Наземное дыхание не обязательно заставляет животное немедленно всплывать. Водоотталкивающие волоски и шероховатая кожа удерживают под водой серебристый слой воздуха, который работает как запас, дыхательная трубка или физическая жабра. Кислород из окружающей воды способен переходить в такой пузырь, хотя азот постепенно уходит и объём уменьшается. Пять участников рейтинга показывают разные ступени одной идеи – от кармана под крыльями до подводного дома.
| Место | Животное | Где удерживается воздух | Как используется |
|---|---|---|---|
| 5 | Жук-плавунец окаймлённый | под надкрыльями | запас для погружения |
| 4 | Гладыш обыкновенный | на брюшке под волосками | запас и регулировка плавучести |
| 3 | Речной клоп Aphelocheirus | тонким слоем по телу | постоянный пластрон |
| 2 | Водяной анолис | пузырём у ноздрей | повторное вдыхание воздуха |
| 1 | Паук-серебрянка | в куполе из паутины | дыхательная камера и жилище |
5. Жук-плавунец окаймлённый
Dytiscus marginalis дышит атмосферным воздухом через дыхальца на брюшке. Перед погружением жук выставляет задний конец тела к поверхности и набирает воздух в пространство под надкрыльями. Под водой запас соприкасается с дыхальцами, а гладкая форма тела и мощные задние ноги позволяют плавунцу активно охотиться.
Пузырь не является герметичным баллоном. По мере расхода кислорода его парциальное давление падает, и часть растворённого в воде кислорода диффундирует внутрь. Однако азот одновременно покидает пузырь, поэтому объём уменьшается и жуку приходится обновлять запас. Пятое место – за простой и надёжный воздушный карман, спрятанный непосредственно под бронёй.
4. Гладыш обыкновенный
Notonecta glauca плавает спиной вниз и гребёт длинными задними ногами. Его брюшко и нижняя сторона крыльев покрыты водоотталкивающими волосками. Между ними сохраняется воздух, из-за которого насекомое под водой кажется серебристым. Эта оболочка соединена с дыхальцами и снабжает трахейную систему.
Газовый запас одновременно создаёт подъёмную силу. Гладыш умеет менять её, расходуя кислород и регулируя объём пузыря, поэтому может зависать на нужной глубине с меньшими затратами. Микроструктура волосков удерживает плёнку даже при движении. Четвёртая строка отмечает участника, который превратил дыхательное устройство ещё и в точную систему контроля плавучести.
3. Речной клоп Aphelocheirus
Aphelocheirus aestivalis живёт на дне чистых проточных вод и не обязан регулярно подниматься за новой порцией воздуха. Его тело покрыто плотными микроскопическими волосками, которые не дают воде прижаться к поверхности. Между телом и водой остаётся очень тонкий стабильный воздушный слой – пластрон.
Когда насекомое потребляет кислород, разность концентраций заставляет растворённый газ переходить из воды в пластрон. Плотная опора из волосков не позволяет слою легко сжиматься и исчезать, поэтому он ближе к постоянной физической жабре, чем к расходуемому пузырю. Третье место получает почти невидимый вариант технологии: воздуха мало, но его граница постоянно собирает кислород из потока.
2. Водяной анолис
Anolis aquaticus прыгает в ручьи, спасаясь от опасности или разыскивая пищу. Под водой шероховатая гидрофобная кожа удерживает тонкую воздушную прослойку. Ящерица выдыхает в неё, раздувая заметный пузырь над мордой, а затем втягивает его обратно через ноздри. Цикл повторяется много раз.
Эксперименты подтвердили, что кислорода в пузыре живого анолиса со временем становится меньше, то есть воздух действительно участвует в дыхании. Полуводные виды выполняют такие циклы чаще и остаются под водой дольше наземных родственников; зарегистрированные погружения достигают примерно 18 минут. Второе место анолис получает как позвоночное, независимо пришедшее к решению, знакомому водным членистоногим.
1. Паук-серебрянка
Argyroneta aquatica почти всю жизнь проводит под водой, сохраняя обычные лёгочные мешки и трахеи. Паук строит между растениями горизонтальный шёлковый купол, поднимается к поверхности и переносит вниз пузырь на гидрофобных волосках брюшка и задних ног. Повторяя рейсы, он заполняет паутинный колокол воздухом.
В этой камере серебрянка отдыхает, ест, линяет, спаривается и выращивает потомство. Большая поверхность пузыря пропускает растворённый кислород из воды и работает как физическая жабра, хотя запас всё же приходится периодически обновлять. Первое место получает единственный участник, который вынес пузырь за пределы тела и превратил его из дыхательного приспособления в полноценное подводное помещение.
Разница между запасом и физической жаброй определяется не размером пузыря, а его устойчивостью и газообменом. Одни животные носят ограниченную порцию воздуха, другие поддерживают тонкую поверхность, а серебрянка строит отдельную камеру. Во всех случаях ключевой деталью оказывается граница воды и воздуха, которую тело не даёт разрушить.