Мухи-водолазы

Ученые сумели в деталях установить, как мухи, способные погружаться в калифорнийское озеро Моно, в соленых водах которого мало кто может выжить, умудряются проделать такой фокус.

Соленость озера Моно в центральной Калифорнии составляет в среднем 69 граммов на литр (средняя соленость океанских вод – 35 граммов на литр). В годы засухи, когда объем озера значительно уменьшается, соленость возрастает еще сильнее. Рекордный уровень в 99 граммов на литр был отмечен в 1982 году. К тому же вода озера имеет резко щелочную реакцию (pH=10). В результате в озере Моно способны жить только бактерии, одноклеточные планктонные водоросли и рачок Artemia monica.

Однако был известен еще один обитатель озера. Миниатюрная муха Ephydra hydropyrus (Ephydra hians) из семейства мух-береговушек (Ephydridae) без вреда для себя ныряет в опасные воды, где питается водорослями и откладывает яйца. Способность личинок мухи развиваться в очень соленой воде не удивила зоологов, представители рода Ephydra славятся этим. Личинки даже не испытывают потребности всплывать, чтобы подышать воздухом, получая кислород от фотосинтезирующих бактерий. Но вот взрослое насекомое, погружающееся на глубину до двух метров в крепко соленый раствор, вызывало недоумение.

Таких мух на берегах озера очень много, они представляют собой своеобразную местную достопримечательность. В 1872 году Марк Твен в книге «Налегке» описывал местных мух так: «В любое время можно видеть целый мушиный пояс шириной в шесть футов и толщиной в дюйм, который полностью охватывает все озеро, — мушиный пояс длиной в сто миль. Если бросить в них камень, то они взлетают таким густым роем, что кажутся плотной тучей без просветов. Их можно держать под водой сколько душе угодно — они не обижаются, напротив, гордятся этим. Когда их выпустишь, они выскакивают на поверхность сухие, как отчет бюро патентов, и удаляются столь невозмутимо, словно их нарочно обучили этому фокусу, дабы доставить человеку обогащающее ум развлечение» (перевод В. Топер).

Раньше жившие на берегах озера Моно индейцы племени куцадикади добывали куколок этих мух, высушивали и употребляли в пищу, а также обменивали на другие продукты питания у соседних племен. Само название племени означает «те, кто ест куколок береговых мух».

Тело мухи Ephydra hydropyrus в воде покрывает тонкая прослойка воздуха, своеобразный водолазный колокол из воздуха, который защищает насекомое от агрессивной среды. Когда муха вылезает из воды, она действительно оказывается абсолютно сухой. Однако детали процесса до последнего времени оставались неизвестными.

Флорис ван Брейгель (Floris van Breugel) из Калифорнийского технологического института исследовала мух в лабораторных условиях при помощи высокоскоростной видеосъемки, измерения микросил и изучение физико-химических явлений на поверхностной пленке воды. Она установила, что тело мухи покрыто водоотталкивающим восковым налетом, подобном тому, что позволяет клопам-водомеркам бегать по поверхности воды. Чтобы попасть под воду, муха должна преодолеть сопротивление силы поверхностного натяжения, равное 10 – 20-кратному весу ее тела. Примерно такое же сопротивление преодолевает применительно к своему весу ныряющий человек. Особые коготки на лапках помогают мухе пересечь воздушно-водяную границу.

Когда же, насытившись водорослями, муха хочет вернуться наверх, она должна выбираться очень аккуратно, находясь в вертикальном положении, чтобы не потревожить воздушный пузырь преждевременно. В противном случае она намочит крылья и не сможет взлететь с поверхности воды, став легкой добычей для птиц. Поэтому муха активно управляет процессом всплытия, руля лапками, чтобы занять верную позицию. В случае успеха сила поверхностного натяжения в момент разрыва воздушного пузыря буквально выстреливает муху вверх, и та взлетает.

Доклад о способностях мухи-береговушки Ephydra hydropyrus был представлен на ежегодном конгрессе Общества интегративной и сравнительной биологии проходившем 3 – 7 января в Портленде, штат Орегон.