Vara indiană este o perioadă grozavă a toamnei, când vă puteți bucura de ultimele raze calde ale soarelui din an, vă puteți bucura de vreme excelentă și puteți vedea vara trecută. Dar, ca de obicei, ceva trebuie să strice butoiul de miere. Web. Ea este peste tot. Ea îmi otrăvește fericirea, mă sperie și îmi distruge starea de spirit. E enervanta! Pânza se repezi spre mine în locurile cele mai neașteptate, chiar și acolo unde a trecut cineva prin fața mea în urmă cu un minut, chiar și acolo unde nu este vegetație în apropiere.

De asemenea, ei spun că pânza de păianjen este un material incredibil de puternic și durabil. Cum țese un păianjen o pânză, ce o răspândește peste tot?

Algoritm pentru țeserea unei pânze de către un păianjen

Am citit-o, se dovedește crearea dantelei de gossamer este un proces care necesită foarte multă muncă pentru creaturile cu opt picioare (păianjenii, apropo, nu pot fi numiți insecte). Ele funcționează cam așa:

• După ce au ales un loc potrivit, extrag un secret special din verucile arahnoide situate pe abdomen, care, atunci când sunt înghețate, se transformă într-un fir lung și subțire;
• aşteptând briza va ridica acest firși o va duce pe un suport - o crenguță, fir de iarbă, frunză etc. și se târăște până la locul în care este prins firul, fixându-l bine;
• formați un alt fir repetarea primei, reparați-o;
• se târăsc până la mijlocul celui de-al doilea fir și formează al treilea fir, aşezându-l perpendicular pe primele două şi fixându-l astfel încât se formează o figură asemănătoare litera Y.

Aceasta este baza viitorului web. Apoi păianjenul extinde mai multe raze din punctul în care firele se intersectează, conectându-le capetele cu bucăți de fir. Rezultatul este un schelet al pânzei, nervuri deosebite cu margini. Apoi, fluturând în jurul acestui semifabricat, păianjenul tricotează rapid un model de dantelă pe el.

Modelele sunt create folosind două spirale. Primul, nelipicios, păianjen țese din mijlocul urzelii și repetă exact forma unei spirale logaritmice, al doilea, lipicios, țese în sens invers și repetă exact forma unei spirale arhimediene.

Tipuri de web

Există 35 de mii de specii de păianjeni pe planetă. Nu toate creaturile cu opt picioare țes pânze strânse.

Unii reprezentanți țes o plasă mică de pânze de păianjen între picioare, Ei așteaptă prada și aruncă peste ea o plasă lipicioasă pregătită. Și există reprezentanți care nu se deranjează deloc cu țesut. Ei prind victima lasso de casă din fir de păianjen cu o picătură de substanță lipicioasă la capăt. Există specii care lucrează împreună împletind zone vaste cu o rețea.

Pentru ce este folosit web-ul?

Cea mai comună funcție a web-ului este prinzând prada pentru hrană. Dar acesta este departe de singurul său scop.

O altă utilizare web este:

• pentru a proteja casa;
• ca decorare a casei;
• pentru coconii în care femelele depun ouă;
• ca mijloc de transport.

Este ultimul punct care explică faptul invaziei de toamnă a pânzei zburătoare. Așa s-au răspândit păianjenii tineri prin zonă.

Aspect

În general, femelele tarantulele goliat tind să fie mai mari decât bărbații. Dimensiunea corpului lor moale ajunge la 9 cm, în timp ce la bărbați nu depășește 8 cm. Lungimea picioarelor acestora păianjeni uriași variază de la 25 cm la 28 cm.Cei mai mari indivizi cântăresc aproximativ 150 de grame.

Culoarea protectoare a tarantulelor variază de la negru la galben-portocaliu. Acest lucru se întâmplă de obicei chiar înainte de a vărsa. Cefalotoracele acestor creaturi, precum și abdomenul lor, sunt acoperite cu fire de păr scurte, dar dense. Labele sunt acoperite cu peri lungi și roșiatici.

Unde trăiește cel mai mare păianjen din lume?

Locurile preferate ale acestor creaturi sunt zonele muntoase cu dens si păduri umede. Habitatul optim pentru acești „giganți” sunt zonele umede și mlăștinoase, situate în principal în venezueleană paduri tropicale. În plus, tarantulele goliat sunt răspândite în pădurile tropicale din Guyana, Surinam și Brazilia.

Tarantulele Goliat locuiesc în vizuini întregi de până la 1 m adâncime. Din exterior, le țes cu pânze groase pentru a împiedica străinii să intre înăuntru. Femelele sunt cele care își petrec cea mai mare parte a vieții în vizuini. Ei merg la vânătoare doar noaptea. Acest lucru se întâmplă în ciuda vederii lor afectate.

Vânătoare

Tarantula goliat este păianjen carnivor. Înainte de a ataca o potențială victimă, această creatură se ascunde într-o ambuscadă improvizată. Acesta este modul în care păianjenul își așteaptă „cina”. De îndată ce viitoarea pradă se apropie de o distanță suficientă pentru un atac, tarantula se năpustește asupra ei, folosindu-și colții.

Spre deosebire de numele său, tarantula nu se hrănește deloc cu păsări. Acesta a fost aparent un incident izolat. Cert este că acest tip de păianjen din ordinul arahnidelor a fost observat pentru prima dată tocmai când, dintr-un motiv oarecare, mânca o pasăre. Zoologii care observă goliați de mult timp au ajuns la concluzia că hrana preferată și principală a acestor creaturi sunt atât nevertebratele (fluturi, gândaci), cât și vertebratele (șoareci, șerpi mici, broaște).

Durată de viaţă

În general, zoologii numesc tarantule adulte acei indivizi care au împlinit vârsta de trei ani. Durata medie Viața unui mascul Goliat este de 6 ani. Femela trăiește de două ori mai mult - până la 14 ani. Este curios că viața masculilor este adesea scurtată după împerecherea cu o femelă.

Faptul este că în timpul jocurilor de împerechere, tarantulele goliat, ca și mantisele, au un ritual: după împerechere, femela pur și simplu își mănâncă „mirele” fără acordul lui. Cu toate acestea, nu toți mirii păianjen vor să suporte această stare de lucruri. De aceea natura le-a premiat cu tepii ascuțiți localizați pe prima pereche de membre. Ele servesc ca protecție împotriva femelelor agresive.

În ce constă și unde se formează?

Compoziția rețelei include următoarele substanțe:

• compusi organici- proteina fibroină, care alcătuiește firul intern principal, și glicoproteinele care formează nanofibrele situate în jurul firului principal. Datorită fibroinei, rețeaua este similară ca compoziție cu mătasea, dar mult mai elastică și mai puternică;
• substante anorganice- compuși chimici ai potasiului (hidrogen fosfat și nitrat). Numărul lor este mic, dar ele conferă rețelei proprietăți antiseptice și o protejează de ciuperci și bacterii, creând un mediu favorabil în glandele păianjenului pentru formarea de fire.

În abdomenul păianjenului există glande arahnoide, unde se formează o substanță lichidă care iese prin tuburi rotative situate pe verucile arahnoide. Ele pot fi observate chiar în partea de jos a abdomenului.
Un lichid vâscos iese din tub și se întărește rapid în aer. Folosind picioarele din spate, păianjenul scoate firul și îl folosește pentru țesut. Un păianjen este capabil să producă un fir de 0,5 km lungime.

Care sunt tipurile?

Păianjenii, în funcție de specie, pot țese diferite pânze.

Forma ar putea fi după cum urmează:

Cât și cât timp țes păianjenii pânze?

Păianjenul țese cea mai faimoasă pânză circulară timp de 0,5-3 ore. Durata țeserii depinde de dimensiunea ochiului și de vreme. În acest caz, vântul devine de obicei cel mai bun asistent, purtând firul eliberat de păianjen pe distanțe considerabile.

În direcția vântului se află pânza întinsă între copaci. Un fir subțire este purtat de fluxul de aer, se lipește de un copac din apropiere și rezistă perfect mișcărilor creatorului său.

El reînnoiește periodic plasa țesută, deoarece în timp își pierde capacitatea de a ține prada.

Păianjenul mănâncă de obicei pânze vechi pentru a se asigura cu materialul de construcție necesar pentru a țese un produs nou. Acțiunile automate pentru construirea unei rețele sunt stabilite la nivel genetic și sunt moștenite.

Proprietăți și funcții

Web-ul are următoarele proprietăți:

1. Foarte rezistent. Datorită structurii sale speciale, rezistența sa este comparabilă cu cea a nailonului și este de câteva ori mai puternică decât oțelul.


2. Articulația internă. Un obiect suspendat pe un fir de păianjen poate fi rotit într-o direcție atât timp cât se dorește, fără a se răsuci.
3. Foarte subtire. Firul de păianjen este extrem de subțire în comparație cu firele altor viețuitoare. În multe familii de păianjeni este de 2-3 microni. Pentru comparație, grosimea unui fir de vierme de mătase este în intervalul 14-26 microni.
4. Lipiciune. Firele în sine nu sunt lipicioase, sunt punctate cu picături de lichid lipicios. Cu toate acestea, pentru a crea o pânză, păianjenul produce nu numai un fir lipicios, ci și un fir lipsit de particule de lipici.

Pânza este necesară pentru viața păianjenului.
Îndeplinește următoarele funcții:

1. Adăpost. Pânza țesută servește ca un bun adăpost împotriva intemperiilor, precum și a dușmanilor din mediul natural.
2. Crearea unui microclimat favorabil. De exemplu, la păianjenii de apă este umplut cu aer și le permite să rămână sub apă. De asemenea, îl folosesc pentru a acoperi cochiliile în care trăiesc la fund.
3. Capcană pentru alimente. Păianjenul este carnivor, iar dieta sa constă din insecte prinse într-o pânză lipicioasă.
4. Material pentru crearea unui cocon din care ies noi păianjeni.


5. Un dispozitiv care joacă un rol în procesul de reproducere. Pe parcursul sezon de imperechere femelele țes un fir lung și îl lasă atârnat pentru ca un mascul care trece prin apropiere să le poată ajunge cu ușurință.
6. Înșelătoria prădătorilor. Unii păianjeni de țesut orb îl folosesc pentru a lipi împreună resturi și pentru a face manechine de care atașează un fir. În caz de pericol, ei trag firul și distrag atenția de la ei înșiși cu un manechin în mișcare.
7. Asigurare.Înainte de a ataca o victimă, păianjenii atașează un fir de pânză de un obiect și sar peste pradă, folosind firul ca asigurare.
8. Vehicul. Păianjenii tineri părăsesc „casa tatălui” cu ajutorul unui fir lung. Păianjenii care trăiesc în corpuri de apă folosesc pânzele ca transport de apă.

Cum poate o persoană să folosească web-ul?

În China, țesătura realizată din pânze de păianjen, care este uimitor de durabilă și ușoară, este numită „țesătură a mării de est”. Polinezienii folosesc firele de pânză ale păianjenilor mari pentru coasere și, pe lângă aceasta, țes și plase din ele pentru prinderea peștilor.

Oamenii de știință din Japonia au reușit să creeze corzi de vioară din mătase de păianjen. În zilele noastre, oamenii de știință se străduiesc să sintetizeze un material cu proprietățile firului de păianjen pentru utilizare în zone diferite- de la producerea de blindaje până la construcția de poduri.

Dar știința nu este încă capabilă să creeze un analog al substanței pe care o produce păianjenul. Pentru a face acest lucru, unii cercetători încearcă să introducă gene de păianjen în alte organisme vii.

Biologul olandez Abdul Wahab El-Halbzuri și artistul Jalil Essaydi activitati de cercetarețesătură super-puternică sintetizată, care este o combinație organică de pânză de păianjen și piele umană.

Anterior, cea mai rezistentă țesătură era considerată a fi fibrele Kevlar produse de DuPont, care sunt de 5 ori mai rezistente decât oțelul - iar materialul obținut folosind fire de păianjen este de 15 ori mai rezistent decât oțelul. Dar o astfel de substanță sintetică are o serie de dezavantaje, la care oamenii de știință încă lucrează.

Web-ul este remarcabil nu numai pentru puterea sa. Proprietățile antibacteriene ale unor astfel de produse de păianjen au fost folosite de mult timp. Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii foloseau pânzele de păianjen ca bandaje.

Acest material lipicios a aderat la piele și a creat o barieră pentru pătrunderea bacteriilor și virușilor în rană. Multe instituții de cercetare lucrează cu mătase de păianjen, încercând să-i aplice proprietățile în medicină pentru a crea un material care poate regenera membrele.

Oamenii de știință din Europa spun că în 5 ani vor putea sintetiza tendoane și ligamente artificiale din firele arahnoide.

ÎN lumea modernă Firele de pânză de păianjen sunt folosite în industria optică pentru a marca punctele încrucișate în dispozitivele optice și, de asemenea, ca fire în microchirurgie. De asemenea, se știe că microbiologii au creat un analizor de aer folosind proprietățile firelor de păianjen pentru a capta microparticulele din urmele din jur.
Trebuie remarcat faptul că studierea proprietăților web-ului va face posibilă în viitor obținerea de rezultate excelente în multe industrii, precum și contribuția la dezvoltarea și apariția unor tehnologii avansate importante pentru umanitate.

De ce nu se lipește un păianjen de pânza sa?

În timp ce vânează victimele sale (muște, muschi și alte insecte), care se încurcă în plasele lipicioase așezate, păianjenul în sine nu se lipește de propria sa capcană.

Să luăm în considerare factorii din cauza cărora păianjenul nu se lipește de produsul său:

1. Nu toate pânzele de păianjen sunt acoperite cu un lichid adeziv, ci doar unele zone care sunt bine cunoscute creatorului său. Firele circulare sunt lipicioase, iar cele centrale nu sunt saturate cu o substanta adeziva.
2. Picioarele păianjenului sunt complet acoperite cu fire de păr scurte și subțiri. Aceste fire de păr îndepărtează rapid picăturile de lipici invizibile pentru ochi din firele pânzei. Când laba se află pe o secțiune a pânzei de păianjen, particule de lipici sunt pe firele de păr. Când păianjenul își scoate piciorul dintr-o zonă fără lipici, firele de păr, când alunecă pe fir, returnează particulele de lipici înapoi.
3. O substanță specială care acoperă picioarele păianjenului reduce nivelul de interacțiune cu lipiciul, care ajută și mai mult împotriva lipirii.

Video: despre pânza de păianjeni Deci, pânza este sintetizată în glandele arahnoide situate pe abdomenul păianjenilor și are o compoziție predominant proteică. Aceste artropode o țes pentru nevoi diferiteși vine sub diferite forme. Mai mult, are proprietăți extraordinare pe care umanitatea le poate folosi în propriile scopuri. Oamenii de știință tari diferiteîncearcă să sintetizeze o substanță asemănătoare acesteia.

Abdomenul păianjenilor conține numeroase glande arahnoide. Conductele lor se deschid în tuburi mici, care sunt situate la capetele a șase veruci arahnoide de pe abdomenul păianjenului. Păianjenul încrucișat, de exemplu, are aproximativ 500-550 de astfel de tuburi. Glandele arahnoide produc o secreție lichidă, vâscoasă, constând din proteine. Acest secret are capacitatea de a se întări instantaneu în aer. Prin urmare, atunci când secreția de proteine ​​a glandelor arahnoide este secretată prin tuburile de filare, aceasta se întărește sub formă de fire subțiri.

12
1. Păianjen încrucișat (cu cavitatea abdominală deschisă)
2. Negi arahnoizi de păianjen

Păianjenul începe să-și învârtească pânza astfel: presează negii din pânză pe substrat; în același timp, o mică parte din secreția eliberată, se solidifică, se lipește de ea. Păianjenul continuă apoi să scoată secreția vâscoasă din tuburile de pânză folosind picioarele din spate. Când se îndepărtează de locul de atașare, restul secreției se întinde pur și simplu în fire care se întăresc rapid.

Păianjenii folosesc pânze pentru o varietate de scopuri. În adăpostul de pânză, păianjenul găsește un microclimat favorabil, unde se adăpostește și de inamici și vreme rea. Unii păianjeni țes pânze în jurul pereților vizuinilor lor. Păianjenul țese plase de capcană lipicioase din pânza sa pentru a captura prada. Coconii de ouă, în care se dezvoltă ouăle și păianjenii tineri, sunt, de asemenea, făcute din pânze de păianjen. Pânza este folosită și de păianjeni pentru călătorii - micii Tarzani o folosesc pentru a țese fire de siguranță care îi protejează de cădere atunci când sar. În funcție de scopul utilizării, păianjenul poate secreta fir lipicios sau uscat de o anumită grosime.

De compoziție chimicăȘi proprietăți fizice pânza este aproape de mătase viermi de mătaseși omizi, doar că este mult mai puternică și mai elastică: dacă sarcina de rupere pentru mătasea de omizi este de 33-43 kg pe 1 mm 2, atunci pentru pânză de păianjen este de la 40 la 261 kg pe mm 2 (în funcție de tip)!

Alte arahnide, cum ar fi acarienii păianjen și pseudoscorpionii, pot produce, de asemenea, pânze. Cu toate acestea, păianjenii au fost cei care au obținut o adevărată măiestrie în țeserea pânzelor. La urma urmei, este important nu numai să poți realiza o rețea, ci și să o produci cantitati mari. În plus, „războiul” ar trebui să fie amplasat într-un loc unde este mai convenabil de utilizat. În pseudoscorpioni și acarieni bază de materie primă Pânza este situată... în cap, iar aparatul de țesut este situat pe anexele bucale. În condițiile luptei pentru existență, animalele ale căror cap sunt îngreunate cu creier, și nu cu pânze de păianjen, câștigă un avantaj. Asta sunt păianjenii. Abdomenul unui păianjen este o adevărată fabrică de pânză, iar dispozitivele de rotire - verucile arahnoide - sunt formate din picioarele abdominale atrofiate pe partea inferioară a abdomenului. Și membrele păianjenilor sunt pur și simplu „de aur” - se învârt atât de îndemânatic încât orice dantelărie le-ar invidia.

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.

Cu siguranță fiecare dintre voi ați acordat atenție „batistelor” sofisticate, delicate și mătăsoase pe care păianjenii le atârnă de copaci și iarbă vara insorita. Când picăturile de rouă argintii strălucesc pe firele de păianjen ajurate - vedeți, priveliștea este incredibil de frumoasă și vrăjitoare. Dar apar mai multe întrebări: „unde se formează pânza și cum este folosită de păianjen”, „de unde vine și în ce constă”. Astăzi vom încerca să ne dăm seama de ce acest animal decorează totul în jur cu „broderia” sa.

S-a oprit o oră

Mulți oameni de știință au dedicat nu numai tratate și ore întregi, ci și ani din viața lor păianjenilor și pânzelor lor. După cum spunea Andre Tilkin, un celebru filosof din Franța, țeserea unei pânze este o performanță uimitoare pe care o poți urmări ore și ore. A scris peste cinci sute de pagini ale unui tratat pe web.

Omul de știință german G. Peters a susținut că, urmărind păianjeni ore întregi, nici măcar nu observi cum trece timpul. Chiar înainte de Tilkin, el a spus lumii cine sunt aceste creaturi uimitoare, cum își țese un păianjen pânza, de ce are nevoie de ea.

Cu siguranță, de mai multe ori, când ai văzut un păianjen pe o frunză făcându-și treaba minuțioasă, te-ai oprit și ai privit. Dar întotdeauna nu avem suficient timp pentru lucruri mărunte frumoase, suntem mereu grăbiți, așa că nu ne putem opri, mai zăbovim puțin. Dacă acesta ar fi momentul, probabil fiecare dintre noi ar putea răspunde la întrebarea: „Cum apare o pânză, de ce păianjenul nu se lipește de pânza sa?”

Să ne oprim o clipă și să ne dăm seama. La urma urmei, întrebarea este cu adevărat interesantă, iar procesul este fascinant.

De unde vine?

Păianjenii sunt cele mai vechi creaturi, care trăiesc pe pământ de peste două sute de milioane de ani. Fără web-ul lor, ei, poate, nu ar fi atât de interesanți pentru omenire. Deci, de unde vin pânzele de păianjeni și cum arată?

Pânza este conținutul unor glande speciale pe care le au multe artropode (scorpioni falși, păianjeni, acarieni etc.). Conținutul lichid poate fi întins fără rupere. Firele subțiri rezultate se întăresc foarte repede în aer.

Fiecare păianjen are mai multe glande specifice pe corp care sunt responsabile pentru producerea de pânze. Se formează diferite glande tipuri variateși densitatea rețelei. Ele sunt situate pe abdomen sub formă de canale foarte subțiri și se numesc „negi de păianjen”. Din aceste găuri se eliberează o secreție lichidă, care se transformă în curând într-o pânză frumoasă.

Cu ajutorul labelor sale, păianjenul distribuie și „atârnă” pânza acolo unde are nevoie. Picioarele din față ale păianjenului sunt cele mai lungi; ies în afară rol principal. Iar cu ajutorul picioarelor din spate apucă picături de lichid și le întinde până la lungimea necesară.

Vântul la salvare

Briza contribuie și la distribuirea corectă a rețelei. Dacă păianjenul alege locul potrivit pentru a se plasa, de exemplu între copaci sau în frunze, atunci vântul ajută la transportarea firelor acolo unde trebuie. Dacă ai vrut să răspunzi singur la întrebarea despre cum un păianjen țese o pânză între copaci, atunci iată răspunsul. Vântul îl ajută.

Când un fir se prinde de ramura dorită, păianjenul se târăște, verifică rezistența bazei și îl eliberează pe următorul. Al doilea este atașat la mijlocul primului și așa mai departe.

Etape de construcție

Baza pânzei este foarte asemănătoare cu un fulg de zăpadă sau cu un punct, din centrul căruia iradiază mai multe raze. Aceste fire-raze centrale sunt cele mai dense și mai groase din structura lor. Uneori, păianjenul face o urzeală din mai multe fire deodată, parcă și-ar întări cărările în avans.

Când baza este gata, animalul trece la construcția de „spirale de prindere”. Sunt realizate dintr-un tip complet diferit de web. Acest lichid este lipicios și se lipește bine. Din pânza lipicioasă sunt construite cercurile de pe bază.

Păianjenul își începe construcția din cercul exterior, deplasându-se treptat spre centru. El simte uimitor distanța dintre cercuri. Neavând absolut nicio busolă sau instrumente speciale de măsurare la îndemână, păianjenul distribuie cu precizie pânza, astfel încât să existe o distanță exclusiv egală între cercuri.

De ce nu se lipește de la sine?

Cu siguranță știți cu toții cum vânează păianjenii. Cum prada lor este prinsă într-o pânză lipicioasă și moare. Și, poate, toată lumea s-a întrebat cel puțin o dată: „De ce păianjenul nu se lipește de pânza sa?”

Răspunsul constă în tactica specifică de construire a unei rețele, pe care am descris-o chiar mai sus. Pânza este realizată din mai multe tipuri de fire. Baza pe care se mișcă păianjenul este făcută din fir obișnuit, foarte puternic și complet sigur. Dar cercurile de „prindere” sunt făcute, dimpotrivă, din fir lipicios și letal pentru multe insecte.

Funcțiile web

Deci, ne-am dat seama cum apare web-ul și unde este format. Și acum putem răspunde și cum este folosită pânza de păianjen. Sarcina principală a rețelei este, desigur, obținerea de alimente. Când „hrana” intră în pânză, păianjenul simte imediat vibrația. Se apropie de pradă, o înfășoară rapid într-o „pătură” puternică, deschide marginea și duce mâncarea într-un loc unde nimeni să nu-l deranjeze să-și savureze masa.

Dar, pe lângă obținerea de mâncare, pânza îi servește păianjenului în alte scopuri. Este folosit pentru a face un cocon pentru ouă și o casă pentru locuit. Web-ul acționează ca un fel de hamac pe care au loc evenimentele. jocuri de împerechereși împerechere. Acționează ca o parașută, ceea ce vă permite să scăpați rapid de inamicii periculoși. Cu ajutorul lui, păianjenii se pot deplasa printre copaci dacă este necesar.

Mai puternic decât oțelul

Așadar, știm deja cum țese un păianjen o pânză și care sunt caracteristicile acesteia, cum se formează și cum se construiesc rețele lipicioase pentru a obține hrană. Dar rămâne întrebarea de ce web-ul este atât de puternic.

În ciuda faptului că toate modelele de păianjen sunt variate, au aceeași proprietate - rezistență crescută. Acest lucru este asigurat datorită faptului că rețeaua conține o proteină - cheratina. Apropo, se găsește și în ghearele animalelor, lână și pene de pasăre. Fibrele rețelei se întind perfect și apoi revin la forma lor originală, fără a se rupe.

Oamenii de știință spun că puterea pânzei de păianjen este mult mai mare decât mătase naturală. Acesta din urmă are o rezistență la tracțiune de 30-42 g/mm2, dar pânza de păianjen are o rezistență la tracțiune de aproximativ 170 g/mm2. Poți simți diferența.

Cum un păianjen țese o pânză este de înțeles. Că este durabil este și o întrebare care a fost rezolvată. Dar știați că, în ciuda unei asemenea rezistențe, rețeaua este de câteva mii de ori mai subțire decât părul uman? Dacă comparăm performanța de rupere a pânzelor de păianjen și a altor fire, aceasta depășește nu numai mătasea, ci și viscoza, nailonul și orlonul. Chiar și cel mai puternic oțel nu se poate compara cu el ca rezistență.

Știați că felul în care un păianjen își țese pânza va determina numărul de victime care ajung în ea?

Când prada este prinsă în plasă, nu numai că se lipește de plasa „de prindere”, dar este și lovită de o sarcină electrică. Se formează din insectele înseși, care acumulează o sarcină în timpul zborului, iar când intră în pânză, o dau firelor și se infectează.

Știind cum un păianjen țese o pânză și ce calități „puternice” are, de ce oamenii încă nu fac haine din astfel de fire? Se pare că în timpul lui Ludovic al XIV-lea, unul dintre meșteri a încercat să coasă mănuși și șosete pentru rege din fire de păianjen. Cu toate acestea, această muncă s-a dovedit a fi foarte dificilă, minuțioasă și îndelungată.

ÎN America de Sud pânzele de păianjen ajută nu numai producătorii înșiși, ci și maimuțele locale. Datorită puterii plaselor, animalele se deplasează prin ele cu dibăcie și fără teamă.

Majoritatea oamenilor nu le plac păianjenii. Arată mai degrabă neplăcut, iar prejudecățile își fac plăcere. În același timp, nu numai copiii, ci și adulții dezvoltă un interes puternic pentru modul în care păianjenul își țese pânza. De ce face asta este clar pentru toată lumea. Dar cum rămâne un mister. Să încercăm să-l deschidem.

Nu o să credeți, dar nu toți păianjenii sunt capabili să creeze o astfel de dantelă elegantă, ci doar cei care o folosesc pentru a prinde mici insecte care le servesc drept hrană. Acești reprezentanți ai familiei păianjeni sunt numiți principiul. Acestea includ și persoane otrăvitoare, cum ar fi karakut și văduva neagră. Aceiași păianjeni care vânează activ pot țese și pânze, dar le folosesc doar în alte scopuri.

La oameni, dantelele țesute de păianjeni evocă adesea un sentiment de invidie, sunt atât de abil țesute. Firele din care sunt realizate sunt incredibil de rezistente. Web-ul nu se rupe niciodată din propria sa greutate. Acest lucru se poate întâmpla numai dacă lungimea firului este mai mare de cincizeci de metri. După cum puteți vedea, marja de siguranță a pânzelor este foarte mare. Dacă acordați atenție subtilității lor, atunci acest fapt poate fi cu adevărat invidiat. Dacă luați o pânză separată și încercați să o întindeți, se va rupe numai după ce a crescut de patru ori în lungime.

Firele tesute de paianjen au o alta proprietate exceptionala. Sunt transparente și practic invizibile. În funcție de condițiile de utilizare, păianjenul poate țese trei tipuri de pânză: puternică, casnică, lipicioasă. Pânza puternică este folosită pentru a crea cadrul plaselor de pescuit. Jumperele din cadru sunt realizate din fire lipicioase. Păianjenul folosește o pânză de uz casnic pentru a închide intrarea în vizuina sau pentru a încurca coconii cu larvele. Unele tipuri de păianjeni pot țese pânze care reflectă razele ultraviolete. Este folosit pentru a atrage fluturi.

Toți păianjenii învârt pânze cu model?

După cum se dovedește, nu toate. Doar artropodele araneomorfe sunt capabile să creeze adevărate capodopere.

Acum să revenim la întrebarea de ce un păianjen are nevoie de o pânză. Este clar că răspunsul se sugerează de la sine - desigur, pentru vânătoare. Cu toate acestea, acestea nu sunt toate funcțiile sale. Panza poate fi folosita in urmatoarele scopuri: pentru a camufla si izola intrarea intr-o vizuina, pentru coconi, pentru protectie. Paradoxal, o pânză creată cu pricepere protejează gaura păianjenului de ploaie. Păianjenii se mișcă de-a lungul pânzei, iar urmașii lor părăsesc cuibul de-a lungul ei.

Și totuși, care este baza web-ului?

Păianjenul are șase glande care sunt situate pe abdomen. Cu ajutorul lor, el produce o secreție numită mătase lichidă. Când iese, începe să se întărească. Din glande ies fire incredibil de subțiri, pe care păianjenul le răsucește împreună cu picioarele sale. Rezultatul este o pânză de păianjen. Așa își țese șiretul.

Dacă este o plasă de pescuit, atunci o întinde între ramurile unui copac. După ce a fixat o parte a firului, se oprește din învârtire și așteaptă să bată vântul, care ar trebui să ducă a doua parte a pânzei la a doua ramură. După aceasta, începe următoarea etapă de țesere, care este similară cu prima. Aceasta continuă până când cadrul viitoarei rețele este țesut. După aceasta, o pânză lipicioasă este țesută în ea. Păianjenul mănâncă toate rămășițele nefolosite ale pânzei.

Aproape toți păianjenii sunt prădători și își folosesc pânzele pentru a prinde insecte. Păianjenii din umbră prind insecte zburătoare. Cei care trăiesc în vizuini de pământ se mulțumesc cu gândaci, viermi și melci. Păianjenii de apă prind peste mic, crustacee, insecte. Păianjenul tarantula nu disprețuiește broaștele, șopârlele, păsările și rozătoarele mici. Cu toate acestea, există și cei care mănâncă felul lor.