С наступлением тепла вновь возвращаются проблемы вездесущих мух. Они проникают всюду и доставляют определенный дискомфорт людям. Природная ловкость, фасеточные глаза, позволяющие видеть на 360 градусов, и многие другие особенности, позволяют насекомому сохранять свою жизнь и мгновенно реагировать на опасность. Вопрос, как муха садится на потолок, волнует не только детей, но и взрослых. Для этого природа наделила ее некоторыми особенностями.
Строение лапки
Лапка мухи заканчивается двумя коготками и тончайшими волосками, а также железами, выделяющими клейкое вещество.
Сначала ученые полагали, что муха держится, благодаря своим крошечным коготкам и волоскам, за мельчайшие неровности или выпуклости, невидимые глазу человека, на любой поверхности. Но с развитием науки и микроскопов выяснилось, что преодолеть силу земного притяжения насекомым помогают специальные железы на лапках, похожие на подушечки. Одно время эти подушечки даже считались присосками.
Со временем выяснилось, что это никакие не присоски, а железы. Тысячекратное увеличение помогло увидеть, что они выделяют специальную клейкую жидкость, в которой смешиваются жиры и различные сахара. Вот это вещество и дает мухам способность буквально прилипать к любой поверхности, в том числе к потолку, и не падать. Исследовательскую деятельность в этой области ведет Станислав Горб (Stanislav Gorb) из немецкого института эволюционной биологии Макса Планка (Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie) в рамках проекта «Биологические устройства прикрепления для биомиметики» (Biological Attachment Devices for Biomimetics).
Как же муха отлипает?
Все знают, как сложно застигнуть муху врасплох. Чуть замахнешься — она моментально взлетает. Рывком, строго вертикально, отклеить лапку ей будет очень тяжело, поэтому природа так устроила, что подушечка с железами отстает от поверхности постепенно, небольшими участками. Можно сравнить это с отрывом скотча: если тянуть ленту строго вверх по всей длине, то оторвать ее почти невозможно, а вот постепенно отлепить скотч от поверхности намного легче. Так происходит и у мух.
Кроме того, два коготка на концах лапок помогают насекомому отлепить подушечку после приклеивания к поверхности.
Секрет цепких лапок
Двукрылые насекомые, часто встречающиеся в домах людей, способны ползать по любым поверхностям: по стенам, потолку, стеклу, шевелящимся шторам. Ученым стало интересно, почему муха держится на потолке и не падает даже при сквозняке и ветре. Изначально предполагалось, что причиной тому является наличие цепких крючков на лапках насекомого. У большинства видов членистоногих имеются такие коготки на конечностях.
Интересно!
Более подробное изучение строения насекомых с помощью современных микроскопов позволило открыть миру новую информацию. На кончиках лапок цокотухи находятся специальные железы, которые выделяют липкую жидкость. В состав ее входят жир и сахар. Такая липкая смесь помогает держать мушке равновесие на потолке и препятствовать ее падению.
Муха на потолке
Подписи к слайдам:
Почему муха не падает с потолка? Исследовательская работа ученицы 2 “Б” класса МБОУ СОШ № 3 Костенковой Анны
Проблема исследования Уже повернулась погода к теплу Домашняя муха ползёт по стеклу. Только проснулась от зимнего сна, Новую жизнь начинает она. Про мух говорим мы не думая сразу, Что муха на лапках разносит заразу. Мы мух отчего-то с рожденья не любим И как же легко беззащитных мух губим.
Проблема исследования Вот глупые люди! Мы даже не знаем Какая же польза от мухи бывает. Ведь мухи не только сидят на варенье. Они производят для нас удобрение. Ещё может муха нести исцеление. Для птиц муха вкусное угощение. Но вот что про мух непонятно мне: Как мухи удерживаются на потолке? Проблема! Решила открыть эту тайну, Исследовать то, о чём я не знаю.
Цель исследования Узнать, почему муха не падает с потолка? Задачи исследования – Познакомиться со строением мухи. – Понаблюдать за её поведением. – Рассмотреть опыт учёных по данной теме. – Изучить дополнительный материал по теме.
Гипотеза не подтвердилась Наблюдение за мухой Крылья неподвижны Возможно это крылья? Крылья не помогают мухе удерживаться на поверхности
А если это коготки – крючки? Гипотеза не подтвердилась Удерживаться с помощью коготков – крючков возможно только на шероховатой поверхности, а не на глянцевой.
Возможно это липкое вещество? Клейкое вещество: смесь сахара и жира Подушечки – желёзки
Опыт британских учёных Нанесли жидкость, удаляющую жир Поместили муху в замкнутое пространство Перенесли муху под чистый стаканчик Муха с трудом забиралась на вертикальную поверхность
Вывод 3 гипотеза подтвердилась Муха не падает с потолка потому, что на лапках насекомого имеются крошечные подушечки – желёзки, выделяющие капельки клейкого вещества, состоящего из смеси сахара и жира. А коготки помогают мухе отрывать лапку от поверхности после приклеивания.
Бабочки, конечно, ничего не знают о змеях. Зато о них знают птицы, охотящиеся на бабочек. Птицы, плохо распознающие змей, чаще становятся…
Если octo на латыни «восемь», то почему октава содержит семь нот?
Октавой называется интервал между двумя ближайшими одноименными звуками: до и до, ре и ре и т. д. С точки зрения физики «родство» этих…
Почему важных особ называют августейшими?
В 27 году до н. э. римский император Октавиан получил титул Август, что на латыни означает «священный» (в честь этого же деятеля, кстати,…
Чем пишут в космосе
Известная шутка гласит: «NASA потратило несколько миллионов долларов, чтобы разработать специальную ручку, способную писать в космосе….
Почему основа жизни – углерод?
Известно порядка 10 миллионов органических (то есть основанных на углероде) и лишь около 100 тысяч неорганических молекул. Вдобавок…
Почему кварцевые лампы синие?
В отличие от обычного стекла, кварцевое пропускает ультрафиолет. В кварцевых лампах источником ультрафиолета служит газовый разряд в парах ртути. Он…
Почему дождь иногда льет, а иногда моросит?
При большом перепаде температур внутри облака возникают мощные восходящие потоки. Благодаря им капли могут долго держаться в воздухе и…
Как вы думаете, почему муха ползает по потолку и не падает? За счет чего же может это маленькое насекомое совершать такие акробатческие трюки?
Раньше думали, что мухам помогают тончайшие волосинки на лапках, которыми они цепляются за малейшие неровности на поверхности потолка. Но когда появились мощные микроскопы, тысячекратное увеличение показало, что дело не в волосинках, а в крошечных подушечках-желёзках, выделяющих капельки клейкого вещества. Выделяется клея ровно столько, чтобы у мухи хватило сил оторвать лапку от поверхности, когда это понадобится. Ее маленькая масса помогает даже тонкому слою вещества удерживать ее.
Механизм удерживания
В начале XX века энтомологи считали, что мухи удерживается на поверхностях с помощью миниатюрных коготков и волосков на лапках. Якобы они позволяли цепляться за малейшие неровности и удерживаться на них. С появлением современных электронных микроскопов были выявлены истинные механизмы такого процесса.
На концах лапок насекомых есть две подушечки, называемые пульвиллами. Они покрыты тонкими щетинками и порами, выделяющими липкую субстанцию, состоящую из жиров и углеводов. Выделяемый секрет создаёт поверхностное натяжение, временно удерживающее существо от падения. Если муха переходит в другое место, она приподнимает лапку с выворотом в сторону и, не прилагая усилий, разрывает поверхностную связь.
Бытовой вредитель легко передвигается по всем поверхностям, кроме полностью обезжиренных. В последнем случае муха не удерживается и падает, после чего сразу параллельно задействует крылья и перелетает на более приспособленную площадку.
Роль конечностей
Следует отметить, что мухе ноги нужны не только для того, чтобы отдыхать между полетами или ходить. Удивительный факт: каждая конечность этого насекомого снабжена вкусовыми рецепторами! Стоит мухе сесть на тот или иной объект, она незамедлительно определяет степень его съедобности.
Внимание! Помимо вкусовых, на лапках мухи имеют и осязательные рецепторы. Конечности выполняют сразу несколько важных функций, поэтому мухи внимательно следят их чистотой.
Как умываются мухи?
Мухи не умываются в привычном значении этого слова. Они часто и тщательно чистят лапки и крылышки. Несмотря на то, что мухи являются переносчиками множества заболеваний и считаются одними из самых «грязных» существ, правила личной гигиены они соблюдают неукоснительно.
Почему мухи трут лапки?
Каждый, кто хоть раз наблюдал за поведением мух, замечал, как часто и усердно они трут лапки друг о друга. Дело в том, что во время ходьбы поверхность щетинок загрязняется. Мелкие пылинки и прочий мусор препятствует полноценному контакту лапок с поверхностью.
Когда муха потирает лапки, она не только очищает их, но и стимулирует выделение липкого секрета. Таким образом, это нехитрое действие обеспечивает насекомому свободу передвижений.
Виртуозный летчик
Хаотичное движение мушки по помещению сложно отследить. Она садится на потолок с петли или переворота и тут же замирает на месте. Только что комната была наполнена ее громким жужжанием, а теперь воцарилась тишина.
Интересно!
Мухи отлично ориентируются в пространстве только при ярком свете. Если его приглушить в помещении, насекомое может удариться о стену или потолок и упасть.
Во время полета при приближении к любой поверхности муха готовится приземлиться и вытягивает конечности с липучкой на концах. Как только она максимально близко находится с препятствием, ее железки надежно фиксируют ее, не причиняя травм. Висеть вверх ногами или на вертикальной поверхности она может часами, и даже во сне муха не падает с потолка.
Такой способ хвататься за любые поверхности часто спасает жизнь мухе. Не каждое хищное насекомое или другое животное, охотившееся на нее, способно так ловко маневрировать. Но как же она отрывает конечности от потолка, если они крепко приклеены? Для этого она использует хитрый способ. Чтобы отклеить кончик конечности, она сначала отклеивает одну сторону лапки от потолка, потом другую. Такой принцип всем знаком при отклеивании скотча.
На какую поверхность может сесть
Муха с легкостью держится на любой поверхности. Это может быть горизонтальная, вертикальная, отвесная. Она не сползает даже со стекла и прочих гладких поверхностей. Если рассматривать вариант, как муха держится на потолке с обоями или другой отделкой, можно предположить неидеальность покрытия.
Для мелких лапок насекомого любой, даже очень мелкий бугорок становится отличным способом закрепится. Но ведь оно даже не сползет с такой же поверхности, но выполненной из идеально ровного стекла.
Почему муха не падает с потолка
Муха Раскрыть этот секрет очень просто, если взглянуть на строение ее лапок через микроскоп. Увеличенная съемка покажет следующие особенности:
- Наличие 2 коготков. Именно они позволяют ей хвататься за микроскопические выступы и удерживаться длительное время.
- Присоски. Они располагаются у основания коготков. Присоска выполнена в виде мелкой подушечки. С внешней ее стороны подушечки обрастают обычными волосками, с другой на волосках имеются очень мелкие дискообразные присоски.
- Липкое вещество. На окончании передних лапок во время приземления выделяется специальное вещество. Оно липкое и жирное. Именно оно позволяет особи висеть над землей и не падать. Липкой смеси выделяется ровно такое количество, чтобы хватило держать особь, но не препятствовать ее передвижению.
Интересно!
Интересный опыт был проведен исследователями. Они постелили насекомым специальную бумагу для фильтрования, которая быстро и эффективно впитывает любой жир. В результате, выделяемое мухами вещество быстро поглощалось, и мухи не могли закрепиться.
Опыт “Магдебургские полушария”
Вырежьте резиновое кольцо с учётом внутреннего и внешнего диаметра гранёного стакана и положите его на стакан (вместо него можно вырезать кольцо из нескольких слоёв промокательной бумаги и смочить его водой, затем слегка отжать). Подожгите кусок бумаги, опустите в стакан и почти сразу накройте его вторым стаканом и прижмите к нижнему. Через 1-2 с огонь потухнет, поднимите верхний стакан, за ним поднимется верхний. Почему?
Историческая справка. В 1654 г. Отто Герике в г. Магдебурге произвёл опыт, чтобы доказать существование атмосферного давления. Он выкачал воздух из полости между двумя металлическими полушариями, сложенными вместе. Атмосферное давление так сильно прижало полушария. что их не могли разорвать восемь пар лошадей, тянущих в две противоположные стороны.
Как мухи приземляются на потолок?
Как мухам удается расхаживать по потолку и не падать? Как они умудряются садиться туда? Ведь летают мухи спиной вверх, а значит им надо переворачиваться. Может быть их лапки покрыты каким-то волшебным клеем, который никогда не высыхает? На самом деле никакого клея на мушиных лапках нет. N + 1
Приземляться на потолок умеют не только мухи — это одна из способностей многих насекомых. Прицепляться к потолку им помогают пульвиллы — подушечки-присоски на кончике вытягивающихся ног, которые прилипают к поверхности. Благодаря им насекомым даже необязательно полностью переворачивать тело перед приземлением на потолок. Некоторые из насекомых (как, например, комнатная муха Musca domestica
) делают только полоборота, а остальную часть приземления «дорабатывают» ногами, иногда делая дополнительный шаг или доворачиваясь относительно вертикальной оси. А вот дрозофила перед приземлением на потолок вообще не вращается — ей оказывается достаточно замедлиться.
Несмотря на то, что многие особенности приземления насекомых на потолок описаны, далеко не все способы переворота известны, а те, которое известны, изучены не слишком детально.
Американские биофизики под руководством Бо Чэна из Университета Пенсильвании обнаружили, что процесс посадки может быть сложнее, чем считалось. С помощью видеографа ученые внимательно изучили, какие маневры при приземлении на потолок совершает черноголовая синяя муха (Calliphora vomitoria
) — фиксировались движение крыльев, ног и положение тела в процессе приземления. Также авторы работы следили за зрительными стимулами, на которые реагирует насекомое, — в частности скоростью увеличения изображения приближающейся поверхности на сетчатке во время движения вверх, по ней животное может оценить примерное время до возможного столкновения.
Выяснилось, что приземление на потолок у этой мухи происходит в четыре стадии. Сначала насекомое резко ускоряется вверх, после этого происходит переворот тела (полный или частичный), затем животное вытягивает ноги и цепляется ими за потолок, а в конце — доворачивает свое тело относительно ног, уже жестко прикрепленных к поверхности. Весь процесс занимает около 60 миллисекунд и примерно 10 взмахов крыльев. Стадия самого переворота занимает от четырех до восьми взмахов с частотой около 170 Герц.
Кроме того, ученые выделили несколько закономерностей при маневрировании. В частности, чем ниже при приземлении вертикальная скорость и выше — горизонтальная, тем меньшая степень переворота нужна для успешного приземления. Интересно, что степень разворота в долях от единицы примерно соответствует вертикальной скорости в метрах в секунду: если муха замедлилась до 0,5 метров в секунду, то, чтобы сесть на потолок, ей достаточно совершить половину разворота, то есть повернуться на 90 градусов.
Кроме того, биофизики определили, что сигналом к началу приземления с переворотом становится пороговое значение скорости увеличения изображения потолка на сетчатке. Зрительными стимулами также определяется необходимость в довороте тела после приземления и дополнительных движениях тела и ног.
Атмосферное давление и животный мир
Существование атмосферы делает возможным саму жизнь на Земле, оказывает зна-чительное влияние на её природу. Так, атмосферный кислород используется в процессе дыхания живыми организмами, растениям необходим углекислый газ, содержащийся в атмосфере. Без атмосферы Земля представляла бы собой безжизненную пустыню. Не было бы голубого неба над головой, ведь именно атмосфере рассеивает солнечный свет. Не бы-ло бы морей и рек, лесов и животного мира. Поверхность Земли, подобно поверхности Луны, была бы усеяна кратерами, т.к. именно атмосфера защищает нашу планету от раз-рушительного действия метеоритов, большая часть которых сгорает, не достигая поверх-ности Земли. На Земле не было бы ветров и дождей, гроз и закатов, отсутствовала бы сре-да, в которой может распространяться звук. Температура днем превышала бы 130°С, а но-чью опускалась бы до -150°С.
Некоторые птицы легко переносят области пониженного атмосферного давления и залетают на большие высоты. Кондор в Андах поднимается до 9000 м, а на высоте 7000 м гнездится; горные галки на Эвересте поднимаются до 8200 м, гриф и ястреб — до 6000-7000 м. Большинство птиц не поднимается выше 4000 м.
Многие живые организмы (комнатные мухи, пиявки, глисты, черви сосальщики, спруты, осьминоги) имеют присоски, при помощи которых могут прилипнуть, присосаться к любому предмету: пиявки перемещаются по дну водоёма, осьминоги схватывают добычу. При этом присоски увеличиваются в объёме. Внутри них образуется разреженное пространство, и наружное давление воздуха прижимает их к предмету.
Атмосферное давление позволяет животным в отличие от человека свободно вытаскивать ноги из болотистой почвы. Под ногой, когда человек её приподнимает, образуется разреженное пространство и атмосферное давление препятствует вытаскиванию ноги. Чтобы её вытащить человеку, надо преодолеть не только сопротивление почвы, но и силу атмосферного давления. У лошади твёрдые копыта как поршни. У свиней и жвачных копыта состоят из нескольких частей и при вытаскивании ноги они сжимаются вследствие неравенства давлений сверху и снизу и пропускают воздух в образовавшееся углубление. Поэтому не возникает разности давлений воздуха над и под копытом, и нога поднимается легко.
Опыт-загадка
: Как достать монету из-под воды в тарелке, не замочив пальцев и не выливая воду из тарелки?
Интересные явления, связанные с атмосферным давлением
: https://class-fizika.narod.ru/7_davlatm.htm
Мягкая посадка: детальный разбор
Муха на потолке Дать большее представление, как происходит посадка и почему не происходит падение, позволит рассмотрение поведения особи в момент приземления. Во время полета она легко выделывает различные сложные пируэты, которые и позволяют ей надежно крепиться на любых материалах.
Интересно!
Насекомое взлетает не вперед, как многие другие его собраться, а назад. Поэтому, чтобы убить его, следует целиться немного позади.
Муха садится на потолок с петли или с переворота. В результате она переносит центр тяжести на переднюю часть и лапками приклеивается к потолку. Остальная часть тела догоняет переднюю и еще крепче припечатывает муху.
Профилактика
Чтобы избежать появления нежеланных «гостей», необходимо поддерживать в доме, особенно на кухне, чистоту: влажная уборка, своевременное опустошение мусорного ведра, мытье посуды, уничтожение испорченных продуктов. Вот еще четыре рекомендации, которые защитят от «нашествия» мух.
- Правильное хранение продуктов. Все продукты питания хранить либо в холодильнике, либо в плотно закрытой таре или завязанном полиэтиленовом пакете.
- Гигиена животных. Своевременно очищать кошачий туалет или клетку, так как питаются мухи и экскрементами. Ежедневно мыть миску домашнего питомца.
- «Укрепление» окон. В теплое время года, когда окна и форточки постоянно открыты, устанавливать москитные сетки, чтобы насекомые не могли попасть в квартиру.
- Отпугиватели. Добавлять в воду для мытья полов эфирные масла, периодически зажигать аромалампы, развесить пучки высушенных трав, запах которых не любят мухи, посадить герань.
В Древнем Египте двукрылые насекомые считались символом отваги и дерзости, сейчас же жужжащее членистоногое существо олицетворяет назойливость. Задумываясь о том, как бороться с мухами в квартире, нужно позаботиться о безопасности используемых методов для домочадцев и питомцев.
Видео по теме
Как избавиться от мух в доме — медицинские советы
