Vì sao con nhện nước lại có thể đứng hoặc di chuyển trên mặt nước
|
Đây là lý do một số loài côn trùng có thể đi trên mặt nước Côn trùng thuộc nhóm động vật có số lượng đa dạng nhất hành tinh. Trên thế giới có khoảng 6 – 10 triệu loài còn đang sinh tồn, số lượng này nhiều hơn với số lượng tất cả các loài động vật khác cộng lại. Trong đời sống hằng ngày, thật không khó để bạn nhìn thấy các loài côn trùng xung quanh ta, tuy nhiên để hiểu về chúng và hình thái phát triển của chúng thì không phải ai cũng biết. Ước tính có hơn 1 triệu loài côn trùng sống trong mọi môi trường từ núi lửa, sa mạc, đầm lầy cho đến những dòng sông băng. Thông thường các con vật, côn trùng đều chìm nghỉm khi xuống nước. Vậy tại sao một số loài côn trùng lại có thể đi lại dễ dàng trên mặt nước.  Lực do chân của côn trùng tác động lên lớp “màng căng” thấp hơn so với sức căng bề mặt. Nước có một đặc tính đặc biệt. Đó là gì? Mỗi phân tử nước đều chịu lực tác động từ các phân tử nước xung quanh theo mọi hướng (lực hút phân tử) trừ các phân tử nằm ở bề mặt. Do không có phân tử nước nào nằm ở phía ngoài chúng chịu lực hút vào phía trong mạnh hơn, điều này tạo ra sức căng bề mặt biến mọi bề mặt nước thành một “màng căng” vô hình. Trong khi đó, một số côn trùng như gọng vó hay nhện bè có trọng lượng rất nhỏ. Vì vậy, lực do chân của côn trùng tác động lên lớp “màng căng” thấp hơn so với sức căng bề mặt. Bên cạnh đó, côn trùng luôn mở rộng chân khi đi trên mặt nước nên trọng lượng của chúng được chia nhỏ và phân tán tới mỗi chân. Nhờ đó, chân của chúng không bị chìm xuống nước mà chỉ tạo ra “vết lún” trên bề mặt cho phép côn trùng di chuyển được trên mặt nước. Cập nhật: 02/10/2020 Muỗi có thể là những sinh vật hút máu, gây bệnh, khó chịu, nhưng chúng có cặp tài lẻ mà không loài động vật nào có được: vừa đi được trên tường vừa bước được dưới nước. Những côn trùng khác như ruồi, cũng có thể đi lộn ngược trên các bề mặt, nhưng một khi hạ cánh xuống mặt nước, chúng tiêu đời. Một nhóm côn trùng khác, như nhện nước, bước trên mặt nước một cách dễ dàng, nhưng khi leo ngược trên tường, chúng lại ngã ngửa xuống đất. Nhưng muỗi thì vừa có thể đứng vững trên hai bề mặt; tường và trần nhà là nơi thuận lợi để chúng chạy trốn kẻ thù, còn mặt nước là nơi chúng đẻ trứng. "Chúng được sinh ra ở dưới nước và trải qua giai đoạn ấu trùng, nên muỗi phải đẻ trứng ở trên mặt nước", David Hu nói. Vậy thì làm thế nào mà muỗi đứng vững được trên những bề mặt khác nhau như vậy ? Những rãnh nhỏ chứa khoang không khí trên lông chân của muỗi Mỗi con muỗi có một miếng đệm đặc biệt ở chân, tương tự như ruồi, trong đó có cấu trúc lông tơ cứng, giúp dính chặt vào bề mặt thẳng đứng hoặc đi lộn ngược một cách dễ dàng. Nhưng cấu trúc lông cứng này hoàn toàn vô dụng trên mặt nước. Những con nhện nước, đậu trên mặt nước chờ mồi rơi vào và nhảy ra xơi tái, là những chuyên gia đạp nước trong vương quốc động vật. Những sợi lông nhỏ xíu bao phủ từng mm trên chân chúng khiến nước khó có thể xâm nhập. Muỗi không có lớp lông này, nhưng chúng lại có những rãnh bao gồm các lỗ không khí ở trên chân. Sức căng mặt nước khiến cho nước khó có thể ngấm qua những rãnh này, giúp cho muỗi luôn khô và nổi. "Những rãnh này càng nhỏ thì nước càng khó thấm vào", Hu nói. Nghiên cứu mới tìm thấy mỗi một chân muỗi có thể đỡ được 23 lần cân nặng của con muỗi. Khi nhện nước và muỗi đứng trên mặt nước, chân của chúng tạo thành chỗ trũng, và sức căng mặt nước giữ cho chúng nổi lên. "Nước luôn tìm cách thu hẹp nhỏ nhất bề mặt tiếp xúc với không khí. Điều đó có nghĩa là nó hoạt động giống như tấm bạt lò xo, trũng xuống và hỗ trợ cân nặng của sinh vật", Hu giải thích. Điều không may là quy luật này khiến những sinh vật lớn như người không thể đứng trên mặt nước. Sinh vật càng to, thì bề mặt tiếp xúc càng nhỏ tương ứng với cân nặng, vì vậy có rất ít bề mặt có thể lợi dụng sức căng mặt nước để hỗ trợ cân nặng của chủ thể. "Nếu bạn muốn tính ra kích thước bàn chân đủ để giúp bạn đứng trên mặt nước thì nó phải dài cả km", Hu nói. Vì vậy nếu như bạn đang cố gắng bước đi từ mép của mặt nước, bạn chắc chắn sẽ ngã tùm xuống. "Chúng ta quá lớn nên sức căng mặt nước chẳng còn nghĩa lý gì. Nhưng khi bạn là một côn trùng nhỏ, nó lại là tất cả đối với bạn", Hu phát biểu. CN. Trần Nguyên Hùng
Bạn đang xem: Tại sao nhện nước lại có thể đứng và chạy trên mặt nước Côn trùng là những loài động vật thân mềm chiếm số lượng đông đảo nhất trong thế giới động vật. Ước tính có hơn 1 triệu loài côn trùng sống trong mọi môi trường từ núi lửa, sa mạc, đầm lầy cho đến những dòng sông băng. Mỗi phân tử nước đều chịu lực tác động từ các phân tử nước xung quanh theo mọi hướng (lực hút phân tử) trừ các phân tử nằm ở bề mặt. Do không có phân tử nước nào nằm ở phía ngoài chúng chịu lực hút vào phía trong mạnh hơn, điều này tạo ra sức căng bề mặt biến mọi bề mặt nước thành một “màng căng” vô hình. Trong khi đó, một số côn trùng như gọng vó hay nhện bè có trọng lượng rất nhỏ. Vì vậy, lực do chân của côn trùng tác động lên lớp “màng căng” thấp hơn so với sức căng bề mặt. Bên cạnh đó, côn trùng luôn mở rộng chân khi đi trên mặt nước nên trọng lượng của chúng được chia nhỏ và phân tán tới mỗi chân. Nhờ đó, chân của chúng không bị chìm xuống nước mà chỉ tạo ra “vết lún” trên bề mặt cho phép côn trùng di chuyển được trên mặt nước. Kết luận: Do sức căng của bề mặt nước và trọng lượng nhỏ của côn trùng cho phép chúng đi trên nước mà không bị chìm. Nhện nước Nhện nước (tên khoa học Gerris remigis) sống chủ yếu ở sông, ao hồ... và được coi là loài tiến bộ nhất trong giới tự nhiên về khả năng cư ngụ trên mặt nước. Những chiếc chân dài, mảnh khảnh khiến cho nhện nước dễ dàng đi lại trên cạn và trên mặt nước. Dưới kính hiển vi, các chuyên gia phát hiện ra quanh chân của nhện nước có hàng nghìn sợi lông tí hon, mỗi sợi dài khoảng 50 micromet. Xem thêm: Làm Sao Đăng Xuất Tango Như Thế Nào, Làm Sao Đăng Xuất Tài Khoản Tango Chỉ Mình Với Các sợi lông này xù ra thành chùm tơ cực nhỏ, "bẫy" không khí vào bên trong, tạo ra lớp đệm ngăn cách chân với mặt nước, đồng thời làm tăng sức nổi của con vật. Chính lớp đệm khí này cũng giúp nhện nước di chuyển nhanh chóng và lấy lại thăng bằng trên mặt nước, ngay cả khi thời tiết không mấy thuận lợi như mưa bão... Dù cho đôi chân nhện nước có thể tạo ra chỗ trũng tới 4mm nhưng vẫn không phá vỡ mặt nước. Chính khả năng nổi phi thường này cho phép con vật nhảy tưng tưng trên mặt nước, giống như quả bóng cao su vậy. Không chỉ vậy, nhện nước còn có thể lao đi với tốc độ bằng cả trăm lần chiều dài cơ thể trong một giây. Tốc độ này tương đương với một người 1,8m "bơi" 644km/giờ. Chim cộc trắng Chim cộc trắng (tên khoa học Podiceps nigricollis nigricollis) là một loài chim lặn nhỏ, cư trú nhiều ở Bắc Mỹ, châu Á, châu Âu. Chim cộc trắng có cánh hẹp cùng bộ lông dày, không thấm nước. Với đặc điểm này, chim cộc trắng có thể "đắm mình" xuống nước hay nổi lên trên mặt nước. Chiếc mỏ của chim cộc trắng không quá dài nên chúng hoàn toàn có thể tóm gọn động vật giáp xác và côn trùng. Bàn chân của chim cộc trắng khá lớn với lớp màng "gom" riêng ngón chân phía trước lại với nhau, ngón chân sau cũng có một lớp màng nhỏ. Lớp màng này được coi như "mái chèo" giúp chim cộc trắng có thể di chuyển vững vàng hay đi trên mặt nước. Chim cộc trắng trưởng thành khi vào mùa sinh sản có bộ lông với màu xám, màu phần đầu tối hơn, bụng trắng... với kích thước khá nhỏ - dài khoảng 50cm, nặng 1,4kg. Muỗi nước Khi còn là ấu trùng, loài muỗi nước có tên khoa học là Pontomyia này sống ẩn mình trong những vũng nước mặn, ăn tảo và mảnh gỗ mục. Khi trưởng thành, muỗi nước đực di chuyển trên mặt nước bằng cách đứng thẳng trên hai chân sau và dùng hai chân trước như mái chèo nhỏ xíu giúp chúng lướt về phía trước. Muỗi cái thậm chí còn không có cả cánh lẫn chân, chúng chỉ đơn giản là nổi trên mặt nước và chờ muỗi đực tới kéo chúng đi. Nghiên cứu sâu hơn, các chuyên gia nhận thấy, chân của loài muỗi nước cùng có cấu tạo gần giống với nhện nước - hàng nghìn lông nhỏ bao phủ trên chân giúp lùa không khí vào bên trong và tạo lớp đệm ngăn cách chân với mặt nước. Từ đó, những chiếc lông sẽ là trợ thủ khiến muỗi nổi và dễ dàng đi lại trên mặt nước.
Câu 1: -Do nước có tính liên kết,các phân tử nước có thể liên kết với nhau bằng liên kết hidro tạo thành màng phin nổi lên trên mặt nước. -Khối lượng cơ thể nhện nước nhỏ,có cấu tạo phù hợp như chân nhên nước có các lông nhỏ tạo tương tác vandevan... Câu 2: Khi đưa cá tế bào sống vào ngăn đá thì nước trong tế bào sẽ đóng băng, các liên kết hidro giữa các phân tử nước rất bền, khoảng cách giữa các phân tử nước xa nhau hơn dẫn đến thể tích nước trong tế bào tăng quá mức--> chèn ép lên các bào quan, phá vỡ cấu trúc tế bào.
1. Các phân tử nước liên kết với nhau tạo nên sức căng trên bề mặt. Khi nhện nước đứng trên mặt nước, chân của chúng tạo thành chỗ trũng, và sức căng mặt nước giữ cho chúng nổi lên. Nước luôn tìm cách thu hẹp nhỏ nhất bề mặt tiếp xúc với không khí. Điều đó có nghĩa là nó hoạt động giống như tấm bạt lò xo, trũng xuống và hỗ trợ cân nặng của sinh vật. Sức căng mặt nước không những giữ cho nhện nước nổi lên mà còn giúp chúng có thể đứng và chạy trên mặt nước. 2. Khi đưa tế bào sống vào ngăn đá, nước trong nguyên sinh chất của tế bào đông thành đá, khoảng cách các phân tử xa nhau do đó không thực hiện được các quá trình trao đổi chất, thể tích tế bào tăng lên làm cho cấu trúc tế bào bị phá vỡ và tế bào bị chết.
|
