Как найти ошибки
Самые видные из всех клопов, обитающих в пруду, обязаны своей известностью своей способности защищать себя и своему уникальному стилю плавания - они болезненно жалят и гребут животом вверх по воде. Но когда дело доходит до физики, у них тоже много дел.
"Иди глубже, One-WO, иди быстро!" «Меньше 20 внизу, 5 вверху сзади - вперед!!» То, что декоративно бородатые подводные лодки лают в голливудских полосах на командных мостиках подводных лодок - в основном перед лицом стремительно приближающегося в морской трубе вражеского эсминца - на самом деле всегда сопровождается глубинными бомбами, в соответствии с логикой фильма. Затем все замолкают и косо смотрят вверх на красный свет. И тут в тишине резко звучит "Пинг!".
Герои Филлипа Мэтьюза и Роджера Сеймора, конечно, не совсем поняли бы принцип, лежащий в основе загадочной команды погружения «вверх вниз, назад вперед», которая у них была бы общей со многими зрителями фильма. Мэтьюз и Сеймор - энтомологи, а не киноманы, их главных героев зовут не Юрген Прохнов, как командующий Калеун, а Anisops deanei или Anisops assimilis - и все их близкие родственники - водяные клопы и принадлежат к семейству Notonectidae. Исследователи сообщают, что эти «обратные пловцы» - подводные лодки среди водных насекомых. Notonectidae знают принцип погружения уже несколько миллионов лет и просто применяют его.
Подводным лодкам, как и пловцам на спине, под водой нужно прежде всего одно: воздух. С одной стороны, это позволяет экипажу - точнее, клеткам его тела - дышать и, таким образом, жить. Однако у взрослых клопов изначально есть далеко не совершенные приспособления для дыхания под водой - ведь клопы снабжают себя в основном строительном плане через трахеи, в трубчатой внутренней части которых вентилируется поток воздуха и все органы с O2.поставляется. У половозрелого водяного клопа во влажной стихии отсутствуют жабры, которыми обладают многие молодые личинки.
Поэтому плавающие насекомые с проблемой водяных жуков часто несут с собой достаточное количество сухого элемента - в виде пузырька воздуха, который удерживается на теле насекомого силой сцепления между волосками. Животное пользуется баллоном с воздухом при одышке и лишь изредка вынуждено всплывать на поверхность, чтобы освежить воздух, потому что объем газового пузыря становится все меньше и меньше: кислород вдыхается, образовавшиеся газы углекислый газ и азот испаряются весь. слишком быстро в окружающую воду.
Теперь вторая причина, по которой подводным лодкам и пловцам на спине нужен воздух: для плавучести. Верхняя задняя или нижняя передняя десятка из кино- и подводной реальности обозначает желаемый уровень наполнения баков, в которые водитель подводного аппарата может направлять воду или воздух. Если воздух дует в оба, корабль поднимается под воду - проще говоря, его плотность уменьшается по сравнению с окружающей водой, а объем остается прежним. Исследователи жуков из Университета Аделаиды теперь сообщают, что водяные жуки используют очень похожий принцип.
Чтобы иметь возможность выровнять и поддерживать свою глубину воды, жалящие жуки должны делать заметные плавательные движения или, подобно подводным лодкам, постоянно обновлять свой воздушный резервуар. Подводная лодка использует для этого сжатый воздух - баллоны со сжатым воздухом, как теперь считают Мэтьюз и Сеймор, сделаны из гемоглобина. Кислород химически связан и транспортируется с кровяным пигментом, который, помимо позвоночных, обычно содержится только у личинок насекомых в жидкости их организма. Излишняя роскошь для подавляющего большинства трахейных дышащих - они всегда без труда доставляют дыхательный газ к каждой отдельной клетке через вентилируемую систему воздуховодов.
В случае острой нехватки кислорода гемоглобин иногда может стать жизненно важным запасом кислорода в гемолимфе шестиногих друзей. А водяные клопы, как уже давно доказали ученые с помощью чувствительных электронных зондов и волоконно-оптических датчиков кислорода, лишь связывают кислород в своих телах с гемоглобином до тех пор, пока газ не исчезнет в пузырьках газа, которые они несут под водой. Но затем они постепенно надувают свой плавучий шар выделяющимся кислородом. Примерно через восемь минут погружения жукам пора снова подняться над поверхностью.
Как и оператор подводной лодки, жук должен следить за несколькими другими вещами, покачиваясь под водой. Например, Мэтьюз и Сеймур были удивлены, обнаружив, что воздушные пузыри животных изначально были примерно на 17 процентов больше, чем они должны быть для достижения упорядоченной левитации. Однако это быстро компенсируется высоким сродством гемоглобина A. deanei к кислороду: когда он опускается, он захватывает около 16 процентов содержимого мочевого пузыря, чтобы освежиться O2. Кратковременное тревожное погружение жука со слишком плавучим мочевым пузырем также было бы для жуков напряженным плаванием против собственной плавучести. По крайней мере, эсминцы не приближаются.