Физика в мире животных: стрекозы и их полет. Чем питаются стрекозы
Стрекозы (лат. Odonata) – отряд хищных насекомых, способных хорошо летать. В данный отряд входит более 5000 видов, подавляющее большинство которых обитают в тропическом поясе и влажном субтропическом. На территории России и Украины стрекозы распространены повсеместно, кроме областей с засушливым климатом. Насчитывается около 150 видов. По классификации отряд стрекоз делится на три подотряда: разнокрылые (бабки, коромысла), равнокрылые (любки, стрелки, красотки) и Anisozygoptera. Окаменелые находки стрекоз относятся к раннему триасовому периоду.
Питаются стрекозы другими насекомыми, захватывая добычу на лету. Они поедают мошек, комаров и некоторых других вредителей.
Развитие . Цикл развития этих насекомых с неполным превращением. На лету происходит спаривание стрекоз. Яйца откладывают во влажную среду (в водные растения, непосредственно в воду, во влажную почву). Личинки называются наядами. Развитие их осуществляется в воде. Дыхание жаберное. Отличительная особенность наяд – чрезмерно длинная нижняя губа, формирующая хватательный аппарат – маску. В процессе захвата добычи она резко выдвигается вперед, в покое закрывает снизу голову. Личинки также ведут хищный образ жизни. Пищей им служат личинки водных насекомых, иногда мальки рыб, головастики. В пищевой цепи наяды также часто становятся добычей рыб. По завершении развития личинки выходят из водоемов и прикрепляются к предметам на суше. Здесь происходит последняя линька при трансформации в имаго. Зимний период переживают яйца и наяды.
Строение . Внешнее строение имаго. Размеры тела составляют от 1,5 мм до 12 см, длина крыла может быть до 9 см. Брюшко стрекоз удлинено, стройное, обычно имеет яркую окраску, блестящее. На подвижной голове особи хорошо различимы крупные фасеточные глаза, короткие щетинковидные усики. Лучше ориентироваться в окружающем пространстве стрекозам помогает особое строение зрительного аппарата. Каждый глаз состоит из не менее 30 тысяч фасеток. Верхние фасетки отличают цвета, а нижние определяют исключительно форму предметов. Для лучшей ориентации этим насекомым присуща способность видеть в инфракрасном диапазоне.
Крылья . К груди прикреплены две пары прозрачных крыльев с густой сетью жилок. У представителей равнокрылых стрекоз передние и задние крылья практически одинаковой формы, узкие, в состоянии покоя находятся над телом и прижаты друг к другу. Разнокрылые стрекозы отличаются тем, что их крылья разной формы, причем у задней пары основания шире. В покое они как будто расставлены в стороны. Летая, стрекозы совершают взмахи передними и задними крыльями по очереди, благодаря чему набирается большая скорость, и улучшается маневренность полета. Так, стрекозы достигают максимальной скорости полета 50 км/ч.
Значение . В природе занимают важное место в пищевых цепочках. Для человека полезны тем, что поедают многих вредных насекомых (комаров, мошек). Но могут являться переносчиками опасного инфекционного заболевания домашних птиц – протогонимоза. Личинки стрекоз могут приносить вред, поедая мальков промысловых рыб в рыбных хозяйствах.
Наша тема сегодня - это насекомое, которое по своей форме немного напоминает вертолет - стрекоза. Обратите внимание на ее английское название - dragonfly , что в переводе означает "летающий дракон" (узнайте про драконов ). Как известно, хищные животные - это те, которые питаются другими животными. Среди всех групп животных есть свои хищники. Например, тигры нападают на других млекопитающих на земле, акулы - грозные хозяева водной стихии, у воды и на берегу - конечно . В мире насекомых тоже много хищников, но мы расскажем о самом необычном и ужасном.
Если кто-то попросит вас не задумываясь перечислить всех ваших любимых или просто понравившихся насекомых, вы сможете сделать это довольно легко. Если вы не энтомолог, то ответ будет стандартным: бабочки, стрекозы, божьи коровки и другие милые насекомые, которые не станут залезать под кожу человеку, когда тот спит. Однако дайте только стрекозе вырасти хотя бы полметра длиной, как вдруг окажется, что не так уж она мила и безобидна. На самом деле, если бы меганевры, или гигантские стрекозы, не вымерли, они могли бы заменить человека на планете. А все из-за того, что стрекозы в мире насекомых – самые успешные убийцы. К примеру…
Идеальное убийство в мире животных - это не кино, а реальность!
Факт #5: чтобы совершить идеальное убийство, стрекозы рассчитывают скорость
Динамика захвата жертвы в воздухе является настолько сложной, как будто ее производит не насекомое, а животное со сложной нервной системой, например, чайка или даже человек. Отправляясь на перехват, стрекоза движется со своей скоростью, однако предугадать, где в итоге она окажется, очень сложно. Когда в 1999 году исследователи начали изучать стрекоз, они обнаружили, что вместо обычного следования за добычей по воздуху до тех пор, пока не догонит, стрекозы перехватывают ее. Другими словами, они как бы определяют возможные пути движения своей жертвы, появляясь там, где ее меньше всего ждут. Это означает, что стрекозы могут рассчитывать во время охоты 3 вещи: расстояние до добычи, направление ее движения и скорость полета. За доли секунд стрекоза вычисляет угол подхода и ждет, когда несчастная муха попадется прямо в "когти".
Развитое зрение у крохотных насекомых-хищников - это нормально.
Факт #4: глаза стрекоз невероятно большие
Большинство насекомых имеют многогранные глаза, например, орган зрения некоторых представителей содержит около 6000 элементов, которые дают им панорамный вид своего окружения. Это причина, по которой их глаза видят очень близко. У стрекозы 30000 индивидуальных граней. Каждая грань, или омматидий, создает свой собственный образ, и мозг стрекозы с помощью визуальных нейронов обобщает тысячи изображений в одну картину.
Строение глаза стрекозы таково, что верхними глазками она может различить лишь монохромные цвета – белый и черный. Поэтому, завидев жертву, она следит за черной точкой на светлом фоне неба. Но совершая свой знаменитый маневр перехвата, стрекоза поднимается над своей добычей и ей нужно хорошо ее видеть. В этот момент в работу включаются нижние глазки, которые различают цвета.
Необычные свойства глаз позволяют стрекозам видеть жертву на расстоянии до 8 метров. Стрекоза видит все, что происходит вокруг нее, сбоку, впереди и даже сзади. Среди насекомых ее зрение – лучшее.
Панорамный взгляд - самый качественный обзор доступного пространства.
Факт #3: стрекозы могут видеть во всех направлениях
Массивные луковичные глаза стрекозы, обернутые вокруг ее головы как шлем, позволяют наблюдать за происходящим взглядом в 360 градусов. Как выразился исследователь стрекоз доктор Р. Ольберг: «Они могут видеть вас, когда они летят к вам, и они могут видеть вас, когда они летят прочь». Очевидно, что это является ценным инструментом для охоты. Стрекоза может спастись от нападения сзади, тогда как для многих насекомых оно стало бы смертельным: эта зона недоступна для их зрения. Стрекозы пользуются преимуществами своего зрения: во время охоты они нападают сзади и снизу – оттуда, откуда жертва не может их увидеть . Стрекозы не имеют темных пятен в зрении ("слепая зона" в камерах видеонаблюдения), поэтому их невозможно поймать.
Прежде чем перейти к следующему факту, следует отметить еще одно обстоятельство. Когда стрекозы охотятся, их глаза позволяют им использовать свое зрение как сетку. Ведение добычи в каком-то виде помогает стрекозам охотиться с невероятной точностью, перехватывая жертву в полете .
Для лучшего понимания механизма работы подойдет такой пример. На лобовом стекле автомобиля надо нарисовать сетку и выбрать цель, к примеру, ей будет коза. Машину следует направить так, чтобы коза попадала в один из квадратов. Теперь следует приближаться к цели, сохраняя ее в том же квадрате. При этом расстояние сокращается, но угол движения не меняется, даже если цель движется. Через некоторое время произойдет столкновение. (Пожалуйста, не повторяйте этот эксперимент. Это просто теоретический пример).
Эффективность - это, к примеру КПД - коэффициент полезного действия по ловле добычи.
Факт #2: cтрекозы - эффективные охотники
Стрекозы невероятно эффективны: в 95% случаев они захватывают свою добычу. Для сравнения, акулы, одни из самых яростных хищников в природе, успевают ловить только половину той добычи, на которую охотятся. Львам – "акулам на земле", повезло больше – они поражают больше половины своих целей. При этом львы передвигаются по саванне зигзагами вслед за добычей, не продумывая траекторию ее движения. Если бы стрекозы были настолько большими, что могли охотиться на газелей, то львы бы умерли от голода, потому что были бы явно неэффективны.
Когда стрекоза видит свою жертву, она почти всегда ее ловит.
Многозадачными бывают не только операционные системы, но и насекомые.
Факт #1: стрекозы могут изолировать свою жертву, находящуюся среди себе подобных
У этого насекомого зрение и обработка полученной информации имеет еще одно удивительное свойство. При проведении опытов ученые обнаружили, как именно стрекоза выбирает свою добычу. Стремясь узнать как можно больше об охоте стрекоз, они вживили в нейрон нано-электрод, который давал изображение на экран.
В простых нервных системах, которыми обладает большинство насекомых, несколько объектов исчезают из поля зрения, потому что внимание насекомого не работает в режиме многозадачности. Однако стрекозы могут переключаться с одного объекта на другой по своему желанию. Стрекоза, которой вживили нано-электрод, сначала была сосредоточена на одном объекте, а затем переключилась на другой, а затем вернулась к первому, ничего не теряя из виду. Эта избирательная концентрация внимания позволяет стрекозам сосредотачиваться на одной цели, при этом имея информацию об остальной части роя, избегая столкновения и выбирая себе жертву "по вкусу".
По материалам статьи Andrew Handley.
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.
Эти невесомые хрупкие создания, украшающие нашу планету, имеют долгую и, несомненно, удивительную историю, ведь стрекозы – древнейшие из всех существующих ныне насекомых.
Их предки появились на Земле около 350 млн лет назад и были гигантских размеров. Размах крыльев у них достигал 90 см, что сравнимо с характеристикой самых крупных птиц, обитающих на планете в наши дни.
Но со временем окружающий мир сильно изменился. Потеряли свой первобытный вид и населяющие его существа. Теперь размах крыльев у самой большой стрекозы едва достигает 20 см.
В этих насекомых привлекают, прежде всего, глаза. На первый взгляд они кажутся несоизмеримо большими. Но поскольку в природе все целесообразно, закономерно и гармонично, то и здесь нет случайностей. Глаза стрекоз имеют фасеточную форму и состоят из множества крошечных глазков, количество которых может достигать 30 тысяч. Каждый из них функционирует самостоятельно и отделен от других пигментными клетками. Благодаря такому строению, стрекоза может одновременно видеть все, что происходит вокруг нее слева, справа, спереди и сзади.
Порой кажется, что эти невесомые создания живут вне законов земного притяжения и сопротивления воздуха: они то замирают в полете, то резко устремляются вверх, то куда-то мчатся со скоростью, достигающей 90 км/ч. Их непрерывное движение может длиться несколько часов. Удивительную выносливость и высокую скорость стрекозам обеспечивают четыре крыла. Каждая из двух пар действует самостоятельно, но при этом невероятно слаженно, производя до 150 взмахов в секунду. В результате насекомые могут выдерживать длительные перелеты, а устав к вечеру, усаживаются на стебли растений и отдыхают до утра.
Трудно поверить, но именно специфика порхания стрекоз в воздухе стала подсказкой при создании реактивного самолета. Когда готовый экспериментальный двигатель поставили на крылатую машину, от большой скорости и сильной вибрации она буквально рассыпалась на отдельные фрагменты. Усовершенствовать модель летательного аппарата помогли энтомологи, объяснившие конструкторам принцип работы стрекозиных крыльев, которые спереди имеют специальное утолщение. Оно то, как раз, и гасит вибрацию во время полета.
Несмотря на развитие современной науки, ученые–энтомологи до сих пор не смогли объяснить такое загадочное явление, как длительность перелетов стрекоз, способных преодолевать тысячи километров. По рассказам моряков, они нередко видят этих насекомых очень далеко от берега. На такие рискованные путешествия стрекозы решаются нечасто – один раз в шесть-семь лет, собираясь в огромные стаи.
Движутся они сплошной массой, высота и ширина которой достигает несколько метров. Куда и зачем летят – неизвестно. Неразгаданная тайна породила множество примет: одни толкователи непознанных явлений уверены, что встреча со стрекозьей стаей принесет массу неприятностей, другие, наоборот, усматривают в этом благоприятный знак. В свою очередь, ученые предполагают, что длительные необычные полеты связаны, скорее всего, с попыткой найти новые места обитания.
Стрекоза – быстрый и ловкий хищник, о чем свидетельствует ее вытянутое продолговатое тело, грызущий ротовой аппарат, широкая грудь, размашистые крылья. Зазубренными челюстями она хватает мелких насекомых просто на лету, а для того, чтобы полакомиться более крупной добычей, спускается на землю, усаживается на стебли растений и ловит жертву проворными лапками. Эти насекомые – непревзойденные охотники. Увидев во время полета мелкую букашку, стрекоза моментально застывает в воздухе и, резко сменив курс, набрасывается на добычу. Аппетит у нее еще тот: за день она способна проглотить больше 40 мух. Не прочь полакомиться также комарами и мошками.
Стрекозы — насекомые «свободные» от законов гравитации.
Место для откладывания яиц стрекозы ищут в районе тихих неглубоких водоемов со слабопроточной или стоячей водой. Тщательным поиском занимаются только самцы, выбирая стебли растений или влажную прибрежную почву. Они же защищают созревающее потомство от посягательств многочисленных конкурентов. Личинки крылатых красавиц (их называют наядами) начинают развиваться и живут в воде. Период созревания, в зависимости от вида, длится от трех месяцев до пяти лет. Различить их на песчаном дне водоемов довольно легко, хотя те и имеют схожую окраску.
Стрекоза – одно из наиболее древних насекомых, которое населяют нашу планету. Это членистоногое шестиногое насекомое, довольно быстрое и юркое. Всего в мире насчитывают более 6500 видов стрекоз.
Отряд: Стрекозы
Класс: Насекомые
Тип: Членистоногие
Царство: Животные
Домен: Эукариоты
Анатомия стрекозы
У стрекозы очень узнаваемый внешний вид. Брюшко у них тонкое и вытянутое, округлой формы, состоящее из 11 сегментов. Голова подвижно соединяется с грудью, что даёт ей возможность поворачивать головой на 180 градусов. Большую часть её головы занимают глаза, состоящие из 30000 мелких глазков. При этом каждый такой глазок может работать самостоятельно, независимо от других. Кроме этих глаз у стрекозы есть ещё 3 простых глаза. Они расположены треугольником и дают возможность насекомому видеть, что происходит сзади и по бокам. Размер стрекоз сильно отличается в зависимости от вида. Самая маленькая стрекоза длиной примерно 15 мм, а самая крупная представительница примерно 10 см в длину.
Так как стрекоза это очень прожорливый хищник, рот у насекомого вооружен челюстями с зазубринами. Окрас стрекозы может быть различным – зеленого, желтого, синего или голубого цвета. Окрас может быть и прозрачным. У стрекозы две пары крыльев, их максимальный размах может достигать 18 см.
Где обитает стрекоза?
Насекомое стрекоза распространено по всему миру. Необходимые условия для их существования — это теплая погода, наличие воды и достаточное количество пищи. Стрекоза обитает преимущественно среди полей, лугов и на опушках лесов. Обязательным условием должно быть наличие водоема неподалеку. Это солнцелюбивые насекомые и очень часто нежатся под солнцем.
Чем питается стрекоза?
Стрекоза – насекомое хищное. Свою добычу они, как правило, поедают на лету. Питаются они вредными насекомыми, такими как комары, моль, мухи. Некоторые особо кроупные виды стрекоз могут полакомиться мелкими лягушками или даже мелкой рыбой. Мелких насекомых стрекоза ловит челюстями, а более крупных – лапками. Стрекозы очень прожорливы и в течение дня они съедают добычу, которая в несколько раз по весу превышает вес самой стрекозы.
Образ жизни стрекозы
Стрекозы – одиночки, предпочитают самостоятельно охотиться. Из-за специфического строения крыльев насекомое может зависать в воздухе и делать перелёты на огромные расстояния, до нескольких сотен километров. Стрекоза ведет дневной образ жизни, в жаркие часы их в большом количестве можно встретить около водоемов. Насекомые могут проделывать замысловатее виражи в воздухе, летать задом наперед, делают сальто в полете, именно это дает им возможность с легкостью уходить от хищников.
Размножение стрекоз
Перед спариванием самец выполняет перед самкой брачный танец. Спаривание происходит в довольно интересной позе. Самец держит самку за шею, а в это время самка конец брюха прикрепляет ко второму сегменту брюшка самца, в которое перекачивается сперма из 9 сегмента. Такой вид спаривания у стрекоз является уникальным и почти не встречается у других насекомых.
Самка откладывает в одну кладку до нескольких сотен яиц. Яйца откладываются в воду. В дальнейшем из яйца появляется личинка, чье развитие происходит достаточно долго, иногда даже до 3 лет. Сами по себе личинки тоже хищники и могут охотиться в воде даже на головастиков. Очень часто личинки стрекозы становятся добычей для некоторых видов рыб, и поэтому из сотни личинок стрекозы выживает всего несколько особей.
От личинки до взрослой стрекозы может пройти от 7 до 11 линек, а взрослая стрекоза может прожить от одного до нескольких месяцев.
Если Вам понравился данный материал, поделитесь им со своими друзьями в социальных сетях. Спасибо!