Нотонекта глаука
| Нотонекта глаука | |
|---|---|
| |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Членистоногие |
| Сорт: | Насекомое |
| Заказ: | полужесткокрылые |
| Подотряд: | полужесткокрылые |
| Семья: | Нотонектиды |
| Род: | Нотонекта |
| Разновидность: | Н. глаука
|
| Биномиальное имя | |
| Нотонекта глаука | |
Notonecta glauca , также известный как большой водоплаватель или обыкновенный пловец в спине , — вид водных насекомых семейства Notonectidae . Этот вид встречается на большей части Европы, Северной Африки и на восток через Азию до Сибири и Китая. [ 1 ] На большей части своего ареала это наиболее распространенный вид пловцов на спине. [ 2 ] Это также самый распространенный и многочисленный из четырех британских водников. [ 3 ] Notonecta glauca — хищники Hemiptera (настоящие клопы). [ 2 ] Их длина составляет примерно 13–16 мм. [ 4 ] Самки имеют больший размер тела по сравнению с самцами. [ 2 ] Эти водные насекомые плавают и отдыхают на спине (отсюда их общее название «плавец на спине» или «лодочник») и обитают под поверхностью воды. [ 5 ] Notonecta glauca поддерживает себя под поверхностью воды, используя передние и средние ноги, а также задний конец брюшка и опираясь ими на поверхность воды; [ 6 ] Они способны оставаться под поверхностью воды за счет натяжения воды, также известного как граница раздела воздух-вода ( поверхностное натяжение ). [ 7 ] Задние ноги они используют как весла; эти ноги окаймлены волосами и в состоянии покоя вытянуты в стороны, как пара черепов в лодке. [ 8 ] Notonecta glauca либо будет ждать, пока мимо пройдет жертва, либо будет плавать и активно охотиться на свою добычу. В теплую погоду, обычно в конце лета и осенью, они летают между прудами. [ 9 ] [ 10 ] Notonecta glauca размножается весной. [ 2 ]
Глаз
[ редактировать ]
Было проведено большое количество исследований глаз N. glauca . Эти насекомые используют свои глаза как для дневного, так и для ночного видения, которое используется для захвата добычи и полета при поиске новых мест обитания. [ 5 ] Notonecta glauca , как и другие насекомые, имеет сложный глаз . В частности, их глаз имеет форму шишки со структурой роговицы, что помогает им создавать четкое изображение как в воде, так и в воздухе. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] Конус – это место зрачка. Иммонен и др. (2014) обнаружили, что пловцы на спине способны видеть как в дневное, так и в ночное время суток благодаря:
- периферических фоторецепторных клеток их большие различия в свойствах
- наличие устойчивой миграции пигмента и фоторецепторов
Они также обнаружили, что чувствительные к зеленому цвету периферические фоторецепторы функционируют аналогично ночным фазматодам (или палочникам). Чтобы защитить глаза от прямых солнечных лучей в течение дня, диафрагма пигментных клеток уплотняется, а ночью они полностью открываются, пропуская как можно больше света. [ 5 ] Notonecta glauca имеет две подсистемы фоторецепторов:
- Крупные и наиболее чувствительные периферические фоторецепторы.
- Меньшие периферические и центральные фоторецепторы
Первая подсистема чувствительна к зеленому свету, одному из цветов видимого спектра . Эта чувствительность помогает пловцу на спине видеть при тусклом свете или ночью. Вторая подсистема позволяет пловцу на спине видеть при ярком свете и в полете. [ 5 ] (аконусу) Notonecta glauca Зрачку требуется разное время, чтобы приспособиться к свету . требуется Зрачку N. glauca около 40 минут, чтобы приспособиться к дневному свету, и примерно 50 минут, чтобы приспособиться к ночному свету. [ 14 ]
Удержание воздуха
[ редактировать ]
Хотя N. glauca обитают в воде, они дышат атмосферным воздухом и не имеют жабр . Когда эти насекомые ныряют или отдыхают под поверхностью воды, они создают воздушную пленку, окружающую их тело. [ 15 ] Эта воздушная пленка также известна как супергидрофобное покрытие или поверхность и предотвращает намокание насекомого. [ 4 ] Это также уменьшает сопротивление (физику) , возникающее при нырянии. [ 16 ] [ 17 ] Чтобы создать вокруг себя воздушную пленку, N. glauca покрыта волосистыми образованиями, за исключением головы и ног. [ 15 ] Существует два типа волос, и удержание воздуха максимально увеличивается при наличии обоих типов: щетинок и микротрихий . [ 15 ] Самая важная часть в создании воздушной пленки – густота волосков. [ 4 ] Notonecta glauca имеет плотные микротрихии , воздушная пленка которых может сохраняться до 120 дней. [ 4 ] Воздушная пленка не может сохраняться вечно, потому что, когда насекомое парциальное , дышит давление уменьшается кислорода , а азота парциальное давление увеличивается, в результате чего пузырь воздуха уменьшается в размерах. [ 4 ]
Модельный организм
[ редактировать ]Notonecta glauca используется в качестве модельного организма для снижения трения и задержки воздуха. [ 15 ] Возможные применения этого включают уменьшение лобового сопротивления кораблей.
Волновая дискриминация
[ редактировать ]Notonecta glauca , как и другие пловцы в спине, может различать добычу и недобычу по поверхностным волнам . [ 18 ] Ланг (1979) завершил эксперимент, который показал, что волны , создаваемые другими пловцами, плавающими , всплывающими, поворачивающимися и гребущими, имели более низкую частоту (ниже 40 Гц) по сравнению с волнами, создаваемыми их добычей , частота которой составляла от 70 Гц. –140 Гц. Было обнаружено, что личинки пловцов на спине создают другие волны , которые отличаются от волн взрослых пловцов на спине, но их частота аналогична частоте волн, создаваемых плаванием взрослых особей (до 70 Гц).
Собирательное поведение
[ редактировать ]
Глубина воды может влиять на то, как N. glauca выбирает добычу, которую они едят. И самцы, и самки проводят много времени на поверхности воды, где встречаются с комаров ( Culex ) личинками . Они питаются этой добычей, потому что стоимость путешествия снижается (приходится нырять за ними), а Кулекс дает более высокий уровень энергии. [ 19 ]
Взрослые самки, однако, также ныряют на дно пруда, чтобы питаться изоподами ( Asellus ), но только на мелководье. [ 19 ] Достижение Аселласа требует более высоких затрат энергии . Такое поведение не согласуется с теорией оптимального поиска пищи . [ 19 ] Однако возможно, что, поскольку зрелые самки крупнее самцов и неполовозрелых самок, они обладают пониженной плавучестью и, следовательно, требуют меньше энергии для поимки Asellus . [ 20 ] Кроме того, у зрелых самок больший размер брюшка, который может поддерживать больший воздушный пузырь и позволяет им дольше оставаться под водой. [ 19 ] Однако, если глубина воды увеличивается, зрелые самки переключаются и проводят больше времени на поверхности, а не питаются Asellus , поскольку глубокая вода увеличивает количество энергии, необходимой для ныряния и пребывания под водой. [ 19 ]
Концентрация кислорода в водоеме может повлиять на выбор добычи N. glauca , поскольку Кокрелл (1984) обнаружил, что когда кислород находится на высоком уровне растворения , N. glauca будет проводить больше времени под водой и атаковать Asellus . [ 21 ]
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Берчи, генеральный директор (2013). «Контрольный список и распространение семейства Notonectidae в Румынии, с первой записью Notonecta maculata Fabricius, 1794 (Hemiptera: Heteroptera: Nepomorpha)». Зоотакса . 3682 (1): 121–132. дои : 10.11646/zootaxa.3682.1.5 . ПМИД 25243278 . S2CID 3095939 .
- ^ Jump up to: а б с д Свенссон, Б.Г.; Хвостмарк, Б; Петерссон, Э (2000). «Неоднородность среды обитания, сосуществование и использование среды обитания пяти видов пловцов ( Notonecta spa; Hemiptera, Notonectidae)». Водные насекомые . 22 (2): 81–98. doi : 10.1076/0165-0424(200004)22:2;1-p;ft081 . S2CID 84412947 .
- ^ Саутвуд, Ричард; Деннис Лестон (1959). Наземные и водные клопы Британских островов . Лондон и Нью-Йорк: Frederick Warne & Co. LTD.
- ^ Jump up to: а б с д и Бальмерт, А; Бон, ХФ; Дитше-Куру, П; Барлотт, В. (2011). «Сухость под водой: сравнительная морфология и функциональные аспекты воздухоудерживающих поверхностей насекомых». Журнал морфологии . 272 (4): 442–451. дои : 10.1002/jmor.10921 . ПМИД 21290417 . S2CID 6348101 .
- ^ Jump up to: а б с д Иммонен, Э.В.; Игнатова И; Гислен, А; Ордер, Е; Вахасоринки, М; Векстом, М; Фролов Р. (2014). «Большие различия между фоторецепторами как основа зрительной гибкости обычного пловца на спине» . Труды Королевского общества . 281 (1795): 20141177. doi : 10.1098/rspb.2014.1177 . ПМК 4213611 . ПМИД 25274359 .
- ^ Уичард, В; Аренс, В; Эйзенбайс, Г. (2002). Биологический атлас водных насекомых . Стенструп, Дания: Книги Аполлона.
- ^ Вахманн, Э; Мельбер, А; Декерт, Дж (2006). Постельные клопы. Том 1: Дипсокороморфа, Непоморфа, Герроморфа, Лептоподоморфа . Дикая природа Германии.: Пресса: Goecke & Evers. п. 264 с.
- ^ Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в свободном доступе : Чисхолм, Хью , изд. (1911). « Водный лодочник ». Британская энциклопедия . Том. 28 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 367.
- ^ Уолтон, Джорджия (1935). «Полевые опыты по полету Notonecta maculata Fabr. (Hemipt.)». Пер. Соц. Бр. Энт . 2 : 137–144.
- ^ Швинд, Р. (1983). «Поляризационно-чувствительная реакция летающего водяного клопа Notonecta glauca на ультрафиолетовый свет». Дж. Комп. Физиол . 150 : 87–91. дои : 10.1007/bf00605291 . S2CID 43907662 .
- ^ Фишер, К; Манер, М; Вахманн, Э (2000). «Структура рабдома омматидий Heteroptera (Insecta) и ее филогенетическое значение». Зооморфология . 120 : 1–13. дои : 10.1007/s004359900018 . S2CID 37742464 .
- ^ Швинд, Р. (1980). «Геометрическая оптика глаза Notonecta : адаптация к оптической среде и образу жизни». Дж. Комп. Физиол . 140 : 59–68. дои : 10.1007/BF00613748 . S2CID 25623576 .
- ^ Хорват, Г. (1989). «Геометрическая оптическая оптимизация роговичной линзы Notonecta glauca ». Дж. Теория. Биол . 139 (3): 389–404. Бибкод : 1989JThBi.139..389H . дои : 10.1016/S0022-5193(89)80217-6 . ПМИД 2615380 .
- ^ Ро, А.Ф.; Нильссон, Делавэр (1995). «Корректировка зрачков глазами обычного пловца в спине». Журнал экспериментальной биологии . 198 (Часть 1): 71–77. дои : 10.1242/jeb.198.1.71 . ПМИД 9317362 .
- ^ Jump up to: а б с д Дитше-Куру, П; Шнайдер, ЕС; Мельскотт, JE; Бреде, М; Ледер, А; Бартлотт, W (2011). «Супергидрофобные поверхности водяного клопа Notonecta glauca : модель уменьшения трения и удержания воздуха» . Журнал нанотехнологий Бейльштейна . 2 : 137–144. дои : 10.3762/bjnano.2.17 . ПМК 3148060 . ПМИД 21977425 .
- ^ Макхейл, Дж.; Ширклифф, Нью-Джерси; Эванс, ЧР; Ньютон, Мичиган (2009). «Измерения конечной скорости и снижения сопротивления на супергидрофобных сферах» (PDF) . Прил. Физ. Летт . 94 (6): 0641041. Бибкод : 2009ApPhL..94f4104M . дои : 10.1063/1.3081420 .
- ^ Макхейл, Дж.; Ньютон, Мичиган; Ширклифф, Нью-Джерси (2010). «Погружаемые супергидрофобные поверхности: свойства газообмена, скольжения и снижения сопротивления» (PDF) . Мягкая материя . 6 (4): 714–719. Бибкод : 2010SMat....6..714M . дои : 10.1039/b917861a .
- ^ Ланг, Х.Х. (1979). «Различение по поверхностным волнам добычи и нежертвы пловцом на спине Notonecta gauca L. (Hemiptera, Heteroptera)». Поведение. Экол. Социобиол . 6 (3): 233–246. дои : 10.1007/bf00569205 . S2CID 21219516 .
- ^ Jump up to: а б с д и Кокрелл, Би Джей (1984). «Влияние глубины воды на выбор пространственно разделенной добычи Notonecta glauca L». Экология . 62 (2): 256–261. Бибкод : 1984Oecol..62..256C . дои : 10.1007/bf00379023 . ПМИД 28310723 . S2CID 23988547 .
- ^ Александр, Р. (1971). Механика животных . Лондон, Великобритания: МакНил.
- ^ Кокрелл, Би Джей (1984). «Влияние температуры и оксигенации на перекрытие хищник-жертва и выбор добычи Notonecta glauca ». Журнал экологии животных . 53 (2): 519–532. дои : 10.2307/4531 . JSTOR 4531 .
