Vì sao một số loại bọ có thể đi bộ trên mặt nước

Một số loại bọ nhỏ có thể “đi bộ” trên mặt nước nhờ một đặc tính gọi là sức căng bề mặt, kết hợp với các đặc điểm thích nghi đặc biệt của chúng.

Đây là một màn phối hợp hoàn hảo: nước tạo ra một lớp “da” mỏng, còn các loài bọ thì được thiết kế để đứng trên đó mà không làm vỡ lớp da ấy.

---

1. “Lớp da” của nước (Sức căng bề mặt) 💧

Lý do chính khiến điều này xảy ra là nhờ sức căng bề mặt. Bạn có thể tưởng tượng nó như một lớp màng đàn hồi, co giãn phủ trên mặt nước.

Lớp “da” này tồn tại vì các phân tử nước ($H_2O$) có lực hút mạnh với nhau. Lực hút này được gọi là lực liên kết nội tại (cohesion).

• Bên trong nước: Một phân tử nước bị kéo đều từ mọi hướng bởi các phân tử xung quanh nó.
• Tại bề mặt: Một phân tử chỉ bị kéo bởi các phân tử bên cạnh và phía dưới nó. Không có phân tử nào phía trên để kéo nó lên.

Điều này tạo ra một lực kéo hướng vào trong mạnh mẽ trên các phân tử bề mặt, khiến chúng được nén chặt lại. Sự nén chặt này tạo nên lớp “da” có thể nâng đỡ những vật siêu nhẹ.

---

2. “Chiêu trò” của bọ (Thích nghi đặc biệt) 🐞

Sức căng bề mặt thôi thì chưa đủ; các loài bọ phải có những đặc điểm thích nghi đặc biệt để tận dụng nó. Bọ nước là ví dụ hoàn hảo.

• Chúng cực kỳ nhẹ: Khối lượng cơ thể của chúng nhỏ đến mức lực mà chúng tạo ra (trọng lượng) không đủ để phá vỡ lực liên kết của các phân tử nước trên bề mặt.
• Chúng phân tán trọng lượng: Đôi chân dài giúp phân bố trọng lượng nhỏ bé của chúng lên một diện tích rộng, nên không điểm nào bị ép xuống quá mạnh. Bạn có thể thấy điều này qua những “vết lõm” nhỏ mà chân chúng tạo ra trên mặt nước.
• Chân “không dính nước”: Đây là yếu tố quan trọng nhất. Chân của chúng có tính kỵ nước (hydrophobic), nghĩa là chúng đẩy nước ra. Chân được phủ hàng ngàn sợi lông siêu nhỏ có lớp sáp (gọi là microsetae). Những sợi lông này giữ một lớp không khí quanh chân, tạo thành một “đệm khí” (gọi là plastron). Lớp đệm khí này ngăn nước tiếp xúc trực tiếp với chân, giúp chúng đứng trên lớp “da” của nước mà không bị chìm.