Интернет: новые возможности и перспективы – людям!

Всероссийский Фестиваль интернет-проектов

«Новая Реальность»
 
 
 
 
 
 
 

График проведения Фестиваля

25 ноября 2008
Москва
Церемония вручения Премии Рунета 2008
23 декабря 2008
Москва
Итоги 2008 года
1-4 апреля 2009
Москва
Российский интернет-форум

Веслоногие рачки могут взлетать, спасаясь от хищников

Американские ученые в статье под названием «Планктон достигает новых высот, спасаясь от хищников» описали способность двух видов веслоногих рачков выпрыгивать из воды и пролетать значительные расстояния по воздуху при реакции бегства от планктоноядных рыб.

Наверное, многие видели, как мелкие рыбки выпрыгивают из воды и летят врассыпную. Оказалось, что так могут вести себя не только рыбки, но и копеподы — веслоногие рачки, одна из самых многочисленных и важных групп животных на планете. Эти мелкие (обычно длиной от 1 мм до 1 см) рачки живут почти во всех водоемах. Есть копеподы планктонные (живущие в толще воды), донные (в том числе живущие между частичками песка — в интерстициали). Многие виды стали паразитами. А есть среди них и относящиеся к гипонейстону — населению нижней стороны поверхностной пленки воды. Планктонные и гипонейстонные копеподы — основная пища многих видов рыб.

Большинство планктонных копепод используют два основных способа защиты от хищников. Первый способ — полная прозрачность и мелкие размеры. Чем хуже тебя видно — тем меньше вероятность, что хищник заметит тебя и бросится в погоню. Второй — вертикальные миграции. Днем большинство копепод мигрируют на глубину, иногда преодолевая за сутки более 500 м. На глубине темно — рыбы, охотящиеся с помощью зрения, не могут ловить жертв. Ночью рачки поднимаются к поверхности, где больше пищи. Если же рачка все-таки заметила рыба, он пытается удрать, совершая очень резкие и быстрые скачки за счет ударов своих «вёсел-ног» — грудных конечностей. Для своих размеров копеподы достигают в воде огромной скорости (до 80 см/с) и ускорения (200 м/с2). Для более быстрого проведения нервных импульсов, обеспечивающих реакцию бегства, у копепод — чуть ли не единственных среди беспозвоночных — даже возникли миелиновые оболочки аксонов.

Но гипонейстонным копеподам приходится особенно туго. Многие из них довольно крупные и при этом окрашенные — пигменты защищают их ткани от вредного действия ультрафиолетового света. На глубину днем они тоже зачастую не уходят. Как же они спасаются от рыб? Это и решили выяснить ученые из Института морских исследований Техасского университета и двух других научных учреждений США.
 

Рис. 2. Реакция копеподы Anomalocera ornata на приближение хищника. Изображение из обсуждаемой статьи в Proceedings of the Royal Society B

В природе им удалось заснять на видеокамеру, как один из видов — крупная (2,5–3,1 мм длиной) копепода Anomalocera ornata из семейства Pontellidae — выпрыгивает из воды, спасаясь от молоди кефалей. Копеподы обычно обнаруживают хищника по создаваемым им токам воды, когда он приближается на расстояние в несколько миллиметров. Спасаясь от двухсантиметровых рыбок, копепода пролетала по воздуху в среднем 8 см, а длина рекордного полета составляла 17 см — почти 80 длин тела рачка! Почти во всех случаях рыба при этом теряла рачка из виду и прекращала преследование и только в одном случае из 89 все-таки съела его.

Поведение другой, более мелкой копеподы Labidocera aestiva из того же семейства (длина тела 1,8–2 мм) авторы изучили в лаборатории. Там рачка пугали, внезапно затемняя (ранее было установлено, что это вызывает реакцию бегства), и снимали с помощью скоростной видеокамеры. Этот вид мог выпрыгивать из воды на высоту до 6 см и пролетать 7,6 см, хотя в среднем дальность «полета» составляла всего 1,6 см. Скорость полета в воздухе составляла у обоих видов в среднем 60–70 см/с. Удивительно, что Labidocera aestiva при прорыве поверхностной пленки начинала вращаться вокруг своей оси, причем скорость вращения достигала 7 500 оборотов в минуту — то есть гораздо больше, чем скорость вращения винта вертолета.
 

Рис. 3. Положение Labidocera aestiva (вверху) и Anomalocera ornata (внизу) в начале полета. Изображение из обсуждаемой статьи в Proceedings of the Royal Society B

При этом поведение двух видов различалось. Labidocera aestiva подвсплывала и тонула, в фазе опускания ориентируясь головой к поверхности. Anomalocera ornata постоянно была ориентирована спиной к поверхностной пленке (см. рис. 3). Но, видимо, обе копеподы выпрыгивали под близким углом, прижимая антенны к телу. Для Labidocera aestiva было показано, что летит она по баллистической траектории, без планирования. Расчеты показали, что на прорыв поверхностной пленки этот рачок тратит от 60 до 90% кинетической энергии, что приводит к заметному снижению скорости. Несмотря на это, улетать оказывается энергетически выгоднее, чем уплывать. Под водой единичный удар конечностей вызывает «прыжок» всего на 1–2 длины тела. Чтобы удрать за пределы поля зрения хищника, приходится делать несколько таких прыжков. А «взлетая», копеподы разгоняются за счет единственного удара ног, но благодаря более низкой плотности воздуха пролетают большее расстояние и сразу оказываются вне поля зрения хищника, экономя при этом энергию.

Расчеты авторов показывают, что для сохранения скорости полета при прорыве водной пленки с обычным поверхностным натяжением поверхность тела копепод должна быть гидрофобной. Возможно, это так и есть. Авторы выдвигают и альтернативную гипотезу — возможно, в момент прыжка рачок выделяет секрет, снижающий поверхностное натяжение (на теле копепод-понтеллид есть поры неизвестного назначения).

На некоторых новостных порталах сообщалось, что такое поведение рачков отмечено впервые. Но к чести авторов надо сказать, что они нашли более ранние упоминания о полетах копепод и сослались на них в своей работе. Первая статья под названием «Летающая копепода» была опубликована еще в 1894 году. Однако эти единичные наблюдения не объяснили роль полетов, а само поведение не было подробно изучено.

Интересно, как началось исследование. Один из соавторов гулял по берегу университетской гавани на побережье Мексиканского залива и увидел на поверхности воды что-то вроде ряби от капелек дождя, хотя дождя не было. Черпанув воды из гавани, он понял, что это выпрыгивают из воды и плюхаются обратно копеподы. Короче, хоть и не бросал камушки в воду, но внимательно смотрел на круги, ими образуемые — и это действительно оказалось совсем не пустой забавою.

Источник: Brad J. Gemmell, Houshuo Jiang, J. Rudi Strickler, Edward J. Buskey. Plankton reach new heights in effort to avoid predators // Proceedings of the Royal Society B. Published online 21 March 2012.

Источник: http://elementy.ru/

 

Организаторы:

Информационные партнеры:

Обратная связь © 2010 - РА "Позитив". При использовании материалов ссылка на www.novreal.ru обязательна.