Sciencemag.cz
Doporučujeme
O evoluční zdatnosti bruslařek svědčí fakt, že jsou jediným hmyzem, který dokáže žít na hladině uprostřed oceánů.
V Novém zákoně vylíčili evangelisté Marek, Matouš i Jan, jak Ježíš přešel po hladině Galilejského jezera. Mnozí živočichové opakují tento biblický zázrak bez potíží dnes a denně. Využívají při tom vysokého povrchového napětí.
Molekuly vody jsou navzájem provázány tzv. vodíkovými můstky. Částice vzduchu se na sebe také vážou, ale neskonale slabšími silami. Vodní hladina, která se nachází na rozhraní těchto dvou prostředí, se proto chová, jako kdyby byla potažena pružnou membránou. Lidská noha tuto membránu snadno protrhne a člověk bez zásahu nadpřirozených sil po hladině kráčet nedokáže, mnohý hmyz však běhá po vodě bez potíží.
Tělíčka bruslařek (Gerridae) a vodoměrek (Hydrometra) jsou lehká a krytá voskovou vrstvou odpuzující vodu, dlouhé končetiny mají navíc porostlé voděodolnými chloupky, ve kterých se drží vzduch a vytváří vzduchový polštářek. Můžou se tak nohama o vodní hladinu docela dobře opřít.
Vodní hladina má omezenou nosnost a ta klade na velikost vodoměrek a bruslařek jasné limity. Největší zástupce najdeme v rodu Gigantometra z řek a potoků jižní Číny a severního Vietnamu. Jejich tělo měří na délku až 3,5 centimetru a nohy roztáhnou do šířky až 26 centimetrů. Pod jejich tíhou se hladina prohne až o čtyři milimetry a nohy při tom vytlačí do okolí vodu o objemu 300krát větším, než je objem končetin. Vodoměrka tak využívá k pohybu po vodě i Archimedův zákon, neboť je nadlehčována silou, která se rovná tíze vytlačené vody.
Velký problém představuje pro vodní běžce znečištění vody. Pokud na hladině plavou olejové skvrny, ztrácí končetina vodoodpudivost a hmyz se na hladině neudrží. Znamená to pro něj jistou smrt.
Povrchové napětí vodní hladiny zajistí bruslařkám a vodoměrkám pevnou půdu pod šesti končetinami. Jak si ale tento hmyz zařídí, aby mohl po vodě elegantně klouzat? Nohy fungují podobně jako tři páry vesel – opřou se o hladinu a záběrem každé nohy pod ní vytvoří vír. Víry většiny vodních živočichů mají tvar „O“, bruslařky a vodoměrky ale vytvářejí víry těsně pod hladinou a ty pak připomínají písmeno „U“, přičemž oba horní konce víru se dotýkají hladiny.
Hmyz tlačí podkovovité víry za sebe a sám se při tom posouvá vpřed. Poměr sil je pro něj výhodný – relativně slabým záběrem krátkých nohou dokáže svému tělu udělit slušnou rychlost.
O evoluční zdatnosti bruslařek svědčí fakt, že jsou jediným hmyzem, který dokáže žít na hladině uprostřed oceánů. Důvody, proč se jiný hmyz v mořích a oceánech nezabydlel, nejsou jasné. Určitě mu v tom nebránila adaptace na slanou vodu; řada druhů hmyzu se přizpůsobila životu ve slaných jezerech, kde jsou koncentrace solí podstatně vyšší než v moři. Je možné, že když se hmyz v období kambria vyvinul, našel moře a oceány hustě osídlené jinými živočichy a v jejich konkurenci se neprosadil. Pět druhů bruslařek rodu Halobates to však zvládlo a dnes je najdeme všude, kde teplota na mořské hladině příliš často neklesá pod 20 °C. Jde o potomky bruslařek, které původně žily v ústí řek a při mořském pobřeží, ale pak zpřetrhaly veškerá pouta s pevninou. Studium evoluce oceánských bruslařek ukázalo, že přechod k životu na širém moři zvládl tento hmyz nezávisle na sobě možná i třikrát.
Oceánské bruslařky reprezentují pouhých 0,0001 % všech druhů hmyzu, ale obývají polovinu plochy Atlantického, Indického a Pacifického oceánu; jen málokterý hmyz se jim vyrovná rozlohou svého rozšíření. Pětice oceánských bruslařek nepotřebuje k životu jedinou píď pevné země. Vajíčka, která neměří na délku ani milimetr a mají tvar zrnek rýže, lepí samičky na předměty plovoucí na hladině. Hodí se jim stejně dobře kousky dřeva jako ptačí pera nebo semena rostlin, a nepohrdnou ani plastovým odpadem – na jedné plastové láhvi od mléka vylovené z moře napočítali vědci 70 000 vajíček bruslařek.
Bruslařky z rodu Halobates se pohybují po hladině rychlostí kolem tří a půl kilometru v hodině, což představuje 250násobek délky jejich těla za sekundu.
Z hladiny se odrazí ke skoku do výšky pěti centimetrů, přičemž dosáhnou zrychlení 40krát většího než zemská tíže. Za svou pohyblivost vděčí velmi zvláštnímu povrchu těla a končetin: kryjí je mikroskopické kyjovité výběžky, které nejsou delší než tisícina milimetru. Bruslařka na ně při každé příležitosti nanáší nohama voskovitý sekret a zajišťuje jim tak vysokou vodoodpudivost, navíc se na těchto mikroskopických výběžcích snadno zachytávají vzduchové bublinky. V místě, kde se končetinami dotýká vodní hladiny, tedy bruslařka nestojí přímo na vodě, ale opírá se o polštář z bublinek – proto se dokáže při skocích tak snadno odpoutat od vodní hladiny.
Nesmáčivý povrch těla chrání oceánské bruslařky i před deštěm a sprškami mořské vody. Kapky se od jejich těla odrazí nebo se o ně roztříští, a hmyz se proto nikdy nenamočí. Přesto zůstává záhadou, jak bruslařky přežijí běsnění přírodních živlů během tropických hurikánů. Snad jim to usnadňují bublinky vzduchu, které se zachytí na nesmáčivém povrchu těla a jako záchranná vesta je vynesou na hladinu.
Neméně náročné jsou ale pro bruslařky i dny, kdy vládne bezvětří a plnou silou praží tropické slunce. Pouštní hmyz může utéct před sluneční výhní tak, že se zahrabe do písku; bruslařky se ale nemohou potopit a nikde kolem nich není ani kousek stínu. Způsob, jakým se vypořádají s přehřátím a s přívalem ultrafialového záření, halí tajemství. Vědci si zatím marně lámou hlavu i nad tím, jak se bruslařky na hladině orientují, protože oči mají jen milimetr nad hladinou a z téhle perspektivy se jim nenabízí velký rozhled. Jak najdou potravu a podle čeho vyhledají partnery k plození potomstva? Otázek, na něž neznáme odpovědi, se kolem oceánských bruslařek rodu Halobates vznáší opravdu hodně.
úryvek z knihy:
Jaroslav Petr
Desatero pohybů
Zvířata na souši, ve vodě a ve vzduchu
Argo a Dokořán 2024
O knize na stránkách vydavatele
