Физика в мире животных: стрекозы и их полет
- Научно-популярное
Стрекоз можно назвать прирожденными летунами. В воздухе эти насекомые проводят очень много времени, причем большинство видов без труда показывают примеры техники высшего пилотажа. К примеру, стрекоза может зависать в воздухе, лететь очень быстро или очень медленно, неожиданно менять направление своего полета в любом направлении. У стрекоз четыре крыла, которые действуют независимо друг от друга. Можно было бы думать, что движения переднего и заднего крыльев синхронизированы таким образом, что оба крыла составляют как бы единое целое, одну плоскость. Но это вовсе не так.
Сразу стоит сказать, что принцип полета стрекозы не уникален, его используют многие насекомые, как двукрылые, так и четырехкрылые. В основе всего - возникновение тяги в том случае, если махи крыльями вниз совершатся быстрее, чем махи вверх. По сравнению с полетным аппаратом большинства насекомых, эта система у стрекоз значительно усложнена. Для чего? Дело в том, что это усложнение позволяет стрекозам выполнять в воздухе приемы, которые большинству других насекомых недоступны. Кроме того, стрекозы могут разгоняться до очень большой скорости в 40 километров в час.
При ближайшем рассмотрении размещения крыльев стрекозы можно видеть, что расстояние между сочленениями передних и задних крыльев гораздо меньше, чем ширина этих крыльев. И даже, если они разведены довольно широко, все равно, при встречных движениях такие крылья должны зацепляться друг за друга. На самом деле, стрекоза не испытывает никаких неудобств в полете. Они старается (хотя «старается» - немного не то слово) совмещать контуры передних и задних крыльев. При полете вперед крылья стрекоз расходятся, а при схождении хлопают друг по другу.
Причем в этом случае плоскости верхних и нижних крыльев вовсе не параллельны. Задние кромки крыльев при движении несколько отстают в своем движении от передних. Так что при взмахах верхние и нижние крылья формируют схлопывающийся клин, вследствие чего назад выбрасывается струя воздуха, создавая реактивную силу, толкающую стрекозу вперед. Специалисты говорят, что компоновка крыльев стрекозы оптимальна для полета.
В результате в большинстве случаев стрекозы летают быстрее, чем их жертвы. Кроме того, эти насекомые могут выполнять практически любые маневры, очень быстро поворачивая в стороны, пикируя вниз или поднимаясь вверх. Мало какие насекомые способны избежать столь быстрого охотника.
Интересно, что раньше ученые считали, что использование столь сложного летательного аппарата требует от стрекоз больших физических затрат. Ученые из Ульмского университета в Германии и Королевского ветеринарного колледжа в Лондоне не так давно решили проверить это утверждение. Для того, чтобы это сделать, специалисты разработали роботизированную стрекозу. Ее поместили в минеральное масло, через которое пропускали газ. Вверх поднимались пузырьки, которые моделировали движения воздуха вокруг крыльев в полете. Механическую стрекозу оснастили датчиками, при помощи которых ученые измеряли ту силу, которая требуется для поднятия или опускания крыла.
Так вот, авторы исследования получили данные, которые ясно показывают: стрекозы используют специальный алгоритм полета, который позволяет увеличить эффективность работы крыльев этих насекомых на 22% по сравнению с летающими насекомыми, у которых два крыла. Дело в том, то при прохождении определенной части пути заднее крыло стрекозы улавливает поток воздуха от движения крыла, которое находится спереди и определенным образом отталкивается от него. Важным моментом является еще и то, что крылья стрекоз изгибаются от оснований к верхушкам. Это позволяет отбрасывать воздух без особых проблем подобно тому, как отбрасывают его крылья птиц. Результаты изучения полета стрекоз этой группой исследователей были опубликованы в издании Journal of the Royal Society Interface.
Что касается боковых маневров, то стрекозы делают это благодаря разбалансу крыльев. Для того, чтобы получить возможность быстро сместиться влево, стрекозе необходимо увеличить амплитуду махов у правой пары крыльев. Опрокидывание стрекозы становится маловероятным, если учесть умение этих насекомых работать с положением брюшка. При полете налево, чтобы не произошло смещение, стрекоза изгибает брюшко вправо. Кстати, для того, чтобы повернуть вправо, стрекозе нужно начать немного схлопывать левую пару крыльев. В результате этого маневра крылья отбросят определенное количество воздуха назад и насекомое повернется вправо.
Кстати, ранее считалось, что утолщения на передней кромке крыла стрекозы предназначены для нивелирования так называемого флаттера . Этот термин обозначает колебания жестких крыльев. Сейчас некоторые ученые полагают, что эти утолщения работают в качестве амортизаторов, облегчающих разведение верхних и нижних крыльев. Если бы не этот фактор, то верхние и нижние крылья могли бы схлопнуться и стрекоза не смогла бы больше нормально летать.
Интересно, что при наборе скорости стрекоза буквально таранит своих жертв. Сила удара при этом очень высокая. Но стрекоза не страдает от столкновений благодаря своему прочному и эластичному хитиновому покрову. А вот жертвам стрекоз везет меньше, они теряют способность двигаться или даже умирают от подобных столкновений.
В целом, стрекозы - идеальная машина для полета и охоты. Организм насекомого состоит из нескольких уникальных элементов, каждый из которых сложен, но эффективен.
Стрекозы (Libellulo sp.)
Научное название этих насекомых происходит от латинского слова LIBELLA, что означает «маленькие весы». Горизонтально расправленные в полете крылья стрекозы действительно напоминают уравновешенные чаши весов.
За последние годы несколько видов стрекоз стали чрезвычайно редкими, однако в мире все еще остается более 5000 видов этих замечательных насекомых, больше их в теплых странах.
Наиболее примечательная черта внешности стрекозы — ее великолепные крылья, очень тонкие и прозрачные, с сетью тоненьких прожилок, придающих крыльям жесткость. Узор на крыльях у стрекоз может быть различным в зависимости от того, к какому виду принадлежит стрекоза. В передней части каждого крыла находится специальное темное пятнышко — стабилизатор, не дающий крылу вибрировать в полете. Пара передних крыльев движется независимо от пары задних.
У современных видов их размах может достигать 18 см, а в каменноугольном периоде много миллионов лет назад жили стрекозы с размахом крыльев до 1 м!
Стрекоза летает бесшумно и быстро. Для её полета характерны внезапные изменения направления: она способна делать виражи под прямым углом,удерживаться в воздухе, не двигаясь, и даже летать хвостом вперёд! Стрекозы способны даже делать сальто в воздухе. Когда стрекоза отдыхает, сидя на ветке, её крылья всё равно расположены в горизонтальном направлении. Это одно из отличий настоящих стрекоз от некоторых родственных им видов, которые складывают крылья вертикально, вдоль спинки, подобно дневным бабочкам.
Стрекозы могут совершать перелеты на довольно большие расстояния. Они летают быстрее всех прочих насекомых. Обычная скорость их полёта -около 30 км/ч, а максимальная может достигать даже 57 км/ч! В некоторых случаях они способны развивать на коротких дистанциях поразительную скорость — до 104 км/ч. Быстро летящая стрекоза взмахивает крыльями примерно 30 раз в секунду — так, что практически невозможно различить их движение. Большая скорость полета и невероятные акробатические трюки часто помогают стрекозам спастись от хищников.
Голова у стрекозы довольно крупная в сравнении с общими пропорциями тела и может поворачиваться практически в любом направлении. В передней части головы имеются два огромных глаза, а еще три маленьких находятся на макушке. Фасеточные глаза состоят из большого количества отдельных маленьких «глазков», количество которых бывает разным у разных насекомых. У стрекоз оно самое большое: до 28 тысяч в каждом глазу!
Огромные сложные глаза стрекозы занимают почти всю поверхность головы, так что она кажется похожей на шарик, смотрящий сразу во все стороны. Верхними фасетками стрекоза видит чёрно-белые тона, а нижние различают цвета. Это позволяет стрекозе заметить приближение опасности и различить жертву как на фоне неба, так и на фоне земли. Благодаря широкоугольному зрительному охвату пространства хищница видит добычу, где бы та ни находилась, - спереди, сзади или сбоку, и стремительно бросается к ней, чем и объясняется зигзагообразная траектория стрекозиного полета. Стрекоза способна заметить насекомое, находящееся в 12 метрах от нее.
Ниже глаз стрекозы расположены челюсти с пилообразными зубами, которыми стрекоза может нанести сильный укус своей добыче. Несмотря на страшные челюсти, стрекозы никогда не причиняют вреда животным и человеку. Напротив, они приносят немало пользы, сокращая численность комаров и мух, — эти вредители и их личинки составляют излюбленную пищу стрекоз и нимф.
Два крошечных усика-антенны, являющихся органами обоняния и осязания, также расположены на голове, но их не всегда можно заметить, поскольку эти антенны тоньше человеческого волоса.
Туловища у многих стрекоз ярко-голубые или зеленые, а у некоторых красные или оранжевые. Некоторые стрекозы носят на теле узор из черных или желтых полос. Длинное тонкое туловище стрекозы состоит из двух основных частей. В первой части — тораксе, или груди, расположены мощные мускулы, управляющие крыльями. К этой же части тела стрекозы крепятся и шесть ножек, тонких и покрытых волосками. Ими стрекоза цепляется за растение, когда сидит, отдыхая. Они не очень приспособлены для передвижения, но могут использоваться для захватывания добычи.
Вторая часть тела стрекозы — брюшко. Оно обычно бывает веретенообразной формы, а его цвет зависит от пола особи. Внутри него размещаются пищеварительная и дыхательная системы. Дыхательная система состоит не из легких, а из тоненьких трубочек, которые вбирают воздух и разносят его по всему телу. На конце тела имеется клешнеобразный захват, которым самец удерживает самку во время спаривания. Длина тела стрекозы может достигать 10 см.
Развитие стрекозы от нимфы до взрослого насекомого включает в себя ряд удивительных превращений. Взрослая стрекоза обычно живет не более двух недель. Даже самые долгоживущие умирают через шесть недель. Но это только одна, заключительная стадия жизни стрекозы.
Когда самец стрекозы готов к спариванию, он в течение примерно недели совершает облет своей территории, помечая ее и отгоняя прочь всех самцов-соперников. После этого он избирает самку. Сначала он пытается обхватить ее голову или туловище своими лапками. Если самка уступает, они летят вместе, спариваясь в полете и представляя собой в этот момент своеобразное «летающее кольцо».
Затем они разделяются, и вскоре самка откладывает на лист водяного растения, в жидкую грязь или в воду определенное количество яиц желтоватого цвета. Она откладывает примерно 600 яиц - 1 яйцо каждые 5 секунд. Различные виды стрекоз откладывают яйца в разные места.
Созревание яиц обычно занимает от двух до пяти недель. Когда наконец из яйца появляется личинка, или нимфа, то сначала она ведет подводный образ жизни. Бескрылые нимфы способны дышать под водой с помощью особого органа, именуемого жабрами. В течение двух лет нимфы охотятся на мелких насекомых, а иногда даже на мальков.
На стадии нимфы — которая намного длительнее, чем стадия взрослого насекомого, — личинка меняет кожу до 15 раз. Личинка стрекозы поглощает огромное количество пищи. Любые мелкие существа, оказавшиеся в пределах ее досягаемости — личинки других насекомых, водяные блохи, черви, головастики и мальки, — исчезают в ее прожорливой пасти. Стрекозы проходят через неполный цикл развития. Последняя личинка превращается во взрослую стрекозу, не окукливаясь.
Под подбородком у стрекозиной личинки расположена губа, имеющая очень необычное строение и именуемая маской. Она является великолепной ловушкой для насекомых и больше всего напоминает длинную руку с захватом на конце. Когда нимфа сидит спокойно, маска практически не видна. Но если она замечает потенциальную добычу, то маска выстреливается вперед, хватая неудачливое насекомое и подтягивая его к страшным челюстям личинки. Есть у этих личинок ещё одна особенность — водяной насос. Набрав в брюшко воды, стрекоза может с силой выбрасывать её с другой стороны. Это заставляет тело личинки сделать рывок, который и спасает её в минуту опасности. Тело нимфы имеет тускло-коричневую окраску, благодаря которой ее трудно заметить на дне водоема среди песка и ила.
По-другому поступает личинка стрекозы плоской. Плоское тело личинки под водой быстро обрастает бурыми водорослями, колышущимися течении, которые отлично камуфлируют обладательницу. Сама же личинка лежит на дне неподвижно, ждёт, когда добыча сама к ней подойдёт, а уже тогда в дело вступает хватательная маска.
В воде личинки стрекозы живут 1-5 лет. Когда личинка достигает полного развития, она инстинктивно выползает по стеблю водного растений на поверхность и висит над водой, уцепившись за стебель. Постепенно кожа личинки сползает, обнажая голову и тело. Нимфа превращается во взрослую стрекозу. Но когда личинка выбирается из воды и сбрасывает кожу, она подвергает себя большой опасности. В течение часа или двух она еще не способна летать и за это время может попасть на обед к пауку, рыбе или водяной птице. Это долгий и трудный процесс: только на расправление крылышек нужно 6—7 часов.
Стрекозы — великолепные охотники. Благодаря своей быстроте и ловкости они легко могут ловить насекомых на лету. Используя свои хватательные ножки в качестве клетки для пойманной жертвы, стрекоза относит изловленное насекомое на свою любимую камышинку и там поедает его. Крупные стрекозы могут даже спускаться к самой воде, чтобы схватить маленькую лягушку или рыбку.
Некоторые стрекозы предпочитают заболоченные водоемы с темной кислой водой. А других можно обнаружить возле стремительных горных потоков или стоячих прудов, широких рек, каналов или тихих озер. Хотя летом некоторые стрекозы летают на открытых полянах и греются на солнышке среди кустарника, но для спаривания они всегда прилетают к водоему. Стрекозы любят солнечные дни, а в пасмурную погоду прячутся в укрытие.
Никто не знает, почему тот или иной вид стрекоз предпочитает в качестве местожительства такие разные водоемы. Когда стрекоза в первый раз подлетает к воде, она часто погружает в нее брюшко. Возможно, таким способом она проверяет, не является ли этот водоем лужей, которая через несколько дней может высохнуть под лучами солнца. Какой бы вид водоема ни выбрала стрекоза, она предпочитает, чтобы в этом водоеме были водоросли, а вдоль берегов росли камыши или другие виды водных растений. Взрослые стрекозы используют эти растения в качестве места для отдыха, а нимфы, готовые превратиться во взрослых насекомых, могут выползти из воды на воздух по длинным прочным стеблям этих растений.
Стрекозы делятся на две основные группы — «ястребков» и «метальщиц». Стрекозы-метальщицы обычно сидят на своем «насесте» и, завидев добычу или соперника, срываются с места, подобно стреле. А стрекозы-ястребки летают над водоемом, высматривая поживу, которую можно схватить, или недруга, которого нужно отогнать.
Есть и другое разделение стрекоз - различают равнокрылых и более крупных не равнокрылых стрекоз. Равнокрылые (лютки, стрелки, красотки) держат крылья в состоянии покоя высоко поднятыми над брюшком. Эти стрекозы летают медленно, часто парят в воздухе и сидят на береговых растениях, бросаясь оттуда на высмотренную добычу. Они охотятся обычно на комаров и мух.
Неравнокрылые стрекозы (коромысло, зеленая бабка, плоская стрекоза), когда сидят, расправляют крылья плоскостно. Большую часть времени эти стрекозы проводят в воздухе, гоняясь за добычей. Пойманное насекомое либо пожирается ими на лету, либо стрекоза возвращается с добычей на свое излюбленное место, чтобы пообедать там.
У стрекоз имеются столь же прекрасные родственницы, именуемые красотками. И стрекозы, и красотки носят имена, которые были даны им из-за внешнего вида или образа жизни. В качестве примера можно назвать такие виды, как синехвостая красотка, красноглазая красотка, белоносая стрекоза, лазурная стрекоза-ястребок.
Летом на речке легко повстречать стрекозу красотку блестящую. Название говорит само за себя: тело самца окрашено в переливчатый синий цвет, с такими же пятнами на крыльях, а самки — в зелёный, с жёлтыми крыльями. Летает эта стрекоза над самой водой, и полёт её состоит из повторяющихся прыжков: красотка открывает одновременно все четыре крыла, подбрасывая себя в воздух, а затем складывает их, падая в воздушную яму. Стрекозы из семейства красоток отличаются «затемнёнными» крыльями: синие пятна на прозрачном фоне.
Признанные мастера полёта — представители неравнокрылых стрекоз - стрекозы-коромысла. Их крылья, ещё большие по размеру, чем у красотки, отличаются друг от друга: задние шире, и неподвижные, а передние узкие и двигаются. В воздухе неподвижные крылья дают стрекозе огромное преимущество: они резко увеличивают манёвренность полёта.
Умеют стрекозы и зависать в воздухе, высматривая подходящую добычу. За эту особенность некоторые представители коромысел получили название дозорщиков. Вот от поверхности воды оторвался маленький комар. Ни на секунду не задерживаясь, стрекоза срывается с места и с огромной скоростью несётся к нему. Она выставляет вперёд сцепленные между собой лапки, образуя что-то вроде сачка. Лапки покрыты крупными щетинками, и даже мелкой мухе не удастся вырваться из смертельного капкана. Подхватив своим сачком насекомое, стрекоза прямо на лету его поедает и сразу же заходит на новый вираж.
Большое коромысло (Aeschna grandis) - длина тела 8 см, размах крыльев 11 см. Признаки: по 2 зеленых пятна на кольцах брюшка; у самцов 2 овальных желто-зеленых пятна на груди и синие пятна на брюшке. Личинки выводятся в конце апреля— начале мая из перезимовавших яиц; развитие во взрослое животное длится обычно 2 года. Места обитания - повсюду возле канав, прудов и озер, а иногда и далеко от водоемов; распространены в Европе, Малой Азии и Северной Африке.
У разных народов мира существует немало преданий, связанных со стрекозами. Например, в Японии когда-то считалось, что эти изящные насекомые приносят удачу; стрекозы там были символом отваги.
В Великобритании было широко распространено поверье, что стрекоза может указать хорошему человеку место, где ловится много рыбы. А в Северной Америке существовало другое поверье: если кто-нибудь убьет стрекозу, то все члены его семьи вскоре умрут.
Некоторые птицы не отказались бы закусить и взрослой стрекозой, однако немногие из них достаточно быстры и ловки для этого. В качестве исключения можно назвать сокола-чеглока. Эта хищная птица летает быстрее, чем стрекозы, и ловит их прямо на лету.
Большое коромысло (Aeschna grandis)
| Величина | Длина тела 8 см, размах крыльев 11 см |
| Признаки | По 2 зеленых пятна на кольцах брюшка; у самцов 2 овальных желто-зеленых пятна на груди и синие пятна на брюшке |
| Питание | Добыча стрекоз — прежде всего другие насекомые и их личинки; взрослые стрекозы охотятся на лету, причем ноги образуют настоящую ловушку; добыча поедается на лету или после посадки; личинки живут в воде и хватают добычу (личинки насекомых, червей, головастиков) при помощи маски-ловушки на голове |
| Размножение | Личинки выводятся в конце апреля— начале мая из перезимовавших яиц; развитие во взрослое животное длится обычно 2 года |
| Места обитания | Повсюду возле канав, прудов и озер, а иногда и далеко от водоемов; распространены в Европе, Малой Азии и Северной Африке |
Стрекоза
Вдохновляющая идея для создания вертолёта
http://www. origins. /page. php? id_story=231
Стрекоза не может складывать свои крылья вдоль тела. Кроме того, способ, с помощью которого работают мышцы стрекозы во время движения крыльев при полёте, отличается от всех других видов насекомых. Именно из-за этих свойств, эволюционисты утверждают, что стрекозы - "примитивные насекомые".
В действительности, система полета этих так называемых "примитивных насекомых" является не чем иным, как чудом дизайна. Всемирный ведущий производитель вертолетов , Сикорский, закончил работать над проектом одного из своих вертолетов, взяв при этом за образец стрекозу. Компания IBM, которая помогала Сикорскому в этом проекте, начала с того, что перенесла модель стрекозы в компьютер (IBM 3081). Две тысячи специальных воспроизведений были сделаны на компьютере, которые копировали маневры стрекозы в воздухе. Таким образом, для перевозки солдат и артиллерии был создан вертолёт Сикорского на основе модели, полученной в результате наблюдений за поведением стрекозы.
Вертолёты Сикорского были разработаны по образцу безупречного дизайна и маневренной способности стрекозы
Джилс Мартин, фотограф-натуралист, втечение двух лет изучал поведение стрекоз, и сделал вывод, что эти создания имеют чрезвычайно сложный механизм полёта. Тело стрекозы имеет винтовую структуру, которая как бы покрыта металлом. Два крыла расположены крестообразно на теле, которое имеет окраску от светло-голубого до насыщенного красно-коричневого цвета. Именно такая структура тела позволяет этому насекомому прекрасно маневрировать.
Независимо от того, в каком направлении или с какой скоростью она летит, стрекоза может остановиться в любую секунду и продолжить свой полёт в противоположном направлении. Или если она охотится в данный момент, она может зависнуть в воздухе. И в таком положении она может достаточно быстро передвигаться в направлении своей добычи. Стрекоза может разгоняться до весьма удивительной, как для насекомых скорости - 40км/час , что равносильно скорости спортсмена, который бежит дистанцию 100 метров на Олимпийских играх со скоростью 39км/час.
При такой скорости стрекоза сталкивается со своей добычей. Сила удара при столкновении очень высокая. Однако стрекоза имеет очень прочный и очень эластичный панцирь. Именно гибкая структура этого панциря смягчает воздействие удара при столкновении, чего нельзя сказать о добыче стрекозы. Добыча "теряет сознание" или даже умирает от такого столкновения.
Глаз стрекозы считается самой сложной структурой глаза среди всех насекомых в мире. Каждый глаз содержит окололинз. Эти глаза занимают почти половину головы и дают насекомому очень широкое поле зрения, благодаря которому стрекоза может видеть даже то, что происходит у неё за спиной. Крылья стрекозы настолько сложно устроены, что любое представление об их случайном натуралистическом происхождении, кажется простой бессмыслицей.
После столкновения, задние лапки стрекозы берут на себя роль самого смертельного оружия. Лапки вытягиваются и захватывают оглушенную добычу, которая затем быстро разрывается на части и съедается при помощи мощных челюстей.
Вид стрекозы столь же внушителен, как и ее способность исполнять быстрые маневры на высокой скорости. Глаз стрекозы считается лучшим среди всех насекомых. У стрекозы два глаза, каждый из которых состоит приблизительно из тридцати тысячи различных линз. Два полусферических глаза, которые занимают почти половину размера головы, дают насекомому очень широкое поле зрения. Благодаря таким глазам, стрекоза может даже видеть то, что происходит сзади.
Поэтому организм стрекозы – это совокупность систем, каждая из которых имеет уникальную и совершенную структуру. Малейшая неисправность в любой из этих систем сделает невозможным использование всех остальных элементов. Но все это безупречно продумано и создано, и поэтому насекомое продолжает существовать.
Крылья Стрекозы
Самой важной характерной чертой стрекозы являются ее крылья. Однако невозможно посредством модели прогрессивной эволюции объяснить происхождение механизма полета, делающим возможным использование крыльев. Во-первых, теория эволюции терпит поражение в вопросе происхождения крыльев, так как они могли функционировать, только если они были развитыми и полностью «скоплектированными», чтобы правильно работать. Это положение дел, которое противоречит заявлениям эволюционистов о поэтапном развитии.
Давайте предположим на секундочку, что гены насекомого, передвигающегося по земле, подверглись мутации, и некоторые части тканей кожи на теле изменились. Было бы не очень благоразумно предполагать, что еще одна мутация в дополнение к этому изменению могла "случайно" добавиться, чтобы образовывать крыло. Кроме этого, мутации не только не обеспечат телу насекомого крылья и не принесут никакой пользы, но и снизят его мобильность. Насекомое в таком случае должно переносить больший вес, что не служит какой-либо реальной и полезной цели. Это поставило бы насекомое в невыгодное положение в сравнении с соперниками. Более того, согласно фундаментальному принципу теории эволюции естественный отбор привел бы к вымиранию этого физически неполноценного насекомого и его потомков.
Рисунок показывает движение крыла стрекозы во время полета. Передние крылья помечены красным. Детальное исследование показывает, что передняя и задняя пары крыльев машут с разным ритмом, что обеспечивает насекомому прекраснейшую технику полета. Такое движение крыльев возможно благодаря специальным мышцам, работающим в гармонии.
Более того, мутации происходят очень редко. В большинстве случаев они вредят животным, приводя часто к смертельным болезням. Именно поэтому мутации просто не способны вызвать формирования летательного механизма из некоторых частей тела стрекозы. После всего этого давайте спросим себя: даже если мы предположим реальность предлагаемого эволюционистами сценария, почему тогда не существует окаменелостей «примитивной стрекозы»?
Нет разницы между окаменелостями самой древней стрекозы и стрекозами, живущими сегодня. Нет останков насекомого, которое было бы наполовину стрекозой или «стрекозой с появляющимися крыльями».
Как и другие формы жизни, стрекоза появилась однажды и с тех пор не изменилась. Другими словами, она была сотворена и никогда не «эволюционировала».
Скелеты насекомых формируются из крепкого защитного вещества, называемого "хитин". Это вещество было создано достаточно сильным для образования экзоскелета. Оно достаточно гибкое, чтобы двигаться мускулами, используемыми для полета. Крылья могут двигаться вперед и назад, вверх и вниз. Движениям крыльев способствует сложная соединенная структура. Стрекоза имеет две пары крыльев: одна пара в выдвинутом положении по отношению к другой. Крылья работают асинхронно, то есть, пока два передних крыла поднимаются, задняя пара крыльев опускается. Две противоположные группы мышц двигают крылья. Мышцы прикреплены к рычагам внутри тела. Пока одна группа мышц, сокращаясь, тянет вверх пару крыльев, другая группа открывает другую пару рефлексом. Вертолеты взлетают и опускаются с помощью похожей техники. Это позволяет стрекозе зависать, двигаться назад или быстро изменять направление.
Метаморфоз Стрекозы
После оплодотворения самки стрекозы больше не спариваются. Однако это не создает никаких проблем для самцов вида Calopteryx Virgo . Используя крючки, которые расположены на своём хвосте, самец хватает самку за шею. Самка охватывает своими лапками хвост самца. Самец, используя специальные выросты на своём хвосте, вычищает все семя, которое могло остаться от другого самца. Затем самец перекладывает семя из своего семенного отверстия в половое отверстие самки. Так как этот процесс длится часами, иногда самец и самка так и летают в таком сцепленном положении. Стрекоза откладывает созревшие яйца на отмелях озёр или водоёмов . После вылупления из яйца, личинка живет в воде в течение 3-4 лет. В течение этого времени питается она тоже в воде. Именно для этого у неё есть тело, способное достаточно быстро плавать, чтобы поймать рыбешку и мощные челюсти. По мере того, как личинка растет, кожа, покрывающая ее тело, натягивается. Личинка сбрасывает свою кожу четыре раза. Когда подходит время последнего сбрасывания (пятого), она выходит из воды и начинает подниматься на высокое растение или камень. Личинка продолжает подниматься до тех пор, пока её ноги больше не могут передвигаться. И тогда с помощью специальных крючков, которые находятся на кончиках её лапок, личинка закрепляется на поверхности. Один промах и падение означает для неё неминуемую смерть.
Эта последняя стадия развития личинки отличается от предыдущих четырёх тем, что с помощью удивительного преобразования Бог превращает личинку в летающее существо.
Сначала трескается задняя часть личинки. Трещина расширяется и становится открытой щелью, через которую пытается вылезти новое, совершенно отличное от личинки существо. Этот чрезвычайно хрупкий организм защищен натянутыми связками, оставленными от предыдущего существа. Эти связки необычайно прозрачны и эластичны. Потому что если бы они не были такими эластичными, то они ломались бы и не могли удержать личинку, а это вело бы к тому, что личинка падала бы в воду и погибала.
Кроме того, организм стрекозы имеет ряд специальных механизмов, которые помогают ей сбрасывать кожу. Старое тело стрекозы сжимается и становится морщинистым. Для того чтобы "открыть" это тело, в организме стрекозы существует специальная насосная система и специальная жидкость, которая используется во время этого процесса. Эти сморщенные части тела насекомого раздуваются с помощью выкачивания жидкости после её выхода через щель. Тем временем, химические растворяющие вещества начинают разрушать связки, не повреждая при этом новое тело. Эти процессы происходят точно, хотя если бы одна лапка застряла в старом теле, это привело бы к гибели стрекозы. Затем лапки подсыхают и затвердевают в течение приблизительно двадцати минут до того, как стрекоза начнёт их испытывать.
Крылья у этого нового существа уже полностью сформированы, но находятся в свёрнутом состоянии. С помощью резких сокращений тела жидкость выкачивается в ткани крыльев. Затем крылья выпрямляются и подсыхают.
После того как новый организм покидает старое тело и полностью высыхает, стрекоза испытывает все лапки и крылья. Лапки складываются и вытягиваются одна за другой, а крылья поднимаются и опускаются.
Наконец, насекомое приобретает такую форму, которая предназначена для полёта. Трудно поверить, что это совершенное летающее существо и есть то червеобразное, которое вышло из воды. Стрекоза выкачивает лишнюю жидкость, чтобы уравновесить систему своего организма. Метаморфоза завершена и насекомое готово к полёту.
Когда мы думаем о том, как произошли все эти чудеса, мы снова сталкиваемся с несостоятельностью теории эволюции, поскольку эта теория настаивает на возникновении живых видов в результате ряда последовательных случайностей. Однако метаморфоза стрекозы является настолько сложным процессом, который происходит так, чтобы ни на одной из его этапов не произошло ни одной ошибки. Малейшая ошибка на какой-либо из этих стадий сделала бы превращение неполным и привела бы к повреждению или гибели стрекозы. Метаморфоза и в самом деле является "неснижаемо сложным" процессом и, следовательно, явным доказательством дизайна.
В заключение стоит сказать, что метаморфоза стрекозы – это одно из многочисленных свидетельств того, как безупречно Бог сотворил живые творения. Прекрасное мастерство Бога подтверждается даже в таком маленьком создании, как стрекоза.
Ученые выделяют около 5 тысяч видов стрекоз. Стрекозы – это самые крупные представители летающих насекомых.
Стрекозы бывают двух видов: разнокрылые и равнокрылые. Равнокрылые стрекозы более мелкие по размерам, к тому же не так хорошо летают, как разнокрылые стрекозы.
Внешний вид стрекозы
Стрекоза имеет длинное брюшко с парой щипцов, грудь и голову. Длина тела стрекоз в зависимости от вида варьируется в пределах 3-12 сантиметров. Окрас также разнообразен: белый, красный, зеленый, оранжевый, желтый. Крылья прозрачные и тоненькие, на них имеется большое количество продольных жилок, которые укрепляют их хрупкую структуру. Кроме того на крыле имеется темное пятно, это не просто украшение, оно служит для того, чтобы насекомое в полете не поддавалось влиянию вибрации.
Все стрекозы имеют по 3 пары ножек, покрытых щетинками. У них ротовой аппарат грызущего типа, при этом нижняя губа выполняет функцию гарпуна, она вылетает вперед и хватает жертву. У стрекоз огромные глаза, которые помогают им отыскивать добычу: они способны увидеть жертву на расстоянии около 10 метров. Глаза сложные, имеют фасеточное строение.
Образ жизни стрекоз
Стрекозы очень проворные, они летают с колоссальной скоростью, например, некоторые виды способны летать со скоростью 100 километров в час. Но чаще всего они летают со скоростью 5 километров в час. При этом они могут преодолевать сотни километров без остановок. Стрекозы могут зависать в воздухе, мгновенно останавливаясь.
Стрекозы — самые быстрые из насекомых. Когда стрекоза садится на землю или другую поверхность, она не складывает крылья, ее крылья всегда находятся в расправленном состоянии.
Все стрекозы являются хищными насекомыми, они питаются мухами, комарами, молью и другими мелкими насекомыми. Своих жертв стрекозы преследуют с большой скоростью. Во время полета стрекоза складывает ноги корзинкой, чтобы было удобно хватать добычу на лету.
Стрекозы ведут одиночный образ жизни. Их врагами являются разнообразные птицы, а также пауки.
Где живут стрекозы
По образ жизни стрекозы — одиночки. Стрекозы встречаются в Европе, Азии, Африке, Австралии и Америке. Они селятся на опушках, лугах и полях. Для жизни им обязательно необходим водоем.
Размножение стрекоз
В период размножения самцы исполняют брачный танец, с помощью которого они завоевывают внимание самки и отгоняют от нее других претендентов. После спаривания самка откладывает около 200 яиц. Она делает кладку в пресной воде или на различных растениях и древесине.
Развитие стрекоз включает в себя 3 стадии: яйцо, личинка и имаго. Личинки двигаются очень мало, они развиваются в пресных водоемах. Личинки некоторых видов стрекоз могут развиваться на протяжении 5-ти лет. У личинок огромные глаза. Эти хищники очень прожорливые, они даже поедают своих сородичей. Личинка часами сидит в укрытии, как только приближается жертва, хищница молниеносно атакует. Они питаются мальками и водными насекомыми.
Если бы кто-то попросил вас перечислить ваших самых любимых насекомых, вы бы, скорее всего, просто поразились бы такому глупому вопросу. Потому что если только вы не энтомолог, то ответ у вас и у всех остальных будет одинаковый: бабочки, стрекозы и божьи коровки – красивые и безобидные, и вероятность того, что кто-то из них заползёт вам под кожу во время вашего сна – бесконечно мала. Однако если бы стрекозы смогли дорасти до 90 сантиметров, они бы уже не показались настолько безобидными. Более того, если бы доисторические Меганевры (Meganeura) или гигантские стрекозы всё ещё существовали в наше время, то, скорее всего, именно они бы правили планетой, а не люди. А всё потому, что стрекозы являются одними из самых жестоких убийц в мире насекомых. Например…
10. Идеальное убийство
Факт: Стрекозы просчитывают скорость для идеального убийства
Динамика ловли объекта в воздухе ошеломляюще сложна, настолько сложна, что ловить предметы в воздухе могут только животные со сложными нервными системами, такие как чайки или люди. Чтобы поймать что-то, двигающееся на скорости, вы должны будете предположить, в каком месте этот предмет будет находиться через какое-то время, в будущем. Когда учёные начали изучать стрекоз в 1999 году, они узнали, что стрекозы не «выслеживают» свою добычу летя за ней по воздуху, они «перехватывают» её. Другими словами, стрекозы обеспечивают точное убийство жертвы, летя туда, где жертва будет через некоторое время.
Это указывает на то, что во время охоты стрекозы просчитывают три вещи: расстояние до их добычи, направление её движения, и скорость с которой она летит. В течение миллисекунд стрекоза просчитывает тот угол, с которого ей стоит приблизиться, и как в фильме ужасов уже ждёт на месте несчастную жертву, которая летит в её когти, сама того не подозревая.
9. Совершенное зрение
Факт: Глаза стрекоз невероятно хорошо развиты
У большинства насекомых есть многогранные глаза – например в глазе домашних мух есть 6000 граней, которые предоставляют мухе панорамную картину её окружения. Именно поэтому при ближайшем рассмотрении их глаза похожи на медовые соты. Но стрекоза, обладающая 30 000 индивидуальных граней в глазу, полностью переплюнула не только мух, но и всех остальных насекомых. Каждая грань или омматидий создаёт своё изображение и в мозгу стрекозы есть восемь пар нисходящих визуальных нейронов, при помощи которых стрекозы сливают все эти картинки в одно изображение.
Но и это ещё не всё. У стрекоз есть визуальные чувства, которые бы рассматривались как супер способности по любым человеческим стандартам. В глазах человека есть три опсины: протеины, которые отвечают за ощущение света и придают ему цветовую окраску в виде оттенков красного, зеленого и синего (по одному оттенку на каждую опсину). В глазах стрекоз есть четыре или пять опсин, что позволяет им воспринимать не только привычный нам спектр цветов, но ещё и ультрафиолетовый свет, а также поляризацию плоскости света (эффект который можно наблюдать в поляризированных солнечных очках). Это помогает им управлять своим полётом и снижать своё восприятие отблесков солнца на водной поверхности. Их глаза также являются причиной …
8. Многонаправленное зрение
Факт: Они видят одновременно во всех направлениях
Огромные выпуклые глаза стрекоз обёрнуты вокруг их голов как шлем космонавта, предоставляя им 360° панораму мира. Как сказал исследователь стрекоз, доктор Р.М.Олберг (R M Olberg): «Они видят вас, когда летят вам навстречу, и они также ясно видят вас, улетая от вас». Очевидно, что это неоценимое преимущество, помогающее стрекозам избегать хищников. На этом видео вы сможете увидеть, как стрекоза избегает липких лап и языка лягушки, которая прыгает, чтобы поймать стрекозу снизу и сзади – у большинства насекомых это слепое пятно. Сами стрекозы пользуются этим, нападая на своих жертв сзади и снизу. Но у стрекоз нет слепых пятен, поэтому они славятся тем, что их невероятно трудно поймать.
Мы расскажем ещё об одном свойстве глаз стрекоз, прежде чем двигаться дальше. Во время охоты, сложные глаза стрекозы позволяют ей своего рода разделять своё поле зрения на секции, по типу сетки. Визуальное удерживание добычи в одной и той же секции помогает им охотиться с той невероятной точностью, благодаря которой они способны поймать что-то налету.
Чтобы вам было понятней, вы можете сделать следующее: нарисуйте решётку на лобовом стекле своей машины и выберите цель. Например, козла. Направляйте машину в его сторону, стараясь удержать его в одном и том же квадрате. Козёл станет всё больше, по мере сокращения расстояния, но ваш угол по отношению к нему не изменится, даже если он двигается. Вы собьете его в 100% случаев. (Только не делайте этого пожалуйста на самом деле, это всего лишь пример).
7. Эффективность
Факт: Стрекозы очень эффективны
Стрекозы невероятно эффективны во всём, что бы они не делали: они умудряются поймать 95% добычи, которую они нацелились поймать. Для сравнения, акулы, являющиеся одними из самых свирепых хищников в природе могут поймать только половину той добычи, на которую они положат глаз. Львы, которые являются наземными акулами, могут поймать только четверть той добычи, на которую они охотятся. А всё потому, что они не просчитывают траекторию движения своей жертвы, чтобы двигаться ей на перехват — они гонятся за ней, выделывая зигзаги по всей саванне, повторяя движение своих жертв. Если бы стрекозы были достаточно большими, чтобы питаться газелями, львы бы просто вымерли с голоду – просто из-за своей абсолютной неэффективности.
Когда стрекоза нацеливается на добычу, у неё практически точно будет обед. Кроме того, им помогает то, что…
6. Рои
Факт: Стрекозы могут изолировать свою добычу в рою
Когда мы сказали, что больше мы не будем упоминать глаза стрекоз, мы соврали. По правде говоря, в этом пункте кроется новый уровень доселе невиданного. Когда доктор С.Д. Видерман (S D Wiederman) начал изучать изумрудных стрекоз, он обнаружил способ, при помощи которого стрекозы выбирают свою добычу. Заинтригованный процессом охоты стрекоз доктор Видерман и его команда, поместили нано-электрод в один из нейронов, ответственных за обработку визуальной информации. Они расположили подопытную особь перед телевизором, на экране которого было показано два движущихся объекта.
В простых нервных системах, многочисленные объёкты постепенно тускнеют, так как насекомое не может уделять внимание сразу нескольким целям. Но у стрекоз есть способность по желанию переводить внимание с одного предмета на другой. Будучи под наблюдением, стрекоза сфокусировалась сначала на одном предмете, а затем переместила своё внимание на другой предмет, после чего опять вернулась к первому предметы, не выпуская оба предмета из виду. Этот выборочный диапазон внимания позволяет стрекозе выделить цель в целом рое, затем сфокусироваться именно на ней – в то же время не выпуская остальной рой из поля зрения, чтобы избежать столкновения.
5. Ненасытный аппетит
Факт: Стрекозы никогда не прекращают кушать
Это хорошо, что стрекозы так хорошо приспособились к охоте, потому что они являются ненасытными едоками. Стейси Комбс (Stacey Combes), исследовательница из Гарварда, которая использует высокоскоростные видеокамеры для изучения механизма полёта стрекоз, утверждает, что одна стрекоза под её наблюдением скушала тридцать мух одну за другой, без остановки – и ела бы дальше, если бы мухи не закончились.
Верные своей хищной натуре стрекозы также могут употреблять в пищу целый ряд насекомых. Обычно они питаются маленькими мухами или комарами – лёгкой добычей, но если им удаётся поймать и убить бабочку – то они с удовольствием съедят и её. Они также не брезгуют маленькими стрекозами, оставляя их на закуску.
4. Движение крыльев
Факт: Стрекозы могут двигать крыльями поочерёдно и в любой последовательности
Одним из наиболее отличительных характеристик стрекоз является то, как работают их крылья. Их четыре крыла работают независимо друг от друга, позволяя стрекозе двигаться в воздухе, наподобие вертолёта – они могут зависать, лететь вперёд, назад и вбок и мгновенно изменять направление полёта, если им это нужно. Стрекозы являются единственными насекомыми в мире, обладающими настолько развитым контролем своих крыльев. Хрупкое, но сильное – каждое крыло крепится к грудной клетке с помощью отдельной группы мышц.
На этом видео прекрасно видно кажущееся хаотичным движение крыльев стрекозы во время того, как она охотится на садовую мушку. Делая незначительные сдвиги и корректировки каждого крыла по мере полёта, стрекоза точно целится и замирает прямо на пути летящей к своей гибели мушки. И уж если стрекоза ловит свою добычу, то пощады можно не ждать, а всё потому, что у неё…
3. Смертельная хватка
Факт: Стрекозы раздавливают свою добычу до состояния кашицы
Стрекозы принадлежат к отряду стрекоз, их международное научное название звучит как «Odonata». В переводе с греческого языка это означает «зубастый», что вполне им подходит, так как стрекозы раздавливают свою добычу до состояния пюре с помощью своих мощных зубчатых челюстей. Обычно, люди не думают, что стрекозы опасны, более того, челюсти большинства некрупных стрекоз недостаточно сильны, чтобы разорвать кожу человека (хотя большие стрекозы не только могут, но и делают это). Тем не менее, для маленькой мухи эти челюсти означают верную смерть.
По факту поимки добычи, стрекозы делают две вещи: сначала они обвивают жертву передними лапами, чтобы обездвижить её. Затем их откидные челюсти опускаются и отрывают крылья мухи, чтобы она не могла улететь. После этого, стрекоза спокойно ест муху, не боясь, что та может каким-то образом вырваться. Челюсти стрекозы могут открываться на ширину, равную высоте их голов, это позволяет им есть буквально все, что соответствует по размеру, и чаще всего они поедают свою добычу в воздухе, даже не приземляясь. Даже смертельно опасные ситуации подстрекают их аппетит – в этом видео, стрекоза застряла в сети паука, но не растерялась и съела паука, когда он подобрался слишком близко. У некоторых существ есть неутолимая воля к жизни.
2. Изнасилование
Факт: Стрекозы являются насильниками
Перед спариванием, большинство животных проходит через, своего рода, ритуал, а вот у стрекоз на это нет времени – вокруг же полно еды, которую необходимо съесть! Поэтому они насильно спариваются с первой же встретившейся им самкой, и слово насильно тут вполне уместно. Самец вначале определяет местонахождение самки по её движению в полёте, чтобы убедиться в том, что она относится к его виду. Затем он приближается сзади, сжимает свои передние лапы вокруг её шеи, и иногда даже кусает её за шею, чтобы подчинить своей воле. Затем он посылает сигналы по своему телу и начинает перемещать сперму в нужное место. Видите ли, самцы стрекоз содержат свою сперму в отделе, который находится в самой задней части их тел, несмотря на то, что их пенисы находятся выше. Поэтому, как только самец занял позицию, он начинает перемещать сперму.
Однако во время этого процесса он не сидит, сложа лапы. Самки стрекоз обычно спариваются с множественными партнёрами. Поэтому по одной из самых необычных эволюционных причуд природы (не считая, конечно, яда бразильского странствующего паука, вызывающего эрекцию), самцы стрекоз обладают своего рода зубцами на своих пенисах, которые служат лишь для того, чтобы вычерпать сперму предыдущего самца из тела самки. Когда все помехи наконец устранены, самец переходит к делу – и всё это происходит, в то время как обе особи парят в воздухе.
В некоторых случаях самец продолжает стеречь самку до тех пор, пока её яйца не будут оплодотворены его спермой, чтобы её не изнасиловали другие самцы, и его шансы стать отцом выросли.
1. Дети машины-убийцы
Факт: Даже малыши стрекоз занимаются охотой
Когда дело доходит до убийства, молодняк стрекоз может даже посостязаться с взрослыми по хладнокровности своих убийств. Как и многие другие насекомые, стрекозы начинают свою жизнь с личиночной стадии. Личинки стрекозы, или нимфы, живут под водой и быстро в ней плавают, выстреливая струей воды из своих прямых кишок, как крошечные торпеды. Некоторые стрекозы живут так по пять лет, прежде чем провести относительно короткий срок жизни, длиною в шесть или семь месяцев, во взрослом состоянии.
Во время своей водной жизни, они охотятся на мелких насекомых и других личинок, особенно на личинок комаров, которые находятся с ними в воде. Но у многих видов, диета совсем не такая скудная, некоторые нимфы стрекозы едят даже головастиков и гуппи, хватая свою добычу мощными челюстями с тем же ужасным упорством, которое задаст курс их жизни во взрослом состоянии.
