Kako najveće stenice gazivode na svetu skaču po vodi

Foto: Pixabay/analogicus

Dobro je poznato da koriste svoje duge hidrofobne noge i održavaju tela na površini bez razbijanja iste. Ispod svake noge, površina vode se savija stvarajući ulegnuće (meniskus). Teže stenice gazivode stvaraju veća udubljenja, koja proizvode jaču silu usmerenu nagore koja podupire telo insekta.

Kad stenice gazivode beže od predatora koji napadaju iz dubine, one skaču uvis. Njihov skok može dostići brzinu veću od jednog metra po sekundi u samo deliću sekunde (10-20 milisekundi) bez probijanja površine vode. I roboti su napravljeni da imitiraju ovo ponašanje, piše Phys.org.

Preporučujemo

Da bi izvele te skokove, stenice gazivode brzo gurnu noge nadole na površinu vode, ali ne previše brzo, tako da površina ostane nerazbijena. Svako udubljenje funkcioniše kao mini trampolina: što je dublje pritisnuta - jača je sila usmerena nagore koja omogućava brz skok.

Donedavno je smatrano da sve stenice gazivode skaču na ovaj način. Međutim, proučavano je samo nekoliko malih vrsta koje predstavljaju samo 10% punog raspona telesnih veličina sternica gazivoda (10-60 mg) jer su lako dostupne istraživačima.

Nedavne istraživačke ekspedicije u cilju izučavanja najvećih stenica gazivoda na svetu, u suptropskim šumama Vijetnama, praćene matematičkim modeliranjem, otkrile su novi mehanizam skakanja koji koriste džinovska stenica gazivoda (Gigantometra gigas) i neke druge velike stenice gazivode čija telesna veličina premašuje 80 mg.

Studija je otkrila novi mehanizam skakanja kod džinovskih stenica gazivoda, koje su 10 puta teže od onih uglavnom izučavanih. Terensko istraživanje je izvedeno u vijetnamskom nacionalnom parku Pu Mat. Istraživači su napravili veoma brze video snimke džinovskih stenica gazivoda kako skaču u svojim prirodnim sredinama i u transparentnim kontejnerima pored vode gde stenice gazivode žive.

Primećena je bitna razlika u načinu skakanja kod džinovskih stenica gazivoda i običnih manjih vrsta koje su već proučavane. Za razliku od manjih stenica gazivoda, džinovske stenice gazivode zapravo razbiju površinu vode kad gurnu noge nadole prilikom skoka. Nakon što probiju površinu vode, njihove noge se brzo kreću nadole okružene slojem vazduha uhvaćenog u i oko dugih dlačica na nogama ove vrste.

Dok se noga okružena vazduhom kreće kroz vodu nailazi na silu otpora, takozvanog zatezanja, suprotnu njenom kretanju. To je slično načinu na koji veslo pokreće čamac na vodi. Ova sila gura džinovske stenice gazivode uvis tokom druge faze skoka. U deliće sekunde (oko 40 milisekundi), džinovske stenice gazivode postignu brzinu tela od oko 1m/s ili više. Iako primenjuju novi mehanizam skakanja, takva brzina je slična brzini prethodno izučavanih manjih vrsta.

Istraživači su zatim razvili matematički model skakanja stenica gazivoda kako bi otkrili razlog iza posebnog načina skakanja kod džinovskih stenica gazivoda. Zaključili su da su ove najveće stenice gazivode na svetu toliko teške da isti mehanizam nerazbijanja površine vode jednostavno ne bi funkcionisao; to bi rezultiralo sporijim skokom koji bi ih učinio ranjivijim u suočavanju sa predatorima kao što su ribe.

Ovo otkriće pokazuje da stenice gazivode koriste različite mehanizme skakanja s obzirom na telesnu veličinu.

„Otkriće je zanimljivo i sa inženjerskog i sa evolucionog stanovišta pošto daje inspiraciju za robote koji hodaju po vodi i solidnu teorijsku osnovu za buduće komparativne analize brojnih vrsta stenica gazivoda u cilju razumevanja koevolucije između veličine tela i mehanizma skakanja“, komentar je istraživačkog tima.

(Telegraf Nauka/Phys.rg)