יש בעלי חיים שמסוגלים ללכת על המים. חרקים מסוימים, למשל רצי המים (Gerridae), מבלים את חייהם על פני המים, לא בשחייה או ציפה אלא ממש בעמידה או בריצה. הם מנצלים את היחס בין משקלם הנמוך לבין מתח הפנים של המים כדי לנוע על פני המים בבטחה בלי לשקוע. גם יצורים גדולים וכבדים יותר מסוגלים לנוע על פני המים: לטאות הבסיליסק (Basiliscus), שאף זכו לכינוי "לטאות ישו", מסוגלות לרוץ על פני המים בלי לשקוע הודות לאצבעות רגליהן הארוכות והקרומים המתוחים שמגדילים את שטח הפנים שלהן, וכן בזכות זנבן הארוך שמייצב אותן.
בעבר דיווחו חוקרים על צפרדעים ממינים מסוימים שנראו מנתרות על פני המים. כבר לפני קרוב לחמישים שנה תואר איך הן נעות במהירות על פני המים, כמעט בריחוף, בתנועה דומה להקפצת אבן על פני המים.
(הצפרדע קופצת בניסוי, תחילה במהירות רגילה ולאחר מכן בהילוך איטי )
טכנולוגיות צילום מתקדמות מאפשרות לנו כיום לראות תנועות ופרטים שהעין האנושית אינה יכולה לתפוס באופן טבעי. צילום במצלמת מהירות גבוהה מאפשר לתעד רצפים ארוכים של תמונות (פריימים) בזמן קצר. אם לאחר מכן צופים בהן במהירות רגילה, התנועה מוצגת בהילוך איטי מאוד. כך אפשר לראות תנועות מהירות במיוחד, שקשה לזהות במהירות צילום רגילה.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
חצבת, פוליו ועקיצות יתוש – מחלות ללא גבולות
תפריט הרימות של האנשים הקדומים
עוברי סייבורג לחקר המוח
קבוצת חוקרים מאוניברסיטת וירג’יניה טק בארצות הברית בחנו את התנועה של צפרדע הצרצר הצפונית (Acris crepitans) כדי להבין איך היא מנתרת במהירות על פני המים. לשם כך הם אספו פרטים מהמין הזה שחיים בטבע והניחו אותם במכלי מים בעומק של 20 סנטימטר, עם משטח צף קטן בכל קצה שמדמה עלי נופר.
הצפרדע הונחה על משטח בקצה אחד, והחוקרים דרבנו אותה בדחיפה עדינה לקפוץ למים ולנוע אל המשטח שבקצה הנגדי. התהליך צולם מהצד במצלמת מהירות גבוהה, ולאחר מכן ניתחו החוקרים את הסרטון. נוסף על התנועה של הצפרדע במים, החוקרים ערכו ניסוי דומה כדי לבחון גם את תנועתה היבשתית, הפעם במכל יבש שרופד במצע קשיח, והצפרדע הונחה בקצה אחד וצולמה קופצת לקצה השני.
רחפת או צוללת?
ממצאי המחקר מגלים שאף על פי שלעינינו נראה כאילו הצפרדע קופצת על פני המים, למעשה היא שוקעת בהם בכל נחיתה, ופותחת את הניתור הבא רק כשכל גופה כבר טבול בתוך המים. החוקרים חילקו כל מחזור קפיצה לארבעה שלבים: זינוק – דחיפת המים לאחור בעזרת הרגליים האחוריות כדי להעניק לעצמה תאוצה קדימה ולמעלה; שלב אווירי – שבו התנופה מקפיצה את הצפרדע אל מעל פני המים; כניסה מחדש – פגיעה במים ושקיעה; ולבסוף התאוששות – קיפול הרגליים והכנה לקפיצה הבאה.
לא רק שנמצא כי הצפרדע שוקעת כולה בתוך המים, מתברר שהיא נמצאת בתוכם במשך רוב הזמן שבו היא נעה ממשטח אחד לשני: 54 אחוז מזמן מחזור הקפיצה היא נמצאת במים ורק 46 אחוז ממנו היא באוויר. בנוסף מצאו כי קפיצות הצפרדע על קרקע מוצקה דומות מאוד לקפיצותיה במים, פרט לכך שעל הקרקע זמן ההתאוששות של הצפרדע בין קפיצה לקפיצה הוא ארוך יותר.
החוקרים השוו את תנועת הניתור של הצפרדע לתנועות דומות של בעלי חיים אחרים, כמו דולפינים, ציפורים, דגים ועוד. בניגוד לכל אלה, שנעזרים בתנופה שנותרה להם מהקפיצה הקודמת כדי להמשיך את תנועתן ולצבור מחדש תאוצה, שיטת הקפיצה של הצפרדע הרבה פחות יעילה: היא נעצרת לגמרי בין קפיצה לקפיצה, ולכן עליה להפיק מחדש מספיק אנרגיה לקפיצה בכל ניתור וניתור. החוקרים מעריכים כי הסיבה להבדל הזה טמונה ביחס בין משקל גופה הקטן של הצפרדע לשטח הפנים הגדול של גופה. הפער הזה מגדיל את ההתנגדות של המים לתנועת הצפרדע ומאט את תנועתה בתחילת הקפיצה.
2 צפייה בגלריה
לא רק שנמצא כי הצפרדע שוקעת כולה בתוך המים, מתברר שהיא נמצאת בתוכם במשך רוב הזמן שבו היא נעה ממשטח אחד לשני. הצפרדע על אצבעותיה של אחת החוקרות
(צילום: Photo courtesy of Jake Socha)
בנוסף, החוקרים סבורים שמהירות התנועה של רגליה האחוריות של הצפרדע מגבילה את יכולתה להישאר בחלקה מעל פני המים בלי לשקוע. על מנת לנתר על פני המים, ולא לשקוע כפי שהיא עושה בפועל, הצפרדע מוכרחה להידרך ולהכין את רגליה לקפיצה הבאה עוד לפני שנגעה במים. לפי המחקר יש לצפרדע די והותר אנרגיה זמינה לקפיצה כזאת, אך חסרה לה מהירות.
לפעמים הטבע מתעתע אותנו, ומה שחשבנו שאנחנו רואים אינו מה שאירע באמת. ממצאי המחקר מעלים שאלות לגבי 11 מינים נוספים של צפרדעים שתועדו מקפצות על פני המים. האם גם הן שוקעות לגמרי בין קפיצה לקפיצה, או שיש מינים שפיתחו דרכי קפיצה אחרות שמאפשרות להן להישאר מעל פני המים? התפתחויות טכנולוגיות מאפשרות לנו לחשוף תובנות חדשות על עולם הטבע, ובד בבד מעלות שאלות חדשות ומסקרנות הממתינות לבחינתנו.
מיכאלה צינקין, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
