарами сопровождаются все теми же одинаковыми симптомами. Но если эти встречи продолжаются достаточно длительное время, человек может потерять чувствительность к комариным укусам. Например, многолетняя работа ученых-натуралистов на природе, в обществе комаров, приводит к тому, что у них вырабатывается иммунитет, для поддержания которого человек должен получать ежегодно несколько комариных укусов.

Герой наш имеет темное происхождение. Вероятно, москиты появились в тропиках по меньшей мере 200 миллионов лет назад. Сначала они, как предполагается, питались фруктовым соком и нектаром цветов. Сегодня они по-прежнему нуждаются в сладком соке, дающем им энергию для полета и другой деятельности. Самцы питаются только нектаром на протяжении всей своей жизни, так как у них нет приспособлений для прокалывания кожи. Самки тоже раньше сидели на вегетарианской диете, но затем приобрели привычку подкрепляться кровью.

Вероятно, москиты появились в тропиках по меньшей мере 200 миллионов лет назад

Кровососами они стали, очевидно, с появлением теплокровных млекопитающих и птиц, хотя некоторые виды москитов могли начать и с холоднокровных позвоночных (а иные сохранили этот обычай и по сей день). Кровь содержит ценные белки, которые сильно повышают производство яиц. Арктический комар, которого кормят кровью, дает в одной кладке около 100 яиц, а если он сидит на одном нектаре, то откладывает только несколько яиц, в пределах десятка, а иногда даже всего одно.

Москиты – сравнительно небольшая группа насекомых, насчитывающая около 3 450 видов (для сравнения – жуков существует более 50 000 видов), причем ежегодно открывают около 18 новых видов. Но в связи с их большим влиянием на человека москиты интенсивно изучаются.

Три четверти всех разновидностей москитов живут в тропиках и субтропиках, на своей исторической родине. Благодаря великому разнообразию мест обитания и теплому влажному климату, на одной квадратной миле пространства там проживают 150 видов этих насекомых. Чем дальше от тропиков, тем менее разнообразным становится комариное население. В США их насчитывается 170 видов, в Канаде около 70, в Арктике менее дюжины. Но по количеству особей, по концентрации комаров первенство держит арктическая тундра.