Конечно, если бы водомерки были слишком большими, они просто опустились бы на дно и назывались бы не водомерками, а, например, дномерками. Поверхность воды выдерживает водомерку из-за особых свойств последних члеников ее ног: они не смачиваются водой. Если бы эти членики хорошо смачивались, вода поднималась бы по лапкам вверх и насекомое утонуло бы. Концы лапок не смачиваются, поскольку постоянно смазываются воскоподобным веществом, выделяемым специальными железами, что делает их гидрофобными. Однако насекомое не тонет главным образом благодаря особому строению этой части лапок. Они покрыты микроволосками, вдоль которых имеются крохотные канавки. Эти шероховатые гидрофобные микроповерхности очень эффективны и не позволяют воде покрыть ноги водомерки.

Водомерки бегают, загребая средними и задними ногами. Средние ноги работают как весла, позволяя ей двигаться вперед. Когда нога, отталкиваясь, уходит назад, в воде образуется U-образная вихревая трубка. Вертикальные части буквы U, представляющие собой два близко расположенных, вращающихся в разные стороны завихрения, выходят на поверхность. Под водой они соединяются нижней частью U-образной трубки. Поскольку в вихревой трубке часть воды движется в направлении от головы насекомого, оно продвигается вперед. Группа исследователей, открывших, что водомерки двигаются, используя воронки как весла, построили механическую водомерку. Они назвали ее robostrider, что на русский можно перевести как «робомерка». У этой щеголихи были стальные проволочные ноги, алюминиевое тело, а двигалась она с помощью намотанной на шкив упругой нити. Когда робомерка загребала ногами, с обеих ее сторон образовывались воронки. Водомерки, охотившиеся по соседству, приняли ее в свою компанию.

Обычно воронки, созданные средними ногами водомерки, увидеть трудно. Иногда позади насекомого вихревое движение может смениться волновым, но поскольку волны мелкие и с достаточно большой длиной волны, их тоже трудно увидеть. Легче увидеть короткие волны, которые двигающееся насекомое посылает впереди себя. Водомерки используют такие волны, заметные на расстоянии, примерно в шесть-семь раз превышающем их длину, чтобы отыскать добычу, обнаружить препятствие или другую водомерку, когда они зигзагообразно, на большой скорости скользят по поверхности воды. Понаблюдайте какое-то время за водомерками. Вы увидите, что хотя они, казалось бы, беспорядочно носятся по воде, они никогда не сталкиваются.

Водомерки общаются друг с другом, возбуждая на воде примерно 20 раз в секунду волны довольно большой амплитуды. Если муравей упадет в пруд и начнет барахтаться, поднятые им волны перехватит находящаяся поблизости водомерка и пулей помчится прямо к нему, обедать.

Водомерки избегают загрязненных участков поверхности воды, покрытых тонкими маслянистыми пленками: они не могут скользить по таким поверхностям или посылать сигнальные волны. Если водомерки случайно попадают в такие места, выбраться оттуда они могут, только передвигаясь прыжками.

Когда никто не видит, запустите пальцы в рот. Большим и указательным пальцем соберите немного слюны с внутренней стороны щеки и поскорее выньте пальцы. Потихоньку разводя пальцы, растяните слюну. Почему на нити слюны образуются шарики, похожие на бусинки (рис. 2.25)?

Рис. 2.25 / Задача 2.81. Появление бусинок на нити слюны, которую растягивают между большим и указательным пальцем.

Погрузите тоненький прутик (или нитку) в стакан с маслом или медом и потяните вертикально вверх. Почему, когда жидкость стекает с прутика, образуются бусинки? Почему одна из бусинок, самая большая, поглощает на своем пути более мелкие бусинки и почему за ней образуется еще больше бусинок?

ОТВЕТ • Поверхностное натяжение (то есть взаимное притяжение молекул слюны) стремится минимизировать поверхность вытягиваемой ниточки слюны. Сначала, когда вы только начинаете растягивать слюну, диаметр нити не слишком мал, и цилиндрическая поверхность имеет минимальную площадь, поэтому нить имеет цилиндрическую поверхность. Случайные возмущения, например неизбежное подрагивание пальцев, приводят к возбуждению волн, распространяющихся по ниточке слюны. Эти волны искажают ее цилиндрическую поверхность, которую поверхностное натяжение быстро восстанавливает.

Чем дальше вы разводите пальцы, тем меньше становится диаметр нити, и наконец, когда длина распространяющейся по ней волны оказывается больше ее диаметра, нить становится неустойчивой. Дело в том, что в этом случае искажения уменьшают полную площадь поверхности ниточки. Это значит, что поверхностное натяжение не устраняет возникшее возмущение, а усиливает его. Расширившиеся участки нити поверхностное натяжение растягивает в бусинки, а те места, где диаметр нити уменьшился, становятся еще уже. Расстояние между бусинками примерно соответствует длине волны, вызвавшей это изменение формы. (Если между бусинками покрупнее есть маленькие бусинки, вероятно, было несколько циклов образования бусинок, причем длины волн, участвовавших в этом процессе, всякий раз были разные.) Конечное расстояние между бусинками может быть таким маленьким, что заметить его будет трудно.

Тонкий слой жидкости на прутике (или нити) нестабилен по тем же причинам: случайные возмущения и поверхностное натяжение меняют его форму и приводят к образованию бусинок. Если прутик опущен вертикально вниз, бусинки, особенно крупные, могут стекать по нему. Встречающиеся на их пути бусинки меньшего размера сливаются с ними, но после того, как крупная бусинка спустилась ниже, оставшийся за ней тонкий слой тоже может разбиться на бусинки. Правда, если пленка слишком тонкая, стекающая вниз жидкость препятствует образованию новых бусинок.

Некоторые пауки, делающие ловчие сети (тенета), используют образование бусинок при строительстве паутины. Когда основная паутина построена, они покрывают место, предназначенное для ловли мух, жидкостью, из которой на нити немедленно образуются липкие бусинки. Муха, попавшая в такую ловушку, не сразу может из нее выбраться. Запутавшаяся муха бьется в паутине, по дрожанию паутины паук определяет, что муха поймана, и успевает добраться до нее.

Образование пузырей можно наблюдать и при сварочных работах. Если источник тепла движется вдоль поверхности стали, за ним остается постепенно затвердевающий жидкий след. При определенных значениях скоростей сварочного аппарата на этом следе можно видеть ряд горбиков (или неровностей). До того как след затвердеет, поверхностное натяжение расплавленной стали может привести к образованию «бусинок». Но если источник тепла движется слишком медленно или слишком быстро, бусинки не образуются.

Некоторые живущие в пустыне ящерицы очень хорошо умеют запасаться питьевой водой в тех редких случаях, когда выпадает роса или идет дождь. Например, австралийская ящерица (Moloch horridus) собирает воду, усевшись на выпавшую росу, а когда идет даже очень слабый дождик, становится под дождевыми струйками, широко расставив лапки. Как таким образом ящерице удается запастись хоть глотком воды?