Păianjenii sunt mici fabrici de țesut; pot produce fire subțiri din care țes cu pricepere dantelă. Viteza și abilitățile lor pot fi invidia dantelăriilor cu experiență. De unde își iau păianjenii pânzele?

Dacă întoarceți insecta și priviți cu atenție, veți vedea tuberculi pe abdomen. Acestea sunt veruci arahnoizi care s-au format în procesul de evoluție din picioarele posterioare atrofiate. Cavitatea abdominală a păianjenului conține numeroase glande arahnoide, ale căror canale se deschid și se închid cu tuburi mici de filare. Fiecare tip le are cantități diferite, unele exemplare au până la 500 de astfel de tuburi. Aceasta este o „fabrică de țesut” în miniatură. Glandele produc neobosit lichid. Secreția vâscoasă constă din proteine, care se întăresc instantaneu atunci când intră în contact cu aerul. Lichidul trece prin tuburi subțiri și, atunci când este înghețat, formează o rețea.

Păianjenul presează negii arahnoizi la suprafață, o secreție lipicioasă curge din ele și se lipește de ea. Lichidul continuă să curgă din tuburile arahnoide. Folosind picioarele din spate, păianjenul întinde lichidul într-un flux subțire, care se întărește rapid, formând o pânză.

Pânza este cel mai subțire fir de zeci de ori mai subțire decât un păr uman. Este foarte rezistent și elastic. De exemplu, un fir de mătase naturală este de șase ori mai slab decât pânza de păianjen din punct de vedere al rezistenței.

Păianjenul își folosește pânza în diverse scopuri. Înfășurându-și cu atenție ambreiajul ouălor, păianjenul își protejează viitorii pui de prădători și de uscare. Pentru coconi, păianjenul folosește o pânză specială care conține un antibiotic. Acesta este ceea ce protejează zidăria de ciuperci și bacterii patogene.

Plasele de păianjen sunt un excelent dispozitiv de vânătoare. Plasele țesute au un mijloc lipicios. Insecta, prinsă în capcană, se lipește și rezistă cu disperare, încurcându-se. Păianjenul urmărește cu calm ce se întâmplă din lateral. Păianjenul află că plasa și-a prins „prânzul” de mișcările pânzei de semnal, pe care a adus-o cu prudență direct în gaura sa. Păianjenul mănâncă prada epuizată.

Mrețele de prindere sunt o minune a ingineriei. Arahnidele au gândit totul până la cel mai mic detaliu. În primul rând, țes un cadru - fire longitudinale și transversale la o anumită distanță. Marginile cadrului sunt atașate de o suprafață staționară, poate fi lemn, piatră, perete etc. Firele radiale de sprijin sunt în formă de fulg de zăpadă. Insecta le țese din material neadeziv, de-a lungul căruia păianjenul va ajunge la victima prinsă.

A doua etapă a țeserii plaselor de prindere implică așezarea firelor spiralate. În aceste scopuri, păianjenii folosesc material adeziv; o insectă neprevăzută se va lipi de aceste fire. Acoperirea își pierde capacitatea de a se lipi în timp, așa că mulți păianjeni îl acoperă cu un strat proaspăt de „clei” din când în când. Pentru a țese o astfel de structură, păianjenul va cheltui cantitate minimă web și timp.

Păianjenii împletesc intrarea în gaură cu un strat gros de pânze de păianjen. În primul rând, salvează de vreme rea, în al doilea rând, protejează de inamici și, în al treilea rând, microclimatul dorit este creat în interiorul găurii. Dacă o insectă este rece în casa ei, ea atârnă „covoare” pe pereții vizuinii.

Păianjenii nu își petrec tot timpul în groapă; uneori călătoresc. În timp ce produc o pânză, ei coboară de-a lungul ei ca o frânghie.

Viața nu ar fi dulce pentru un păianjen fără pânză. Pentru ca arahnidele să supraviețuiască, Mama Natură le-a acordat un cadou - capacitatea de a produce fire miraculoase. Insectele își folosesc abilitățile peste tot și, după părerea mea, nu se plâng de viața lor.

Cum țese un păianjen o pânză? El face asta de mai bine de 200 de milioane de ani. Fiecare dintre cele 42 de mii de specii face acest lucru conform unei scheme individuale: o plasă clasică în formă de roată, un hamac, un baldachin sau capcane cu un singur fir.

Natura le-a oferit acestor animale un aparat de rotire unic. Oamenii de știință încă nu pot reproduce cu exactitate designul și compoziția firelor produse.

De unde se formează și de unde provine?

Păianjenii și pânzele lor sunt unice în felul lor un fenomen natural. Procesul de țesut amintește de producția de vată de zahăr - o compoziție preamestecată este scoasă dintr-o deschidere îngustă a rezervorului și se întărește în aer sub forma unui fir subțire.

Recipientul este abdomenul animalului, iar materialul este secreția produsă de glandele sale arahnoide interne.

În partea inferioară a corpului păianjenului (opistom) există de la 1 până la 4 perechi de excrescențe - veruci arahnoizi. La unele specii, aceste excrescențe sunt mobile și servesc simultan ca organ de atingere. Aceasta este zona în care păianjenul își produce pânza.

O parte din suprafața verucilor este presărată cu fire de păr mici - tuburi arahnoide. Fiecare dintre ele este canalul de ieșire al glandei interne și este format din două părți - groase (bazală, internă) și subțire (formativă, terminală). Zona cu tuburi se numește câmp arahnoid.

Alături de tuburi, conurile chitinoase, situate și pe suprafața negilor, participă la producerea pânzei. Glande mai mari se deschid în ele.

Eliberarea firului este controlată de centrală sistem nervos păianjen. Grosimea, lipiciitatea și chiar nuanța pot varia.

Pentru a realiza acest lucru, în procesul de țesut sunt implicate diferite tipuri de glande, de exemplu:

• în formă de tub - produc fire pentru coconul de ou. Bărbații nu au acest tip de glandă;
• în formă de fiolă - produc fire groase uscate pentru baza rețelei;
• în formă de pară - fibre subțiri puternice pentru atașarea pânzei de bază;
• lobular - fibră dublă de mătase, baza firelor spiralate ale plasei de pescuit;
• asemănător copacului - secretă lipici pentru a acoperi baza, care nu se întărește la contactul cu aerul. Cu o mărire mare, picăturile vor fi vizibile pe fire - secreția lipicioasă a glandelor arborescente. Pe ele se concentrează umiditatea în timpul ploii.

Fiecare varietate de păianjen are propriul său set de glande. Trecerea de la unul la altul durează aproximativ un minut. Păianjenul încrucișat țese o pânză folosind 6 glande. Negii săi arahnoizi au de la 480 la 560 de tuburi și aproximativ 20 de conuri.

Cum țes păianjenii pânze

Toate tipurile de păianjeni preferă să țese pânze sau să întindă fire de capcană noaptea. În acest moment, se creează condiții optime: nu există căldură, vânt, lumina soarelui, aerul este suficient de umidificat.

Pentru a fixa firul pe orice suprafață, păianjenul apasă negii împotriva acestuia și apoi se târăște departe, trăgând împreună cu ea fibra întărită.

Firul este tras cu ajutorul picioarelor din spate, iar tensiunea și poziția acestuia sunt ajustate simultan.

Cum țese un păianjen încrucișat o pânză:

1. Păianjenul alege un loc, eliberează firul și așteaptă până se prinde de suport în plutire liberă. Distanța dintre punctele de atașare poate ajunge la 2 m sau mai mult.
2. Apoi animalul se târăște pe cealaltă parte a firului, îl fixează, revine aproximativ 1/3 din distanță și atârnă în jos, eliberând un alt fir, pe care îl fixează în unghi față de suportul situat dedesubt.
3. Păianjenul se întoarce în sus la firul de susținere de-a lungul unui fir înclinat, eliberând simultan o nouă fibră, dar fără a o asigura. Capătul va fi fixat de firul de susținere mai aproape de capătul său opus. Acest lucru creează un cadru web sub forma unui triunghi inversat. Pot exista opțiuni sub forma unui pătrat sau a unui poligon neregulat.
4. Razele interne sunt construite în planul cadrului (de la 30 la 50). Păianjenul nu le trage printr-un singur punct din mijloc, ci le atașează de un plex arahnoid dens. După finalizare, se întoarce în centru și începe să conecteze razele într-un cerc cu jumperi auxiliare temporare (spirală provizorie). Spirala temporară are puține ture; distanța dintre ele crește pe măsură ce te apropii de marginea cadrului.
5. Odată ajuns la periferie, păianjenul se întoarce și începe să țese punți permanente (o spirală de prindere de fir adeziv), mușcându-le pe cele temporare și rostogolindu-le în bulgări. Mișcarea are loc într-o spirală înclinată de la margini spre centru. Distanța dintre viraje este deja aceeași („spirala lui Achimedes”).

Orice obiect prins în capcană este examinat cu atenție și apoi fie aruncat, fie răsucit într-un cocon. Păianjenul în sine nu se lipește de fibrele adezive datorită firelor speciale de păr de pe picioare.

Nu toți păianjenii țes o pânză de capcană. Unele specii atârnă de pânze puternice de păianjen, așteaptă prada, apoi se aruncă asupra ei și o încurcă rapid. Alții stau într-o gaură și așteaptă ca firele de semnal întinse în apropiere să vibreze.

Unii țes plase sub formă de baldachin, așezându-le orizontal. O astfel de pânză este susținută de fire care trec prin ea, fixate în partea de sus și de jos.

Video

Păianjenii își acordă pânzele ca pe o chitară

Compoziția web-ului

Baza rețelei (2/3 din compoziția sa) este fibroină proteică insolubilă în apă (proteina fibrilă). Aceasta este o substanță care conferă pânzelor de păianjen o rezistență sporită. Este format dintr-un complex de proteine ​​simple (albumina), d-alanina (aminoacid), acizi glutamic si aminoacetic.

Lipiciitatea rețelei este asigurată de sericină (o substanță origine proteică, lipici de mătase). Compoziția chimică a rețelei include, de asemenea, nitrat de potasiu și hidrogen fosfat, care oferă protecție împotriva bacteriilor și ciupercilor.

În funcție de tipul de glande folosite, păianjenul produce aproximativ 7 tipuri de fibre de compoziții chimice diferite, din care țese părțile structurale ale pânzei.

Structura firului este eterogenă. Este compus din cristale rigide de proteine ​​strâns legate prin ligamente elastice. De compoziție chimică iar proprietățile pânzei sunt asemănătoare mătăsii viermi de mătase, dar cel de păianjen este mai puternic.

Firul păstrează rezistența la tracțiune și nu se răsucește chiar și la o rotație prelungită. Ultima proprietate se numește „balama”. Lumina soarelui, aerul cald și uscat slăbesc rezistența firului.

Rolul pânzei în viața unui păianjen

O pânză nu este doar o plasă de capcană cu care un păianjen își încurcă prada. Rolul ei este mult mai important. Realizarea instinctului reproductiv este unul dintre obiectivele principale, motiv pentru care păianjenii își țes pânzele. Femelele îl folosesc pentru a atrage un mascul, lăsând feromoni pe fire.

Păianjeni masculi araneomorfi în vestibul sezon de imperechere ele țes o plasă spermatică specială pe care este secretat lichidul seminal pentru a fi transferat ulterior într-un rezervor special de pe membrele anterioare-tentacule (pedipalpi). Sunt și organul copulației.

De asemenea de pe web coconii de ouă sunt țesute. Unele dintre ele au o structură de barieră foarte complexă. Proprietățile bacteriostatice ale pânzei protejează ouăle de efectele mucegaiului, bacteriilor și uscării.

Un alt motiv pentru care păianjenii au nevoie de pânze este protecţie. Adulții se ascund în coconii de pânză în timpul perioadelor de naparlire. În acest moment, acestea sunt cele mai vulnerabile, iar husa densă și respirabilă îi protejează în mod fiabil de factorii externi.

Păianjenii de apă creează un cocon din fire de pânză pentru a colecta bule de aer. Multe specii acoperă pereții casei lor cu fibre și țese în jurul intrării în ea.

Arahnidele se evidențiază între toate insectele prin capacitatea lor de a țese modele uimitoare de rețea.
Cum un păianjen țese o pânză este imposibil de imaginat. Mica creatură creează rețele mari și puternice. Această abilitate uimitoare s-a format acum 130 de milioane de ani.

Nu întâmplător apar toate oportunitățile la animale și se consolidează prin selecția naturală. Fiecare acțiune are un scop strict definit.

Păianjenul țese o pânză pentru a atinge obiective vitale:

• prinderea prazii;
• reproducere;
• întărirea nurcilor lor;
• asigurare de cădere;
• înșelarea prădătorilor;
• facilitarea mișcării pe suprafețe.

Ordinul păianjenilor este format din 42 de mii de specii, fiecare dintre ele având propriile preferințe în utilizarea construcției web. Toți reprezentanții folosesc plasa pentru a reține victima. Aranemorfii masculi lasa lichid seminal pe net. Apoi păianjenul merge pe pânză, adunând secreții pe organele de copulare.

După fertilizare, bebelușii se formează într-un cocon arahnoid protector. Unele femele lasă feromoni pe plasă - substanțe care atrag partenerii. Țesătorii orb înfășoară fire în jurul frunzelor și crenguțelor. Rezultatul sunt manechine pentru a distrage atenția prădătorilor. Peștii de argint care trăiesc în apă fac case cu cavități de aer.

Dimensiunea pânzei depinde de tipul de păianjen. Unele arahnide tropicale creează „capodopere” cu un diametru de 2 m, capabile să țină chiar și o pasăre. Pânzele de păianjen convenționale sunt de dimensiuni mai mici.
Este interesant de știut cât timp țese un păianjen o pânză. Zoologii au reușit să afle că cross-handlerul face față lucrării în câteva ore. Pentru a crea modele suprafata mare pentru reprezentanții țărilor fierbinți durează câteva zile. Rol principal Procesul este efectuat de organe speciale.

Structura glandelor arahnoide

Pe abdomenul insectei există excrescențe - veruci arahnoizi cu găuri sub formă de tuburi.
Fluidul vâscos curge prin aceste canale din glanda arahnoidă. Când este expus la aer, gelul se transformă în fibre subțiri.

Compoziția chimică a rețelei

Capacitatea unică a soluției eliberate de a se întări este explicată de componentele sale structurale.

Lichidul conține o concentrație mare de proteine ​​care conțin următorii aminoacizi:

• glicină;
• alanină;
• serină

Structura cuaternară a proteinei, atunci când este expulzată din duct, se modifică în așa fel încât ca rezultat se formează filamente. Din formațiuni asemănătoare firului, se obțin ulterior fibre, a căror rezistență
De 4 – 10 ori mai rezistent decât părul uman.,
De 1,5 – 6 ori mai puternic decât aliajele de oțel.

Acum devine clar cum un păianjen țese o pânză între copaci. Fibrele subțiri și puternice nu se rup, nu se comprimă, se întind cu ușurință, se rotesc fără a se răsuci și conectează ramurile într-o singură rețea.

Scopul vieții unui păianjen este de a obține hrană proteică. Răspunsul la întrebarea „De ce păianjenii țes pânze” este evident. În primul rând pentru vânătoarea de insecte. Ele fac o plasă de capcană cu un design complex. Aspect Structurile modelate sunt diferite.

• Cel mai adesea vedem rețele poligonale. Uneori sunt aproape rotunde. Țeserea din păianjeni necesită o îndemânare și răbdare incredibile. Așezate pe ramura de sus, formează un fir care atârnă în aer. Dacă aveți noroc, firul se va prinde rapid de o creangă într-un loc potrivit și păianjenul se va muta într-un nou punct pentru a lucra în continuare. Dacă firul nu se prinde în niciun fel, păianjenul îl trage spre sine, îl mănâncă pentru ca produsul să nu dispară și începe din nou procesul. Formând treptat un cadru, insecta începe să creeze baze radiale. Când sunt gata, nu mai rămâne decât să faceți fire de legătură între raze;
• Reprezentanții pâlniei au o abordare diferită. Ei fac o pâlnie și se ascund în partea de jos. Când victima se apropie, păianjenul sare și îl trage în pâlnie;
• Unii indivizi formează o rețea de fire în zig-zag. Probabilitatea ca victima să nu iasă dintr-un astfel de tipar este mult mai mare;
• Păianjenul numit „bola” nu se deranjează; țese doar un fir, care are o picătură de lipici la capăt. Vânătorul trage un fir în victimă, lipindu-l strâns;
• Căpcăunii păianjen s-au dovedit a fi și mai vicleni. Își fac o plasă mică între labe, apoi o aruncă peste obiectul dorit.

Desenele depind de condițiile de viață ale insectelor și de speciile acestora.

Concluzie

După ce am aflat cum țese un păianjen o pânză, care sunt caracteristicile sale, tot ce rămâne este să admiri această creație a naturii și să încerci să creezi ceva similar. Meșterițele copiază modele în modelele delicate ale șalurilor tricotate. Antenele și plasele pentru prinderea peștilor și animalelor sunt realizate folosind scheme similare. Oamenii nu au reușit încă să simuleze complet procesul.

Video: Păianjen țese o pânză

Pânza este un fel de secret produs de glandele arahnoide. O astfel de secreție, după scurt timp după eliberare, este capabilă să se solidifice sub formă de fire de proteine ​​puternice. Pânzele de păianjen sunt produse nu numai de păianjeni, ci și de alți reprezentanți ai grupului de arahnide, inclusiv pseudoscorpioni și acarieni, precum și labiopode.

Cum fac păianjenii pânze

Un număr mare de glande arahnoide sunt situate în cavitatea abdominală a păianjenului.. Conductele unor astfel de glande se deschid în tuburi mici care se rotesc, care au acces la partea de capăt a verucilor arahnoide speciale. Numărul de tuburi rotative poate varia în funcție de tipul de păianjen. De exemplu, păianjenul încrucișat foarte comun are cinci sute dintre ele.

Acest lucru este interesant! Glandele arahnoide produc o secreție lichidă și vâscoasă de proteine, a cărei particularitate este capacitatea de a se întări aproape instantaneu sub influența aerului și de a se transforma în fire subțiri lungi.

Procesul de învârtire a unei pânze implică presarea negilor de păianjen pe un substrat. Prima parte nesemnificativă a secreției eliberate se întărește și se lipește în mod fiabil de substrat, după care păianjenul scoate secreția vâscoasă folosind picioarele din spate. În procesul de îndepărtare a păianjenului de la locul de atașare al pânzei, secreția de proteine ​​se întinde și se întărește rapid. Până în prezent, șapte sunt cunoscute și destul de bine studiate. tipuri diferite glandele arahnoide care produc tipuri diferite fire

Compoziția și proprietățile rețelei web

Pânza de păianjen este un compus proteic care conține, de asemenea, glicină, alanină și serină. Partea interioară a firelor formate este reprezentată de cristale de proteine ​​dure, a căror dimensiune nu depășește câțiva nanometri. Cristalele sunt ținute împreună prin legături proteice foarte elastice.

Acest lucru este interesant! O proprietate neobișnuită a rețelei este articulația sa internă. Atunci când este atârnat pe o pânză de păianjen, orice obiect poate fi rotit de un număr nelimitat de ori fără a se răsuci.

Firele primare sunt împletite de păianjen și devin fibre de păianjen mai groase. Indicatorii de rezistență ai pânzei sunt apropiați de cei ai nailonului, dar sunt mult mai puternici decât secreția viermelui de mătase. În funcție de scopul pentru care pânza este destinată a fi utilizată, păianjenul poate produce nu numai fir lipicios, ci și uscat, a cărui grosime variază semnificativ.

Funcțiile web și scopul acestuia

Pânzele sunt folosite de păianjeni într-o varietate de scopuri. Un adăpost țesut dintr-o pânză puternică și fiabilă vă permite să creați cele mai favorabile condiții microclimatice pentru artropode și, de asemenea, servește ca un bun adăpost atât de vreme rea, cât și de numeroase dușmani naturali. Multe arahnide artropode sunt capabile să își țese pânza în jurul pereților vizuinii lor sau să o transforme într-un fel de ușă în casa lor.

Acest lucru este interesant! Unele specii folosesc pânze ca transport, iar păianjenii tineri părăsesc cuibul parental pe fire lungi de pânză, care sunt culese de vânt și transportate pe distanțe considerabile.

Cel mai adesea, păianjenii folosesc pânze pentru a țese rețele de capcane lipicioase, ceea ce le permite să prindă efectiv prada și să ofere hrană artropodelor. Nu mai puțin faimoși sunt așa-numitele coconi de ou făcute din pânze, în interiorul cărora apar păianjeni tineri. Unele specii țes fire de siguranță asemănătoare pânzei care protejează artropodele de cădere în timp ce sar și pentru a muta sau prinde prada.

Web pentru reproducere

Sezonul de reproducere se caracterizează prin eliberarea de fire arahnoide de către femelă, care fac posibilă găsirea perechii optime pentru împerechere. De exemplu, bărbații care strâng pânzele sunt capabili să construiască, lângă plasele create de femele, șireturi miniaturale de împerechere în care sunt ademeniți păianjenii.

Păianjenii încrucișați masculi își atașează cu îndemânare pânzele orizontale de șuvițe aranjate radial de pânze de capcană făcute de femele. Aplicarea de-a lungul web lovituri puternice membrelor, masculii fac sa vibreze plasa si, in acest mod neobisnuit, invita femelele sa se imperecheze.

Web pentru prinderea pradei

Pentru a-și prinde prada, multe specii de păianjeni țes plase speciale de capcană, dar unele specii se caracterizează prin utilizarea unor lase și fire de pânză deosebite. Păianjenii care se ascund în vizuini plasează fire de semnalizare care se întind de la abdomenul artropodului până la intrarea în adăpostul acestuia. Când prada cade în capcană, vibrația firului de semnal este transmisă instantaneu păianjenului.

Plasele de prindere în spirală lipicioase sunt construite după un principiu ușor diferit. Când îl creează, păianjenul începe să țese de la margine și se deplasează treptat spre partea centrală. În acest caz, același decalaj între toate virajele este în mod necesar menținut, rezultând așa-numita „spirală a lui Arhimede”. Firele de pe spirala auxiliară sunt muscate special de păianjen.

Web pentru asigurare

Păianjenii săritori folosesc fire de pânză ca asigurare atunci când atacă o victimă. Păianjenii atașează un fir de siguranță al pânzei de orice obiect, după care artropodul sare pe prada intenționată. Același fir, atașat de substrat, este folosit pentru adăpost peste noapte și protejează artropodul de atacurile a tot felul de inamici naturali.

Acest lucru este interesant! Tarantulele din sudul Rusiei, părăsind vizuina acasă, trag în spatele lor un fir subțire de pânză, care le permite să găsească rapid drumul înapoi sau intrarea în adăpost, dacă este necesar.

Web ca transport

Până în toamnă, unele specii de păianjeni își eclozează puii. Păianjenii tineri care supraviețuiesc procesului de creștere încearcă să urce cât mai sus, folosind copaci, tufișuri înalte, acoperișuri de case și alte clădiri, garduri în acest scop. După ce a așteptat destul vânt puternic, un păianjen mic produce o pânză subțire și lungă.

Distanța de mișcare depinde direct de lungimea unei astfel de pânze de transport. După ce a așteptat o tensiune bună a pânzei, păianjenul își mușcă capătul și decolează foarte repede. De regulă, „călătorii” pot zbura câțiva kilometri pe o rețea.

Păianjenii de argint folosesc pânze ca transport de apă. Pentru a vâna în corpuri de apă, acest păianjen are nevoie să respire aer atmosferic. La coborârea la fund, artropodul este capabil să capteze o porțiune de aer, iar pe plantele acvatice, din pânză se construiește un fel de clopot de aer, care reține aerul și permite păianjenului să-și vâneze prada.

Candidat la științe fizice și matematice E. Lozovskaya

Știință și viață // Ilustrații

Substanța adezivă care acoperă firul spiralei de prindere este distribuită uniform pe întreaga bandă sub formă de picături de mărgele. Imaginea arată locul în care două fragmente ale spiralei de captare sunt atașate de rază.

Știință și viață // Ilustrații

Știință și viață // Ilustrații

Știință și viață // Ilustrații

Știință și viață // Ilustrații

Etapele inițiale ale construirii unei plase de prindere de către un păianjen încrucișat.

Spirala logaritmică descrie aproximativ forma firului spiralat auxiliar pe care păianjenul îl pune atunci când construiește o plasă de prindere în formă de roată.

Spirala lui Arhimede descrie forma firului de prindere adeziv.

Firele de zigzag sunt una dintre caracteristicile pânzelor de păianjeni din genul Argiope.

Regiunile cristaline ale fibrei de mătase au o structură pliată similară cu cea prezentată în figură. Lanțurile individuale sunt conectate prin legături de hidrogen.

Păianjeni tineri încrucișați care tocmai au ieșit din coconul lor de pânză.

Păianjenii din familia Dinopidae spinosa țes o pânză între picioare și apoi o aruncă peste prada lor.

Păianjenul încrucișat (Araneus diadematus) este cunoscut pentru capacitatea sa de a țese pânze mari, în formă de roată.

Unele tipuri de păianjeni atașează, de asemenea, o „scara” lungă la capcana rotundă, ceea ce crește semnificativ eficiența vânătorii.

Știință și viață // Ilustrații

Așa arată la microscop tuburile de păianjen din care ies firele de mătase de păianjen.

S-ar putea ca păianjenii să nu fie cele mai atractive creaturi, dar creația lor, pânza, este nimic mai puțin uimitoare. Amintește-ți cum regularitatea geometrică a celor mai fine fire care sclipesc la soare, întinse între ramurile unui tufiș sau printre iarba înaltă, captivează privirea.

Păianjenii sunt unul dintre cei mai bătrâni locuitori ai planetei noastre, stabilindu-se pe pământ în urmă cu mai bine de 200 de milioane de ani. Există aproximativ 35 de mii de specii de păianjeni în natură. Aceste creaturi cu opt picioare, care trăiesc peste tot, sunt recunoscute întotdeauna și peste tot, în ciuda diferențelor de culoare și dimensiune. Dar cel mai important lucru este trăsătură distinctivă- este capacitatea de a produce mătase de păianjen, o fibră naturală de neegalat ca rezistență.

Păianjenii folosesc pânze pentru o varietate de scopuri. Ei fac coconi pentru ouă din el, construiesc adăposturi pentru iernare, îl folosesc ca „frânghie de siguranță” atunci când sară, țes plase complicate de capcană și înfășoară prada prinsă. O femelă pregătită pentru împerechere produce un fir de pânză marcat cu feromoni, datorită căruia masculul, mișcându-se de-a lungul firului, găsește cu ușurință un partener. Păianjenii tineri ai unor specii zboară departe de cuibul parental pe fire lungi purtate de vânt.

Păianjenii se hrănesc în principal cu insecte. Dispozitivele de vânătoare pe care le folosesc pentru a obține mâncare sunt cele mai multe forme diferiteși tipuri. Unii păianjeni pur și simplu întind mai multe fire de semnal în apropierea adăpostului lor și, de îndată ce o insectă atinge firul, se repezi spre el din ambuscadă. Alții aruncă înainte un fir cu o picătură lipicioasă la capăt, ca un fel de laso. Dar punctul culminant al activității de proiectare a păianjenilor sunt încă plasele rotunde în formă de roată, situate orizontal sau vertical.

Pentru a construi o plasă de prindere în formă de roată, păianjenul încrucișat, un locuitor comun al pădurilor și grădinilor noastre, produce un fir destul de lung și puternic. O adiere sau un flux de aer în creștere ridică firul în sus și, dacă locul pentru construirea pânzei este ales bine, acesta se agață de cea mai apropiată ramură sau de alt suport. Păianjenul se târăște de-a lungul ei pentru a asigura capătul, uneori punând un alt fir pentru putere. Apoi eliberează un fir care atârnă liber și atașează o treime la mijlocul său, astfel încât să se obțină o structură în formă de Y - primele trei raze din mai mult de cincizeci. Când firele radiale și cadrul sunt gata, păianjenul se întoarce în centru și începe să așeze o spirală auxiliară temporară - ceva de genul „schelă”. Spirala auxiliară ține structura împreună și servește drept cale pentru păianjen atunci când construiește o spirală de prindere. Întregul cadru principal al plasei, inclusiv razele, este realizat din fir neadeziv, dar pentru spirala de captare se folosește un fir dublu acoperit cu o substanță adezivă.

Ceea ce este surprinzător este că aceste două spirale au forme geometrice diferite. Spirala temporară are relativ puține ture, iar distanța dintre ele crește cu fiecare tură. Acest lucru se întâmplă deoarece, atunci când îl așează, păianjenul se mișcă în același unghi față de raze. Forma liniei întrerupte rezultată este apropiată de așa-numita spirală logaritmică.

Spirala de captare lipicioasă este construită după un principiu diferit. Păianjenul începe de la margine și se deplasează spre centru, păstrând aceeași distanță între viraje, creând o spirală lui Arhimede. În același timp, mușcă firele spiralei auxiliare.

Mătasea de păianjen este produsă de glande speciale situate în spatele abdomenului păianjenului. Sunt cunoscute cel puțin șapte tipuri de glande arahnoide, producând diferite filamente, dar niciunul dintre ele. specii cunoscute Toate cele șapte tipuri de păianjeni nu se găsesc deodată. De obicei, un păianjen are de la una până la patru perechi de aceste glande. Țeserea unei plase nu este o sarcină rapidă și durează aproximativ o jumătate de oră pentru a construi o plasă de capcană de dimensiuni medii. Pentru a trece la producerea unui alt tip de pânză (pentru spirala de prindere), păianjenul are nevoie de un minut de răgaz. Pânzele deseori refolosesc pânzele mâncând pânzele rămase care au fost deteriorate de ploaie, vânt sau insecte. Pânza este digerată în corpul lor cu ajutorul unor enzime speciale.

Structura mătăsii de păianjen a fost perfect dezvoltată de-a lungul a sute de milioane de ani de evoluție. Acest material natural combină două proprietăți minunate - rezistența și elasticitatea. O pânză făcută din pânze de păianjen poate opri o insectă care zboară la viteză maximă. Firul din care păianjenii țes baza pânzei lor de vânătoare este mai subțire decât un păr uman, iar rezistența sa specifică (adică calculată pe unitatea de masă) la tracțiune este mai mare decât cea a oțelului. Dacă comparați firul de păianjen cu sârma de oțel de același diametru, acestea vor suporta aproximativ aceeași greutate. Dar mătasea de păianjen este de șase ori mai ușoară, ceea ce înseamnă de șase ori mai puternică.

La fel ca părul uman, lâna de oaie și mătasea din coconii de viermi de mătase, pânzele de păianjen sunt compuse în principal din proteine. În ceea ce privește compoziția aminoacizilor, proteinele din pânza de păianjen - spidroinele - sunt relativ apropiate de fibroine, proteinele care alcătuiesc mătasea produsă de omizile viermilor de mătase. Ambele conțin cantități neobișnuit de mari de aminoacizi alanină (25%) și glicină (aproximativ 40%). Zonele de molecule de proteine ​​bogate în alanină formează regiuni cristaline dens împachetate în pliuri, oferind o rezistență ridicată, iar acele zone în care există mai multă glicină reprezintă un material mai amorf care se poate întinde bine și, prin urmare, conferă elasticitate firului.

Cum se formează un astfel de fir? Nu există încă un răspuns complet și clar la această întrebare. Procesul de învârtire a pânzei a fost studiat în cele mai multe detalii folosind exemplul glandei ampulaide a păianjenului Nephila clavipes. Glanda ampulaid, care produce cea mai puternică mătase, constă din trei secțiuni principale: un sac central, un canal curbat foarte lung și un tub cu o ieșire. Din celulele de pe suprafața interioară a sacului ies mici picături sferice care conțin două tipuri de molecule de proteină spidroină. Această soluție vâscoasă curge în coada sacului, unde alte celule secretă un alt tip de proteină - glicoproteine. Datorită glicoproteinelor, fibra rezultată capătă o structură cristalină lichidă. Cristalele lichide sunt remarcabile prin faptul că, pe de o parte, au un grad ridicat de ordine, iar pe de altă parte, păstrează fluiditatea. Pe măsură ce masa groasă se deplasează spre ieșire, moleculele lungi de proteine ​​sunt orientate și aliniate paralel între ele în direcția axei fibrei de formare. În acest caz, între ele se formează legături de hidrogen intermoleculare.

Omenirea a copiat multe dintre descoperirile de design ale naturii, dar un proces atât de complex precum învârtirea unei pânze nu a fost încă reprodus. Oamenii de știință încearcă acum să rezolve această problemă dificilă folosind tehnici biotehnologice. Primul pas a fost izolarea genelor responsabile de producerea proteinelor care alcătuiesc rețeaua. Aceste gene au fost introduse în celulele bacteriilor și drojdiei (vezi „Science and Life” nr. 2, 2001). Geneticienii canadieni au mers și mai departe - au crescut capre modificate genetic al căror lapte conține proteine ​​dizolvate din pânză de păianjen. Dar problema nu este doar în obținerea proteinei de mătase de păianjen, este necesar să se modeleze proces naturalînvârtire. Dar oamenii de știință încă nu au învățat această lecție de la natură.