Николай Плавильщиков - Гребень буйвола

Как только захолодало, водомерки исчезли. Они покинули воду, выбрались на берег. Забились под мох, заползли в трещины земли между корнями, попрятались в другие укромные места. Там оцепенело они проведут зиму.

Не видно на воде и вертячек — маленьких блестящих жуков, стайка которых кружится и скользит по воде в тихих местах. Они не ушли на берег, как водомерки; у каждого своя манера зимовать. Вертячки зарылись в ил — тут же, на дно родного пруда.

Лед прикрыт снеговой шубой, под ним — вода. Термометр показывает 20 градусов мороза, а под снегом лишь несколько градусов ниже нуля. Температура льда всего на один градус ниже нуля. А раз так, то температура воды под ледяным потолком хоть немного, да выше нуля: иначе вода замерзла бы. В нашем случае температура воды под самым льдом — примерно полградуса тепла.

Это не придуманные цифры. Их получили, измеряя температуру и льда, и снега, и воды при морозе в 20 градусов.

Не так уж холодно, оказывается, подо льдом. Не холоднее, чем под корой засыпанного снегом пня в лесу. А ведь в пнях зимует множество насекомых, и они не замерзают.

Но если взять кусок льда с вмерзшими в него растениями и мелкими животными и оставить его лежать на сильном морозе, то все эти «ледянки» погибнут. Кусок льда оказался «голым». Нет снеговой шубы, нет теплой водной подстилки. Температура льда понижается, «ледянки» промерзают.

Если мелкий прудик или болотная лужа промерзнет до дна, то все их население вмерзнет в лед или в ил на дне. Это случается даже с карасями, зарывшимися на зиму в ил. И караси не погибают. Правда, при условии, что соки их тела не промерзнут, не превратятся в лед. Тогда карась уж не оживет, сколько его ни оттаивай.

Да и как может ожить такой карась? Ведь вода, замерзая, расширяется. Бутылка, налитая доверху водой и хорошо закупоренная, на морозе будет разорвана.

Почему?

Вода замерзала, расширялась, а места не хватало. Давлением образующегося льда бутылку разрывает.

Промерз насквозь карась. Вода в его теле превратилась в лед. Клетки тела карася окажутся разорванными.

Толстеет ледяная корка, больше и больше ложится на нее снега. Темнее и темнее становится в воде.

Зимующим подводным растениям света не хватает, им приходится жить в потемках. И все же некоторые из них зеленеют и растут и подо льдом.

Стебли элодеи не отмерли и по-прежнему зелены. Они растут, тянутся вверх, к свету. Иной раз примерзают верхушками к ледяному потолку, вмерзают в лед.

В полутьме и холоде даже зеленеющие растения живут замедленной жизнью. Они мало выделяют кислорода, а от кислорода воздуха вода отгорожена ледяной корой. Всплыть на поверхность, чтобы подышать, уже нельзя.

Но животная жизнь в замерзшем водоеме не замирает совсем. Многие из мелких обитателей воды заснули на зиму, но кое-кто не спит.

Крупный хищный жук-плавунец продолжает шнырять в воде и подо льдом.

Пока он может дышать, плавунец не впадает в зимнюю спячку.

Тоненькая ледяная корочка пропускает достаточно солнечного света. Пока лед тонок, водяные растения выделяют довольно много кислорода. Кое-где пузырьки его поднимаются вверх, накапливаются на нижней поверхности ледяной корочки. Плавунец ползает по нижней поверхности льда: его привлекают пузырьки кислорода. Тут же ползает и улитка-прудовик, тоже «собирает» кислород.

Стало темно в воде, и жизнедеятельность растений затихает. Кислородных пузырьков на ледяном потолке уже нет. Если есть во льду прорубь, плавунцы собираются возле нее. Но прорубь — редкий случай.

Нельзя дышать обычным способом — плавунец получает кислород иным путем: дышит за счет кислорода, растворенного в воде. Это звучит очень странно. Ведь у плавунца органы воздушного дыхания, ему нужен кислород-газ, кислород воздуха. Жабер у жука нет. И все же плавунец изменяет свой способ получения кислорода.

Под надкрыльями у плавунца есть запас воздуха. Жук выдавливает часть этого воздуха наружу, в воду. Образуется воздушный пузырь, который торчит наружу из-под надкрылий.

Кислорода в таком пузыре мало: он истрачен жуком при дыхании. В воде кислорода больше. И вот растворенный в воде кислород начинает поступать в воздушный пузырь, проникает в воздух под надкрылья. Но он не скапливается здесь. На боках брюшка, у края надкрылий, есть отверстия — дыхальца. Они ведут в трубочки, пронизывающие тело плавунца. Это дыхательные трубочки — трахеи. По ним ко всем органам жука проникает воздух, именно здесь расходуется кислород.

В дыхательных трубочках кислорода еще меньше, чем в воздухе под надкрыльями, и он переходит из-под надкрылий в эти трубочки. В пузырь поступает новая порция кислорода из воды. Образуется кислородный ток: из воды — в воздух пузыря, оттуда — в воздух под надкрылья, а затем — в дыхательные трубочки.

Какая сила гонит кислород в этом направлении? Вспомните уроки по физике. Если в двух сообщающихся сосудах количество газа различно, то различным будет и давление газа в обоих сосудах. Разница в давлении повлечет за собой передвижение частиц газа. Из сосуда с большим давлением газ начнет проникать в сосуд с меньшим давлением. Так будет продолжаться до тех пор, пока давление в обоих сосудах не станет одинаковым. А одинаковым оно станет тогда, когда в обоих сосудах газа будет поровну.

С этой же разницей в давлении газа мы встречаемся и в случае с воздушным пузырем плавунца. Но опыт с сообщающимися сосудами кончается тем, что давление газа в обоих сосудах уравновешивается. В нашем случае равновесие не наступает. Кислород в дыхательных трубочках все время расходуется, все время давление его в пузыре и в трубочках различно. Равновесие не наступает, ток кислорода продолжается.

Конечно, таким способом много кислорода не получишь. Но в холодной воде плавунец менее подвижен и дышит слабее, чем летом.

Сходным образом дышат в это трудное время и некоторые другие водяные жуки, некоторые водяные улитки. Лишь когда вода совсем обеднеет кислородом, они опускаются на дно, зарываются в ил и погружаются в глубокую спячку.

Водяной ослик-рачок, похожий на длинноногую тощую искрицу, он дышит жабрами, и ему не нужно подниматься на поверхность воды, чтобы подышать. Еда для него найдется и подо льдом: гниющие остатки растений есть во всяком водоеме. По-прежнему ползают водяные ослики по дну, по растениям. Разве лишь труднее стало уберечься от врага. Врагов не прибавилось, их стало меньше, да и аппетит у них теперь не так велик, как летом. Но добычи мало: нет личинок комаров, нет головастиков, нет многих других мелких животных. Личинка стрекозы охотится и зимой. Не откажется от ослика и плавунец.