Самые разнообразные и изощренные формы, разные структуры, настоящие чудеса инженерии представляют собой паучьи сети. Паутины бывают не только правильной геометрической формы, но и довольно необычные. Все зависит от вида паука или способа, который он избрал для охоты. Это благодаря паутине, паукам удалось приспособиться и колонизировать самые недоступные и разнообразные ареалы обитания. Давайте же посмотрим, какие бывают паутины и познакомимся с некоторыми из них.
Семейство пауков-кругопрядов или ткачи (Araneidae) — довольно распространенная группа строителей. Какие паутины плетут эти пауки — просто загляденье! Они чаще всего развешивает свои паутины в форме колес в садах, лесах, на полях, вдоль дорог. И название то свое они получили благодаря типичной форме сети. Большинство полотен развешивается вертикально, а пауки висят на них вниз головой, дожидаясь добычу. Или прячутся где-нибудь поблизости, захватив сигнальную нить. Но бывает и горизонтальное расположение сетей.
Круглая форма паутины дает им преимущество, потому что при попадании в нее добычи или при ветре, сила натяжения равномерно распределяется по всей поверхности. Но только до определенного времени. Как правило, пауки-ткачи каждый день чинят или полностью снимают и снова восстанавливает свою паутину. Но если они чувствуют, что ураганный ветер может порвать паутину, и они лишатся своего строительного материала – шелка, то пауки ее вообще не плетут, или быстренько снимает. При этом, они перерабатывают белки шелка, попросту съедая вместе с забытой добычей, чтобы использовать вновь, когда решат что уже можно сплести паутину.
Домовые пауки (Tegenaria), которых часто можно встретить в наших домах, плетут паутину в форме листа с воронкой. Их называют еще воронковыми пауками. Они обладают особым строением, волосатым телом, и пользуются дурной славой. Некоторые считают, что они кусают по ночам людей. Но это несправедливое обвинение, на самом деле они совершенно не опасны для человека.
Еще одна довольно интересная паутина у другого любителя селиться в домах, но не у нас, а в Австралии, Новой Зеландии, Африке и на Мадагаскаре — приливный дезовый паук (Desidae). Одна часть его геометрической паутины плетется без спиралей, и сам паук поджидает добычу в укрытии неподалеку. Сигнальная нить соединена с центром паутины, и когда жертва касается сети, паук реагирует как рыбак, у которого клюнула рыба, устремляется к центру паутины.
Паутина одного из самых необычных пауков, встречается на живых изгородях в садах, но чтобы ее увидеть, сначала надо обнаружить, она очень маленькая, с половинку рисового зернышка. Да и паучок сам невелик. У этого паука характерная ловушка, он плетет треугольную паутину, становясь мостом между веткой живой изгороди и натянутой нитью, которая поддерживает треугольник. Когда добыча попадает в паутину, он ослабляет туго натянутую нить и жертва, пытаясь выбраться только еще сильнее запутывается в липком шелке.
Пауки относятся к отряду пауков, классу паукообразных и типу членистоногих. Первые их представители на земле появились примерно 400 миллионов лет назад. На земле существует множество разновидностей этих членистоногих. Все они имеют различную характеристику и окрас, поведение и образ жизни.
Характеристика и описание пауков
Тело паука состоит всего из двух частей:
- Брюшко . На нём расположены дыхательные отверстия и шерсть (паутинные бородавки для плетения паутины).
- Головогрудь . Она покрыта панцирем из хитина. На ней располагаются восемь суставчатых длинных ног. Помимо ног, тут располагаются два ногощупальца (педипальпа). Они используются для спаривания половозрелыми особями. А ещё имеется две коротких конечности с хелицерами - ядовитыми крючками. Эти хелицеры являются частью аппарата ротового. Число глаз у этих членистоногих может быть от 2 до 8 штук, в зависимости от породы.
Размеры пауков бывают разные: от 0,4 миллиметров до 10 сантиметров. Размах их конечностей может быть более, чем 25 сантиметров.
Рисунок и окрас на различных особях зависит от строения структурного покровов волосков и чешуек, а также локализации и наличия различных пигментов. Именно по этой причине пауки могут быть одноцветными тусклыми или же яркими различных оттенков.
Названия видов пауков
Учёными были выявлены и описаны больше чем 42 тысячи видов паукообразных. Приблизительно 2900 разновидностей этих членистоногих известно на территории стран СНГ. В этой статье речь пойдёт про несколько разновидностей.
Этот вид пауков по своему окрасу является самым красивым и эффектным. У этих членистоногих следующие характеристики:
Родиной этой разновидности является Венесуэла, но они могут встречаться на Африканском континенте и в странах Азии. Эта разновидность паукообразных не кусается, а только в случае опасности мечет специальные волоски, которые располагаются на брюшке.
Для жизни человека эти волоски не представляют опасности, но ожоги от них всё же остаются. По внешнему виду ожог от укуса птицееда напоминает укус крапивы. Самцы этой породы живут всего лишь на протяжении 2–3 лет, а вот самки - 10–12.
Паук цветочный
Эта разновидность относится к паукам - бокоходам. Их окрас может варьироваться от чисто-белого до зеленоватого, розового или ярко-зелёного. Длина тела самцов достигает 5 миллиметров, а самок - до 12 миллиметров. Эта разновидность распространена по всем европейским странам. Встречаются они и на Аляске, в Японии и США. Обитает этот членистоногий на местности открытой, где большое разнообразие разнотравья цветущего. А всё из-за того, что цветочный паук питается соками пойманных пчёл и бабочек.
Относится к паукам-птицеедам, которые в среде естественной обитают только в южных областях Бразилии и в Уругвае. Этот паук довольно массивный и может в длину достигать 11 сантиметров. Он имеет характерный металлический блеск волосков и тёмный окрас. Предпочитает обитать только среди корней растений. Что самое интересное, своих норок практически не вырывает. Для ценителей экзотических питомцев пухра часто становится домашним любимчиком.
Паук-оса (Аргиопа Брюнниха)
У этой разновидности паукообразных очень интересный окрас конечностей и тельца - в бело-чёрно-жёлтую полоску. Именно по этой причине он носит такое имя. Самцы паука-осы более тусклее, чем самки. Размеры тела самцов в длину достигает примерно 7 миллиметров, а вот самок (вместе с лапками) - 4 сантиметра. Эти членистоногие широко распространены в Северной Африке, на территории Поволжья, на юге России, в Азии и Европе. Паук аргиопа обитает на лесных опушках, а также на лугах с травяным изобилием. Его паутина очень прочная и порвать её почти невозможно. Она может только растянуться под давлением.
Эти паукообразные широко распространены на континенте евразийском. Встречаются они вдоль берегов водоёмов с медленно текучей или стоячей водой. Часто селятся в садах с высоким уровнем влажности, в тенистых лесах или на заболоченных лугах. Длина тела самок может варьироваться от 14 до 22 миллиметров, а вот самец практически никогда не вырастает более чем до 13 миллиметров. Окрас почти чёрный или желтовато-коричневый. По бокам брюшка располагаются белые или светло-жёлтые полоски.
Тарантул Апулийский
Эти пауки принадлежат к семейству пауков-волков. Они распространены в южной Европе: очень часто их можно встретить в Испании и Италии, в Португалии они роют норы глубиной в 0,5 метров.
Размер всего его тела в длину составляет 7 сантиметров. Обычно особи окрашены в рыжий цвет, реже - в тона коричневые. На их теле имеется одна продольная полоска и несколько поперечных светлого тона.
Они распространены в субтропиках и тропиках, в Австралии, на Филиппинах. в центральной Америке и в южной части США. Размеры тела самок в ширину могут достигать 10–13 миллиметров, а в длину - 5–9. Длина всего тела самцов составляет всего лишь 3 миллиметра. Лапки у них короткие, а по их краям находится 6 шипов. Эти пауки имеют очень яркий окрас: чёрный, красный, жёлтый, белый. На их брюшке располагается рисунок из точек чёрного цвета.
Паук павлиний
В окрасе этой разновидности можно встретить почти все цвета радуги: жёлтый, зелёный, голубой, синий, красный. У самок более бледная расцветка. Размер всего тела взрослой особи составляет 5 миллиметров. Именно своим окрасом привлекают самцы самок. Обитают они в Австралии - в Новом Южном Уэльсе и Квинсленде.
Иными словами, его ещё именуют пауком со счастливым лицом. Для человека он абсолютно безвреден. Он распространён на Гавайских островах. Вся длина его тела составляет 5 миллиметров. Окрас различный - голубой, оранжевый, жёлтый, бледный. Эта разновидность питается маленькими мошками, а их яркий окрас помогает с толку сбивать врагов (в частности, птиц).
Чёрная вдова
Эти членистоногие очень ядовиты и опасны для человеческой жизни. Среда обитания - Северная Америка, Австралия, реже - Российская Федерация. Вся длина тела самок равна примерно 1 сантиметру, а вот самцы намного меньше. Тело имеет чёрный цвет, а на брюшке имеется пятно красного цвета в форме песочных часов. Самцы имеют немного другой окрас: коричневый с белыми полосками. Укус этого членистоногого опасен, и может повлечь за собой летальный исход.
Каракурт
Эти паукообразные смертельно опасны и относятся к роду чёрной вдовы. Всё тело самки может достигать размеров от 1 до 2 сантиметров, а вот самец в длину достигает всего лишь 7 миллиметров. На брюхе у этого паука располагается 13 пятнышек красного цвета. У кое-каких разновидностей эти пятна имеют окаймления. А вот у некоторых особей половозрелых пятна отсутствуют вовсе, именно по этой причине их тельце полностью блестящее чёрного цвета. Эти пауки могут обитать в северной Африке, на юге Европы, в Приазовье и Причерноморье, на юге Украины и Российской Федерации, в странах средней Азии, в Астраханской области, в Киргизии. А ещё его замечали на юге Урала, в Курганской, Оренбургской, Волгоградской и Саратовской областях.
Где пауки обитают
Обитают пауки повсеместно и по всем уголкам земли они распространены. Нельзя их встретить только в тех районах, которые целый год находятся под панцирем льда. Число подвидов в странах с жарким и влажным климатом намного больше, чем в холодном или умеренном. Эти членистоногие являются жителями наземными (исключение составляет всего несколько подвидов). Они обитают в построенных норках или гнёздах, проявляя свою активность только в ночное время.
Пауки-птицееды и прочие виды мигаломорфных обитают в кронах экваториальных кустарников и деревьев. Виды «засухоустойчивые» предпочитают расщелины грунта, норы и прочие укрытия на уровне земли. Пауки-землекопы обитают колониями, расселяясь в индивидуальные норки глубиной 0,5 метра. Некоторые разновидности мигаломорфных закрывают свои поселения специальными заслонками, которые сделаны из шёлка, растительности или грунта.
Пауки-сенокосцы очень любят расселяться по тёмным и влажным пещерам, в заброшенных старых сараях и погребах, в логовах, которые забросили животные. Долгоножек можно встретить в жилых домах на южных тёплых окнах, висящими головой вниз.
А вот паука-скакуна можно встретить где угодно :
- В горной местности.
- В пустыне.
- В лесу.
- На кирпичных и каменных стенах домов.
Каракурта можно встретить на полынных пустошах и полях, где часто отарами вытаптываются свиньи и овцы, на каменистых склонах оврагов, на берегах оросительных искусственных каналов.
Пауки - бокоходы большее время в своей жизни проводят в ожидании добычи, сидя на цветах. Но некоторых представителей этого семейства можно встретить на лесной подстилке или коре деревьев.
Воронковое семейство свою паутину располагает на ветвях кустарников или высокой травы.
А вот пауки-волки больше предпочитают травянистые сырые луга и лесистую заболоченную местность. Там их в опавшей листве можно встретить в большом количестве.
Паук водяной свои гнёзда строит под водой, прикрепляя его при помощи паутины к донным различным предметам. Он наполняет всё своё гнездо кислородом и применяет его как водолазный колокол.
Чем пауки питаются
Это существа очень оригинальные. Питаются они очень интересным способом. На протяжении длительного периода некоторые разновидности этих членистоногих могут не есть. Этот период может занимать от 7 дней до 1 месяца, в некоторых случаях - до 1 года. Но если паук всё же начал есть, то от его пищи практически ничего не останется. Очень интересен тот факт, что масса пищи, которую все пауки съедают за 12 месяцев, может в несколько раз превышать массу всего населения на нашей планете.
Пауки питаются различными продуктами. Всё зависит от разновидности и размера. Одни могут соорудить ловушку при помощи сплетённой паутины. Эту ловушку очень сложно увидеть насекомым. Пищеварительный сок впрыскивается в пойманную добычу, который изнутри её разъедает. Охотник через некоторый промежуток времени в свой желудок втягивает образовавшийся коктейль. А некоторые виды просто плюются во время охоты клейкой слюной, которая после притягивает добычу к охотнику.
Главным лакомством этих членистоногих являются насекомые. Маленькие типы питаются кузнечиками, тараканами, мучными червями, бабочками, сверчками, мухами и комарами. Пауки, живущие в норках и на поверхности почвы, в пищу принимают прямокрылых и жуков, а некоторые разновидности способны к себе в жилище затащить дождевого червя или улитку, а уже там спокойно приступить к трапезе.
Виды паутины
В мире есть несколько видов различной паутины. Они таковы:
- Круглая . Самая распространённая. В ней насчитывается минимальное число нитей. Из-за такого плетения она малозаметна, но и не каждый раз идеально упруга. Из её центра расходятся радикальные нити-паутинки, которые соединены спиралями с липким основанием.
- Конусовидная . В основном её плетёт паук воронковый в высокой траве, а сам, поджидая добычу, прячется в её узком основании.
- Зигзагообразная .
- Гигантская . Её размеры варьируются от 900 до 28 тысяч сантиметров квадратных.
А ещё паутину разделяют по типу и принципу её прилипания:
- Липкая. Идёт лишь на приготовление перемычек в сетях ловчих. От неё очень трудно отлипнуть.
- Крепкая. Используется для плетения сетей, которыми будет проводиться процесс охоты.
- Бытовая. Из неё эти членистоногие делают дверки для жилища и коконы.
Как паук плетет паутину, специалисты сняли видео, где подробно можно рассмотреть действия членистоногого. Умение ткать ажурное полотно, воронкообразные сети, коконы для личинок передается генетически. Молодой паучок повторяет все действия своей матери, никогда не видя, как это делается. Пауки делают паутину разной по форме, величине, структуре, используют в разных целях.
Состав паутины паука
Представляет собой секрет паутинных желез. После выделения растягивается, затвердевает в виде тонких нитей. В дальнейшем они переплетаются, делаются прочнее. Используются для формирования узора либо как строительный материал.
Из чего состоит паутина паука – белок, обогащенный аланином, серином, глицином. Внутри паутинной железы вещество находится в жидкой форме. В процессе прохождения через прядильные трубочки затвердевает, превращается в нить.
Откуда у паука выходит паутина – из бородавок, расположенных вблизи половых органов. Внутри нити формируется кристаллический белок, увеличивающий прочность, гибкость волокон. В зависимости от того, с какой целью будет использоваться паутина, меняется толщина, прочность.
Интересно!
По прочности паутина паука близка к нейлону, сохраняет натяжение при растяжении, сжатии нитей. Подвешенный на длинной паутине предмет можно вращать длительное время в одном направлении, она не запутается, даже не будет оказывать сопротивления при движении. Благодаря такой особенности паук может длительное время висеть в воздухе, прикрепив конец к растению, а также на большие расстояния с помощью порывов ветра.
Зачем паук плетет паутину – основные функции
Выделяется паутина не произвольно, а когда возникает необходимость. Разные используют нити в разных целях, но абсолютно все самки применяют специальный секрет для привлечения самцов.
- Если рассматривать внимательно, откуда выпускает паутину самка, можно заметить, что бородавки с секретом находятся вблизи половых органов. Половозрелая самка дополнительно выделяет пахучие вещества, запах которых улавливает самец.
- Семейство плетет ловчие сети. Творение крупных экземпляров в радиусе доходит до 2 м. Плотность полотна такова, что в ней запутывается птичка, мелкий грызун, земноводные. В сетях запутываются насекомые, их личинки.
- Почвенные, подземные экземпляры строят норы в земле с многочисленными лабиринтами. Ловчие сети не сооружают, но защищают паутиной вход, натягивают сигнальные нити. По их вибрации определяют приближение потенциальной жертвы, мгновенно выходят на охоту.
- Пауки живут обособленно, собираются парами только для спаривания. Владения поделены, при нарушении границ происходят смертельные схватки. Для расселения, освоения новой местности, паук плетет прочную длинную нить, крепит ее к листу, веточке, спускается вниз, ждет порыва ветра. По воздуху членистоногое может пролететь несколько сотен километров либо приземляется под соседним кустом. Активная миграция начинается после появления на свет молодого поколения паучков.
- После оплодотворения самка начинает формировать из паутины кокон. Откладывает внутрь от 50 до 1000 штук яиц. Закрепляет в укромном месте либо таскает за собой весь период развития личинок.
- Из прочных нитей паукообразное строит себе домик, убежище для зимовки. Уникальное существо – , строит гнездо под водой. Изначально плетет домик из нитей, заполняет воздухом, живет внутри, пускает самца в брачный период, высиживает там детенышей, таскает внутрь пойманную жертву.
- Паутиной хищник окутывает свою жертву после впрыскивания токсина. После этого оставляет добычу, наблюдает за ней в стороне, пока не прекратятся конвульсии. Если хищник не голоден, подвешивает пойманную добычу на паутине в укромном месте про запас.
- Некоторые разновидности членистоногих паутинкой окутывают листья, протягивают длинную нить, дергают ею для отвлечения внимания хищников от своего убежища. Делают марионетку, которой потом искусно управляют. Еще одни умельцы из подручных средств сплетают плот, плавают на поверхности воды, вылавливают мальков, личинок, рачков.
Ловчие сети паук оставляет при значительном повреждении нитей насекомыми. Приступает к формированию нового полотна после 12 пойманных жертв.
На заметку!
Членистоногое часто ест свое изобретение. Этот феномен объясняется пополнением организма белком, присутствием влаги, которая накапливается на полотне благодаря росе.
Как плетет паук паутину
Многие паукообразные ведут ночной образ жизни, занимаются «ткачеством» в темное время суток. За сколько паук плетет паутину, зависит от разновидности членистоногого. В среднем, кругопряду требуется около 1 часа для формирования прочных ловчих сетей. Если требуется провести реконструкцию, процесс занимает несколько минут.
Как быстро паук плетет паутину, можно увидеть на видео, представленном ниже. Делает это членистоногое автоматически, каждый раз повторяя один и тот же узор. Наиболее привлекательные выходят ажурные узоры у кругопрядов. Изначально берется паутина прочная, натягивается в форме треугольника, затем формируются ячейки разного размера.
Интересно!
Паутина , обитающего в тропических лесах Бразилии, настолько прочная, что ее используют местные рыбаки для отлова рыбы. Из нитей плетут тонкое, но очень прочное полотно. Компания Kraig Biocraft изготавливает из натурального сырья пауков бронежилеты.
Как паук плетет паутину между деревьями, можно увидеть в саду, в условиях дикой природы. Ажурное полотно либо воронка сверкает на солнце, привлекает насекомых. А вот сам процесс, как паук натягивает паутину между двух деревьев, заслуживает восхищения. Изначально хищник спускается вниз, ждет порыва ветра, двигается по воздуху до соседнего дерева, закрепляет там второй конец. Затем дело остается за малым.
Во время полета паук контролирует скорость, регулируя длину нити. При удлинении двигается медленнее, при сокращении – быстрее. Чтобы приземлиться, нужно выбросить паутину на растение, дерево.
Какие виды паутины существуют? и для чего она нужна?
Разные виды пауков плетут разную паутину. Самая обыкновенная - и, пожалуй, самая красивая - круглая паутина часто попадается на глаза где-нибудь в парке или на заднем дворе. Особую красоту ей придают капельки росы, осевшие на тонких нитях прохладным утром. По форме она близка к кругу, в котором из центра во все стороны разбегаются спицы радиальных нитей, соединенных тончайшими липкими спиралями. В эти силки и попадают зазевавшиеся насекомые. Ловчие сети почти всех пауков-круглопрядов обычно невелики, но в тропиках они достигают гигантских размеров. Так, огромные древесные пауки растягивают между деревьями прочные тенета диаметром до 2 метров, способные удержать даже мелкую птичку. У большинства плетущих паутину пауков плохое зрение, и добывать пропитание они могут только с помощью ловчих сетей. Одни пауки-круглопряды устраивают засаду в центре сети, другие прячутся где-нибудь в уголке, держа лапку на сигнальной нити, прикрепленной к одной из "спиц" паутины. Попав в липкие тенета, насекомое пытается из них вырваться. От его движений вся сеть начинает вибрировать, и паук получает сигнал "есть улов". Он тотчас выбегает из засады, наносит жертве смертельный укол и опутывает ее паутиной.
ЗАГАДКИ ПАУТИНЫ
Воронковые пауки придают своей ловчей сети форму конуса. Сплетя большую воронку в стеблях высокой травы, между камней или бревен, паук прячется на ее дне. Стоит жертве оказаться слишком близко, как он выбегает из убежища, хватает ее и затаскивает внутрь.
Другие пауки сплетают огромные бесформенные полотнища. Нитей-липучек в них нет, но есть нити-"подножки", заставляющие насекомое потерять равновесие. Едва беспечная букашка споткнется и запутается в паутине, ее хозяин тут как тут со своим смертоносным уколом. Именно такую сеть плетут домовые пауки.
Можно использовать паутину и по-другому. К примеру, североамериканский паук-бола выпускает ниточку длиной около 5 см. К ее кончику прикреплена бусинка клея, которой паук наносит жертве хлесткий удар. Этот клей содержит особые химические вещества, привлекающие самцов мотыльков. Паук размахивает ловчей нитью, привлекая добычу запахом. Едва жертва приблизится, он наносит ей удар этим своеобразным кистенем, намертво приклеивая к шарику, и подтягивает к себе, словно рыбешку на удочке.
Кандидат физико-математических наук Е. Лозовская
Наука и жизнь // Иллюстрации
Клейкое вещество, покрывающее нить ловчей спирали, равномерно распределяется по паутине в виде капелек-бусинок. На снимке показано место присоединения двух фрагментов ловчей спирали к радиусу.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Начальные этапы построения ловчей сети пауком-крестовиком.
Логарифмическая спираль приближенно описывает форму вспомогательной спиральной нити, которую прокладывает паук при строительстве колесовидной ловчей сети.
Спираль Архимеда описывает форму клейкой ловчей нити.
Зигзагообразные нити - одна из особенностей тенет пауков рода Argiope.
Кристаллические области шелкового волокна имеют складчатую структуру, наподобие той, что изображена на рисунке. Отдельные цепи соединены водородными связями.
Юные паучки-крестовики, только что выбравшиеся из паутинного кокона.
Пауки семейства Dinopidae spinosa плетут сетку из паутины между своих ног и затем набрасывают ее на жертву.
Паук-крестовик (Araneus diadematus) известен своим умением плести большие колесовидные ловчие сети.
Некоторые виды пауков пристраивают к круглой ловушке еще и длинную "лестницу", которая существенно повышает эффективность охоты.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Так выглядят под микроскопом паутинные трубочки, из которых выходят нити паутинного шелка.
Возможно, пауки - не самые привлекательные создания, но их творение - паутина - не может не вызывать восхищения. Вспомните, как завораживает взгляд геометрическая правильность переливающихся на солнце тончайших нитей, растянутых между ветвями кустарника или среди высокой травы.
Пауки - одни из древнейших обитателей нашей планеты, заселившие сушу более 200 миллионов лет назад. В природе насчитывается около 35 тысяч видов пауков. Эти восьминогие существа, обитающие повсеместно, узнаваемы всегда и всюду, несмотря на различия в окраске и размерах. Но самая главная их отличительная особенность - это способность производить паутинный шелк, непревзойденное по прочности натуральное волокно.
Пауки используют паутину для самых разных целей. Они делают из нее коконы для яиц, строят убежища для зимовки, используют в качестве "страховочного каната" при прыжках, плетут замысловатые ловчие сети и заворачивают пойманную добычу. Готовая к спариванию самка производит паутинную нить, помеченную феромонами, благодаря чему самец, двигаясь вдоль нити, легко находит партнершу. Молодые пауки некоторых видов улетают из родительского гнезда на длинных нитях, подхваченных ветром.
Питаются пауки в основном насекомыми. Ловчие приспособления, которыми они пользуются для добывания пищи, бывают самых разных форм и видов. Некоторые пауки просто протягивают несколько сигнальных нитей рядом со своим убежищем и, как только насекомое задевает за нить, бросаются на него из засады. Другие - выбрасывают нить с клейкой каплей на конце вперед, как своеобразный аркан. Но вершина конструкторской деятельности пауков - это все-таки круглые колесовидные тенета, расположенные горизонтально или вертикально.
Чтобы построить колесовидную ловчую сеть, паук-крестовик, обычный обитатель наших лесов и садов, выпускает довольно длинную прочную нить. Ветерок или восходящий поток воздуха поднимает нить вверх, и, если место для постройки паутины выбрано удачно, она цепляется за ближайшую ветку или другую опору. Паук проползает по ней, чтобы закрепить конец, иногда прокладывая для прочности еще одну нить. Затем он выпускает свободно свисающую нить и к ее середине прикрепляет третью, так что получается конструкция в форме буквы Y - первые три радиуса из более чем полусотни. Когда радиальные нити и рама готовы, паук возвращается в центр и начинает прокладывать временную вспомогательную спираль - что-то вроде "строительных лесов". Вспомогательная спираль скрепляет конструкцию и служит пауку дорожкой при построении ловчей спирали. Весь основной каркас сети, включая радиусы, делается из неклейкой нити, а вот для ловчей спирали используется двойная нить, покрытая клеящим веществом.
Удивительно то, что эти две спирали имеют разную геометрическую форму. Временная спираль имеет относительно мало витков, и расстояние между ними с каждым витком увеличивается. Происходит это потому, что, прокладывая ее, паук движется под одинаковым углом к радиусам. Форма получившейся ломаной линии близка к так называемой логарифмической спирали.
Липкая ловчая спираль строится по другому принципу. Паук начинает с края и продвигается к центру, сохраняя одинаковое расстояние между витками, и получается спираль Архимеда. При этом он обкусывает нити вспомогательной спирали.
Паутинный шелк производится особыми железами, расположенными в задней части брюшка паука. Известно по крайней мере семь типов паутинных желез, производящих разные нити, но ни у одного из известных видов пауков не встречаются все семь типов сразу. Обычно у паука от одной до четырех пар этих желез. Плетение паутины дело не быстрое, и на построение ловчей сети среднего размера уходит примерно полчаса. Чтобы переключиться на производство паутины другого вида (для ловчей спирали), пауку требуется минутная передышка. Пауки часто используют паутину повторно, съедая остатки ловчей сети, поврежденной дождем, ветром или насекомыми. Паутина переваривается в их организме с помощью специальных ферментов.
Структура паутинного шелка идеально отработана за сотни миллионов лет эволюции. Этот природный материал сочетает в себе два чудесных свойства - прочность и эластичность. Сеть из паутины способна остановить насекомое, летящее на полной скорости. Нить, из которой пауки плетут основу своей ловчей сети, тоньше человеческого волоса, а ее удельная (то есть пересчитанная на единицу массы) прочность на разрыв выше, чем у стали. Если сравнивать паутинную нить со стальной проволокой такого же диаметра, то они выдержат примерно одинаковый вес. Но паутинный шелк в шесть раз легче, а значит, в шесть раз прочнее.
Подобно человеческому волосу, шерсти овцы и шелку коконов гусеницы шелкопряда, паутина состоит в основном из белков. По аминокислотному составу белки паутины - спидроины - относительно близки к фиброинам, белкам, из которых состоит шелк, вырабатываемый гусеницами шелкопряда. И те и другие содержат необычно много аминокислот аланина (25%) и глицина (около 40%). Участки белковых молекул, богатые аланином, образуют плотно упакованные в складки кристаллические области, обеспечивающие высокую прочность, а те участки, где больше глицина, представляют собой более аморфный материал, способный хорошо растягиваться и тем самым придающий нити эластичность.
Как же образуется такая нить? На этот вопрос пока нет полного и ясного ответа. Наиболее подробно процесс прядения паутины был изучен на примере ампуловидной железы паука-кругопря да Nephila clavipes. Ампуловидная железа, производящая самый прочный шелк, состоит из трех основных отделов: центрального мешочка, очень длинного изогнутого канала и трубочки с выходным отверстием. Из клеток на внутренней поверхности мешочка выходят маленькие сферические капельки, содержащие молекулы белка спидроина двух типов. Этот вязкий раствор перетекает в хвостовую часть мешочка, где другие клетки выделяют белки другого типа - гликопротеины. Благодаря гликопротеинам образующееся волокно приобретает жидкокристаллическую структуру. Жидкие кристаллы замечательны тем, что, с одной стороны, они имеют высокую степень упорядоченности, а с другой - сохраняют текучесть. Пока густая масса движется к выходному отверстию, длинные молекулы белков ориентируются и выстраиваются параллельно друг другу в направлении оси формирующегося волокна. При этом между ними образуются межмолекулярные водородные связи.
Человечество скопировало многие из конструкторских находок природы, но такой сложный процесс, как прядение паутины, воспроизвести пока не удается. Эту непростую задачу ученые сейчас пытаются решить с помощью биотехнологических приемов. Первым шагом стало выделение генов, ответственных за производство белков, из которых состоит паутина. Эти гены были внедрены в клетки бактерий и дрожжей (см. "Наука и жизнь" № 2, 2001 г.). Канадские генетики пошли еще дальше - они вывели генетически модифицированных коз, молоко которых содержит растворенные белки паутины. Но проблема не только в том, чтобы получить белок паутинного шелка, необходимо смоделировать природный процесс прядения. А этот урок природы ученым еще предстоит выучить.
Загрузка...
