Znajdź zawartość

Otoczka powietrzna, dzięki której pająk topik (Argyroneta aquatica) spędza większość życia pod wodą, działa jak skrzela, ekstrahując z wody rozpuszczony tlen i rozpraszając dwutlenek węgla. Naukowcy doszli do tego, mierząc stężenie tlenu wewnątrz i poza siecią. Dysponując takim dzwonem nurkowym, topik może zostawać pod wodą przez całą zimę, a w innych porach roku, oszczędzając siły, przez ponad dobę, podczas gdy inne oddychające powietrzem atmosferycznym owady muszą się wynurzać co kilka minut. Wcześniej sądzono, że topiki wytrzymują pod wodą od 20 do 40 min, jednak najnowsze badania prof. Rogera Seymoura z Uniwersytetu w Adelajdzie i doktora Stefana Hetza z Uniwersytetu Humboldtów wykazały, że sprawy mają się zgoła inaczej. A. aquatica tworzy pomiędzy liśćmi podwodnych roślin kokon w kształcie otwartego od dołu globusa. Później pająk napełnia go pojedynczym bąblem powietrza. Wg Seymoura, przeważnie ma on wielkość paznokcia palca serdecznego. Naukowcy dodają jednak, że samice robią bańki pokaźniejszych rozmiarów, które można dalej powiększać w razie potrzeby, np. by pomieścić ofiarę lub jaja. Dodatkowo pająki powiększają bąble, gdy poziom tlenu w wodzie spada. Bańka powietrza w rzeczywistości wystaje pomiędzy oczkami sieci, powstaje więc rodzaj interfejsu powietrze-woda. Podczas eksperymentów naukowcy posłużyli się tlenoczułym światłowodem. Dzięki temu mogli ocenić objętość gazu w dzwonie nurkowym oraz poziom wymiany gazowej między wodą a bańką. Dodatkowo zmierzono zużycie tlenu przez owada. Odkryliśmy, że w porównaniu do tego, co było na początku, z wody może pochodzić aż 8-krotnie więcej tlenu. Bańka działa więc jak bardzo skuteczne skrzela fizyczne, czyli dyfuzyjne. Jako że topik prowadzi raczej osiadły tryb życia, bąbel odpowiada jego potrzebom oddechowym nawet w rozgrzanej stojącej wodzie. Raz na dobę topik musi donieść świeżego powietrza, ponieważ bańka kurczy się wskutek dyfundowania azotu do otaczającej wody. Transport odbywa się na odwłoku i tylnych nogach. Dzięki temu, że pająk tak rzadko się wynurza i siedzi spokojnie, łatwiej mu polować, poza tym sam unika stania się czyjąś ofiarą. Seymour uważa, że być może ze względów kamuflujących topik przygotowuje swoją sieć nocą.

Co prawda burza w szklance wody ma w przysłowiu zupełnie inne znaczenie, lecz po długim okresie prób fizykom z Uniwersytetu w Bordeaux naprawdę udało się wreszcie odtworzyć huragan w naczyniu wielkości filiżanki. Przykrywa je mydlana bańka, a wewnątrz szaleje cyklon o średnicy zaledwie kilku centymetrów. Jak w guliwerowskiej krainie liliputów... Choć dużo mniejszy, huragan utworzony przez człowieka ma dokładnie te same właściwości, co naturalne wiatry. Hamid Kellay, szef zespołu, twierdzi, że eksperyment jest naprawdę prosty. Najpierw zlewkę należy wypełnić roztworem mydła. Potem trzeba wziąć słomkę i wydmuchać bańkę. Półkulista bańka przykrywa z wierzchu naczynie, a roztwór jest podgrzewany do temperatury 45°C. W miarę wzrostu temperatury zaczyna zachodzić proces unoszenia się w górę strumieni ciepłego powietrza (konwekcja naturalna). Czasem na samym szczycie formują się pojedyncze duże wiry, których średnica dochodzi do kilku centymetrów. Pomyśleliśmy, że wyglądają one jak cyklony. Aby sprawdzić, czy miniwiry zachowują się jak prawdziwe huragany, naukowcy sfilmowali ich ruch. Nagranie porównali z danymi uzyskanymi podczas sezonu huraganowego 2003-2004. Zaobserwowano podobny ruch termiczny, choć same trasy "małych i dużych" już się od siebie różniły (Physical Review Letters). Kellay twierdzi, że prawdziwe huragany są efektem innych zjawisk atmosferycznych, a na ich przemieszczanie się silnie wpływa ruch wirowy Ziemi. Tego wszystkiego brakuje, oczywiście, w przypadku mydlanej bańki. Mimo wszystko może ona posłużyć jako rodzaj laboratorium, gdzie sprawdza się, jak wygląda interakcja huraganów z otaczającym powietrzem.