Исследовательская работа "Кто такие водомерки и как им удаётся ходит по воде?

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

города Новосибирска

«Средняя общеобразовательная школа № 211 имени

Леонида Ивановича Сидоренко»

(МАОУ СОШ № 211 им. Л. И. Сидоренко)

г. Новосибирск

Секция: Окружающий мир

Проект по теме: «Кто такие водомерки и как им удается

ходить по воде?»

Выполнил: Батылин Матвей

ученик 4 «Б» класса

Руководитель: Васильева Елена Михайловна

учитель начальных классов

высшей квалификационной категории

Новосибирск 2020

Оглавление

1. Введение………………………………………………………………………....3

2. Цели и задачи ……………………………………………………………….…..3

3. Основная часть………………………………………………………………….3

3.1. Кто такие водомерки……………………..……………………….…….....3

3.2. Особенности строения водомерки………………………………………..4

3.3. Виды водомерок……………………………………………………………5

3.4. Жизненный цикл водомерки………………………………………………6

3.5. Чем питаются водомерки………………………………………………….7

3.6. Природные враги водомерки……………………………………………...8

3.7.Кто еще может ходить по воде…………………………………………….8

3.8.Интересные факты из жизни водомерок……………………………….... 9

4. Исследования, почему водомерки ходят по воде ……………………............ 9

5. Заключение……………………………………………………………………..10

6. Литература………………………………………….……………...…………...10

7. Приложения (презентация, опыты, фото и видео, буклет)…………………………...­­­­­­­­­­­­­­­­­­ ……………………………………………… 11

1. Введение

Проводя летние каникулы на даче, я не раз замечал на воде необычных насекомых, которым с легкостью удавалось ходить по воде. Их движения были настолько просты, что они как будто скользили по воде, как фигурист на льду. Как им это удаётся?

Актуальность.  Выбор данной темы был обусловлен желанием побольше узнать об этих удивительных насекомых. Разгадать их уникальную особенность поведения на воде.

2. Цель и задачи

Целью работы является знакомство с водомерками, а также выявить причины, благодаря чему им всегда удается оставаться на поверхности воды и не тонуть.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Узнать, кто такие водомерки, определить особенности их строения;

2. Рассмотреть основные виды водомерок, которые встречаются в нашей стране;

3. Изучить жизненный цикл водомерки, чем они питаются, какие у нее враги;

4. Узнать, кто еще может ходить по воде, помимо водомерки;

5. Найти интересные факты из жизни водомерок;

6. Найти водомерку в природе и понаблюдать за особенностями ее поведения.

7. Исследовать, почему водомерки ходят по воде:

- провести опыты, позволяющие предметам держаться на воде;

- провести свои исследования поведения насекомых на воде;

3. Основная часть

Все мы видели необычных насекомых, которые великолепно бегают по воде, словно по твердой поверхности. Конечно же, это водомерки. Люди издавна придумали это имя, глядя на то, как насекомое скользит по воде. У них складывалось впечатление, что своими движениями оно словно «отмеряет» равные отрезки своего пути.

На латинском название таких животных звучит как «Gerridae», что в переводе на русский означает «водомерка».

3.1. Кто такие водомерки

Водомерка – типичные представители семейства настоящих водомерок из подотряда клопов отряда полужесткокрылых. Самый знаменитый и противный из этого отряда постельный вид. Клоп-водомерка его антипод, совершенно безобидный для человека.

Это маленькое насекомое на длинных тонких ножках, очень похожее на паука. Иногда их путают с жуками или даже тараканами. Особенность водомерки заключается в том, что она не тонет. Ее метод передвижения – скольжение по воде, она перемещается по ее поверхности с невероятной быстротой, это напоминает катание на коньках. Водомерки хорошо прыгают, с трудом передвигаются по суши и довольно редко летают.

Их жизнь всегда связана с водой. Они не живут поодиночке, поэтому на поверхности воды можно наблюдать по 3–4 водомерки.

Эти насекомые есть практически везде, где присутствуют стоячие водоемы, пруды и даже лужи. Также они обитают и в речках с небольшим течением. Водомерки любят теплый умеренный климат, исключением являются лишь очень холодные регионы с суровыми зимами. Водомерка живет в России, Польше, Украине, в Америке и многих других странах.

3.2. Особенности строения водомерки

Особенностью водомерки является то, что она не тонет.

Детальное изучение лапок водомерок дает удивительный ответ. Многие насекомые при касании с водой прилипают к ней, а лапки водомерок покрыты тысячами пушистых крошечных волосков, известных как микроволоски, которые задерживают воздух и образуют плавающую подушку.

Эти игольчатые волоски в десятки раз уже человеческого волоса и защищены специальным воском. К тому же, всё тело водомерки также покрыто слоем жировой пленки и специальными ворсинками. При намокании, на волосках удерживаются крошечные пузырьки воздуха. В результате, водомерка остается сухой.

Если погрузить водомерку в воду, то она оказывается одетой серебристым слоем воздуха.

Тело водомерки длинное, вытянутое, напоминает палочку с торчащими ножками, размером от 1-го до 3-х сантиметров.

У большинства представителей водомерок бурое, темно-коричневое, почти черное тело. К слову, подобный окрас не случаен – природа специально наградила им насекомое. Такой окрас позволяет водомерке оставаться незаметной для птиц.

Отдельные особи имеют крылья, благодаря которым водомерка может перелетать на достаточно большое расстояние в поисках добычи. Обычно крылья бывают только у насекомых второго осеннего поколения. У водомерок, обитающих в больших водоемах, крылья отсутствуют, они им просто не нужны. Взрослый водомер имеет две пары крыльев. Верхние плотные крылья защищают тонкие нижние крылья.

У водомерок 3 пары ног, обладающих уникальным строением и способностями. 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.

Движется водомерка, широко расставив средние и задние лапки. По отношению к телу они расположены в форме буквы «X». Длинные ноги позволяют водомерке равномерно распределить массу тела на поверхности воды. Еще водомерки используют их в качестве руля при поворотах и для совершения прыжков. Именно эти лапки дополнительно покрыты микроскопической щетиной, в которой удерживается воздух. На концах каждой лапки высоко подняты коготки.

Пара передних более коротких ног служит для удержания добычи и своеобразным двигателем при движении, ими она регулирует направление и скорость перемещения по воде. Во время покоя насекомое держит их под головой, поэтому иногда кажется, что водомерка имеет всего 2 пары ног.

У водомерок небольшая голова с длинными чувствительными усиками-антеннами. Усиками она улавливает колебания воды, что является для нее источником информации и чувствует запахи. У водомерок хорошее зрение. Ее ротовой аппарат представляет собой острый членистый хоботок. С его помощью водомерка прокалывает тело жертвы и высасывает из нее все соки. Когда водомерка не охотится, она поджимает хоботок к туловищу.

3.3. Виды водомерок

На территории нашей страны можно встретить четыре разновидности клопа водомерки:

• прудовая водомерка (лат. Gerris lacustris).

Обычный вид для российских водоёмов. Прудовой водомер живет на большей части европейской территории. Он встречается в спокойных застойных водоемах и реках с медленным течением. Ее отличительной чертой является наличие крыльев и яркий, насыщенный окрас лапок.

Прудовая водомерка длиной всего лишь 10 мм. Окрашена в темно-бурый цвет, ноги светлые, а на бедрах передних конечностях расположены черные полосы. У самцов брюшко черное, у самок – красное.

• большие водяные клопы (лат. Gerris rufoscutellatus).

Очень похожи с прудовой водомеркой, отличительная особенность – это ее размер. Судя по названию – одна из самых крупных разновидностей, способная достигать 17 мм в длину. Для нее характерно очень тонкое тело рыжеватого цвета, имеются крылья. Место обитания – Сибирь.

• панцирная водомерка (лат. Gerris thoracicus).

Этот вид распространён в европейской части России. Длина тела 10 – 11 мм. Окраска такая же, как и у большой водомерки. Их отличия малозаметны - мелкие признаки вроде сравнительной длины ног или выступающего рёбрышка на брюшке.

• медлительная палочковидная водомерка (лат. Hydrometra gracilenta).

Свое название данное животное получило исключительно из-за своего внешнего облика и повадок. В отличие от большой водомерки, имеет более тонкое тело, благодаря которому она прекрасно маскируется под палочки. Обитает он в Сибири и на Дальнем Востоке, ведёт размеренный образ жизни. При движении переставляет лапки поочерёдно. Это самая медлительная водомерка, не имеют крыльев.

• водомерка Велия обычная (лат. Velia currens)

Это самая холодостойкая водомерка, обитает в северных регионах, может селиться в холодных ключах. Это бескрылый вид с тусклым окрасом. Лишь некоторые из них имеют оранжевые полоски на спинке, не имеют крыльев.

3.4. Жизненный цикл водомерки

Водомерка живет один год – в теплое время она большую часть жизни проводит на водной поверхности, а с наступлением холодов выбирается на сушу и устраивается там на зимовку. Зимуют насекомые недалеко от воды, под корой, камнями, во мху или в расщелинах дерева, под опавшей листвой и в других укромных местах.

Если же зима затяжная, то у крылатых особей могут постепенно атрофироваться крылья, благодаря чему в организм поступит дополнительное питание.

В апреле водомеры выходят из зимней спячки. Они начинают активно питаться, а затем наступает период спаривания, который тоже происходит на воде. Самцы привлекают к себе самок, легко барабаня лапками по поверхности воды. Этот же сигнал для других самцов является предупреждением, что данная территория занята. Самец залезает на самку, и так они проводят несколько часов. Интересно, что если самка противится, самец начинает энергично бить ножками по воде, привлекая, таким образом, хищников. Как правило, при такой стратегии время сопротивления самки сильно уменьшается, так как первой жертвой подплывшего снизу хищника будет именно она.

Вскоре после спаривания и откладки яиц самки погибают.

Следующий цикл размножения происходит в середине лета. В это время можно наблюдать за водомерками разного возраста.

После оплодотворения водомерка вынашивает яйца около недели, а затем делает кладку на листьях водных растений. Кладка похожа на длинный желеобразный шнур, состоящий яиц, склеенных слизистым веществом.

Некоторые кладки совершаются без слизистого вещества и образуют на 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.

Кладка осуществляется под бдительной охраной самца. Он ревностно контролирует окружающее пространство, отпугивая потенциальных врагов ударами лапок по воде.

За один раз самка откладывает от 40 до 50 яиц. Они белесые, цилиндрической формы, размером до 1 мм.

Уже через две недели из кладки появляются личинки, по внешнему виду похожих на взрослых. Личинки примерно в 1 мм длиной, желтого цвета. Через час они чернеют. После выхода из яиц, личинка водомерки имеет шесть стадий развития, последняя из которых – линька. Отличительной особенностью является отсутствие крыльев у личинок, и короткие ножки, и массивное вздутое тельце. Личинка уже является хищником, она охотится на маленьких насекомых и их личинок.

После линьки тело личинки сильно укорочено, потому что её брюшко собрано в складки, и только после еды оно расправляется.

Личинки держатся возле прибрежной растительности, осмеливаясь выйти на водоем, только став взрослыми.

3.5. Чем питаются водомерки

Не стоит думать, что это мирное насекомое. Водомерка — настоящий хищник. Она смело нападает на любое мелкое существо, которому не повезло очутиться на поверхности воды. Водомерка использует поверхность воды для ловли добычи подобно пауку, который ловит насекомых в свои сети.

Принцип охоты у водомерок очень прост. Чувствительными лапками водомерка улавливает волны, которые идут от насекомого, что барахтается в воде, и точно определяет место нахождения источника. Зрение у водомерок хорошее, а достаточно длинные усики играют роль осязания и обоняния. Поэтому, как только добыча падает в воду, они молниеносно подплывают к ней и цепляются за тело крючкообразными передними лапками. Затем хищник пробивает панцирь жертвы с помощью острого хоботка и впрыскивает органическую жидкость в жертву (фермент), которая растворяет внутренние органы и ткани. После, водомерке остается лишь высосать жидкость из тела несчастного существа, оставив лишь ее пустую оболочку.

Нередко случается, что возле добычи собирается несколько водомерок. Насекомые часто затевают драки. Не поделив лакомый кусочек, они 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.

Все водомерки питаются водными обитателями. В частности, водомерки во множестве потребляют ногохвосток.

Жертвами водомерок также становятся мухи, жуки, пчелы, стрекозы, бабочки, по неосторожности упавшие в воду или подлетевшие к ней на близкое расстояние.

Не брезгует они и кладками чужих яиц. Выбегая на заболоченные берега, водомерка похищает яйца комаров и слепней. Или поглощает рыбную икру. Временами ей попадаются мальки рыб, с которыми она тоже прекрасно справляется. Иногда водомерки атакуют крупных насекомых сообща, для этого они собираются в группы для совместной охоты. Крупного слепня они высасывают буквально за пару минут.

Весной, когда насекомых еще мало, водомерки поедают своих личинок, поскольку их короткие лапки создают на воде волны, типичные для жертвы.

Еще одна немаловажная особенность — питаются водомерки и останками умерших представителей фауны. Эти маленькие животные приносят пользу окружающей среде, очищают водоемы и препятствуют гниению останков других животных.

3.6. Природные враги водомерки

Являясь, как и всё живое, частью пищевой природной цепочки, клопы-водомерки также выступают и в роли жертвы.

Главными врагами водомерок являются птицы и земноводные. Первые ловят насекомых в тихую солнечную погоду, а вторые умело выслеживают их у кромки берега (это могут быть лягушки, квакши, жабы). Иногда водомерками питаются крупные рыбы.

Злейшим врагом водомерок является водяной клещ. Огромный вред животному приносят личинки такого клеща. Взрослая особь клеща поражает водомерку, и в дальнейшем личинка клеща живет в ней и питается ею, доводя того до полного изнеможения. Зачастую это приводит к смерти водомерки. Пораженная водомерка становится опасным источником заражения, способным передать паразита другим особям своего вида. Её можно определить по маленькой черной точке на теле водомерки, которая заметна при внимательном рассмотрении.

Водомерок нельзя назвать легкой добычей для хищников. Эти существа достаточно аккуратные, проворные. Они являются хорошими прыгунами, могут передвигаться с большой скоростью. У них отлично развиты рецепторы движения, поэтому даже самый малейший всплеск воды их насторожит.

3.7. Кто еще может ходить по воде

Мне стало интересным, у каких еще животных есть способность ходить по воде. Из интернет ресурсов я узнал о существовании паука рыболова, который очень схож с нашей водомеркой.

Пизаурид или паук рыболов живет в Америке. Встречается он также и в Европе. Этот паук плетет свои сети не для охоты, а для того, чтобы качать своих деток. Потому что поле его охоты – поверхность пруда или тихой речки. Он питается мальками рыб и лягушками.

Паук рыболов может скользить и прыгать по воде, так как это делает водомерка. Но самый быстрый способ передвижения паука — это передвижение под парусом. Когда дует ветер, паук машет передними лапками, или задирает все тело и позволяет ветру тащить его по воде, как парусную лодочку. Даже легкий толчок ветра может пронести его через весь пруд.

Конечно, не всякая рыба или лягушка услужливо высовывается на поверхность воды, чтобы попасть на ужин пизауриду. Но паук научился неплохо нырять в случае необходимости. Он даже может пробыть под водой больше получаса.

Еще один зверек может ходить по воде. Это ящерица василиск. Она живет в центральной Америке. Весит он около 100 грамм. Василиск — редчайшее существо, которое бегает по воде со скоростью до 12 км/ час, т.е. в три раза быстрее, чем водомерка и ходьбы человека. Удерживаться на воде и бегать по ней ящерице помогают частые удары лапками. При этом в воде возникают ямки со стенками. Эти стенки, при быстро-повторяющихся ударах, за короткий промежуток времени между двумя соседними ударами ведут себя как твердые. Когда ящерица толкает воду ногой вниз и назад, то вода отвечает с такой же силой, толкая ее вверх и вперед. Отталкиваясь, ящерица бежит по воде как по суше.

Как оказалось, очень немногие существа способны ходить по воде.

3.8. Интересные факты из жизни водомерок

1. Водомерки общаются друг с другом, вызывая небольшие волны на поверхности водоёма. Различная частота колебаний соответствует разным типам сигналов, например, сообщению об опасности, брачному призыву или угрозе другой водомерке, пришедшей на чужую территорию.

2. Чтобы лучше разглядеть это насекомое, человеку следует приближаться к нему против солнца, поскольку, попав в тень, водомерка убегает. Встревоженные чем-то насекомые убегают всегда в южном направлении.

3. В дождливую и ветреную погоду водомерки ищут укрытия в зарослях на берегу.

4. В случае опасности водомерка подпрыгивает в воздух на высоту до 50 см.

5. Водомерки способны преодолевать за одну секунду расстояние в сотни раз превышающее длину их собственного тела. Они способны развивать скорость до 125 см/с или 4 км/ч. Это сравнимо со скоростью пешехода.

6. Вес водомерки примерно составляет 28 мг или 0,28гр. Это в 7 раз меньше веса одного чайного пакетика.

4. Исследования, почему водомерки ходят по воде

Как уже нам стало известно, водомерки скользят по воде по двум причинам:

- лапки водомерки покрыты тончайшими волосками (тоньше человеческого волоса в 10 раз);

- их лапки смазаны жиром.

Между этими волосками образуется воздушная подушка, которая не позволяет этой лапке потонуть, а соответственно, и ходит водомерка по воде, как человек по земле.

Также я узнал, что водомерке помогает оставаться на воде физические свойства, связанные с её поверхностным натяжением. Однако этот момент я не стал раскрывать в своей работе.

Я нашел водомерку и наблюдал за особенностями ее поведения в привычной для нее среде обитания – поверхности воды в реке Иня.

Провел опыты, с помощью которых понятно, за счет чего предметы держатся на воде. Сравнил их с уникальным строением лапок водомерки.

Также, исследовал особенности поведения на воде других насекомых.

Подробные результаты всех исследований, а также фото и видео отчет, представлены в приложениях к данной работе.

5. Заключение

Раскрывая тему моей работы, я выяснил, что не многие существа способны ходить по воде.

Водомерка уникальная в России, кто может так легко и грациозно скользить по водной поверхности.

Огромную пользу приносят водомерки экосистеме и участвуют в популяции кровососущих насекомых, что для каждого человека является не мало важным событием. Ведь все мы не любим, когда нас кусают эти злостные насекомые.

6.  Список использованной литературы:

1. Феоктистова Н. Ю. «Бегущие по воде», Журнал зоология №37/2002.

2. Бровкина Е.Т. Сивоглазов В.И. «Животные водоемов и побережий. Учебное пособие для школьников младших и средних классов» - М.: Эгмонт Россия, 2002.

3. Мамаев Б. М. «Школьный атлас-определитель насекомых» - М.: Просвящение, 1985.

4. Плавильщиков Н. Н. «Определитель насекомых» - М.: Топикал, 1994.

5. Акимушкин И. И. «Мир животных» - М.: Издательский дом Мещерякова, 2017.

6. Акимушкин И. И. «Мир животных. Рассказы о насекомых. Том 5 – М.: Мысль, 1975.

Интернет ресурсы:

1. https://wildfauna.ru/vodomerka

2. http://fb.ru/article/290843/porazitelnoe-nasekomoe---vodomerka-klop-pokorivshiy-tri-stihii

3. http://ecosystema.ru/08nature/w-invert/127.htm

4. https://1klop.com/nasekomoe-vodomerka-prudovaya-kak-vyiglyadit-interesnyie-faktyi

5. http://www.zoolog.com.ua/ru/besxrebet10.html

6. https://nasekomie.biz/klopy/vodomer-nasekomoe.html

7. https://domovod.guru/borba-s-vreditelyami/klopy/vodyanoy-klop-gladyish-ukus.html

8. https://bioros.net/nasekomye/gladysh-vodyanoy-klop-foto-vodyanoy-klop-gladysh-kus.html

9. http://www.origins.org.ua/page.php?id_story=1171

11