Alla som har sett en gecko vet förmodligen att de kan klättra på väggar. Men dessa vanliga ödlor kan också springa över vatten nästan lika snabbt som de kan röra sig på fast mark. Men medan vi vet hur geckos skalar släta vertikala ytor med otaliga små hårstrån på fötterna som kallas setae, hur de lyckas undvika att sjunka ner i vattnet har varit något av ett mysterium – fram till nu. Mina kollegor och jag avslutade nyligen forskning som förklarar hur geckos använder en kombination av tekniker för att utföra denna fantastiska bedrift.

Förmågan att gå på vatten har registrerats hos mindre djur som vattenstridaren, som är tillräckligt lätta för att hållas uppe av vattnets ytspänning, kraften mellan vattenmolekylerna vid ytan. Under tiden, större djur som dopping, kan gå på vatten eftersom de är kraftfulla nog att slå ytan med fötterna när de springer. Den snabba rörelsen trycker ner vattnet under foten, skapa en ficka med luft runt den. Den uppåtriktade kraften som genereras när denna ficka trycks under vattnet är det som håller djuret kortvarigt svävande på ytan.

Men geckos är vanligtvis en storlek som hamnar mellan dessa två kategorier. De är för svaga för att hålla sig uppe med enbart ytslag och för tunga för att lämna vattenytan obruten. Ändå närmar sig deras relativa vattenflödeshastigheter samma som en annan välkänd vattenrinnande ödla, basilisken (eller "Jesu ödla"), som förlitar sig på smällningstekniken.

De första beräkningarna antydde, och videoanalys bekräftade, som till skillnad från andra arter som rör sig vid vattenytan, Geckos använder en kombination av tekniker för att röra sig snabbare ovanpå vattnet än vad de kan genom att simma genom det. Genom att analysera videor av geckos som rör sig över vattnet, vi fann att deras gång liknade basiliskens. Varje steg innebär att foten dras tillbaka genom luften, slå på ytan, och strök under vattnet.

Men till skillnad från basilisker, som inte påverkas av förändringar i vattnets ytspänning, våra experiment visade att geckos hastighet och huvudhöjd halverades när vi tillsatte tvättmedel i vattnet, minska ytspänningen. Detta tyder på att de åtminstone delvis använder krafterna mellan vattenmolekylerna för att hålla sig ovanför ytan.

Vi fann också att geckos på ett avgörande sätt använder en kombination av hydrostatisk kraft (trycket uppåt av vattnet känd som flytkraft) och hydrodynamisk kraft (lyftet som skapas av rörelse över vattenytan som i en motorbåt som skummar på ytan). Tillsammans, dessa krafter genererar ytterligare lyft för gecko, ett tillstånd som kallas semi-planing.

Sting i svansen

Trots all uppfinningsrikedom i detta mångsysslande tillvägagångssätt, geckos kan bara hålla huvudet och bålen helt ovanför vattnet, lämnar sina svansar släpande under. Att kunna röra sig nästan lika snabbt som på land när nästan hälften av din kropp är under vattnet och möter mer motstånd och dragkrafter är ganska bra – fråga bara Michael Phelps.

Geckos klarar av detta genom att använda sin svans, som redan har visat sig hjälpa dem att manövrera runt hinder, hoppa och fly rovdjur. Sett från ovan när den färdas över vattnet, geckon kan likna en krokodil, rör på kroppen och svansen med en vågliknande rörelse för att skapa framdrivning för att balansera vattnets bakåtdragning.

Vår forskning visar att för att medelstora djur ska kunna röra sig snabbt längs vattenytan krävs en komplicerad och smart kombination av fysiska mekanismer som man tidigare trodde bara förekom hos större och mindre djur. Men det kan också bidra till bättre design för djurinspirerade robotar.

Tidigare studier på geckos har inspirerat flera sådana "biomimetiska" strävanden, från bättre lim till en smidig (och ganska bedårande) svansad robotbil, passande namnet Tailbot. Bättre förståelse för hur djur färdas över komplexa terränger kommer förhoppningsvis att leda till robotar som kan utnyttja dessa tekniker för att röra sig på både land och vatten med den höga prestanda som ses hos geckos.