Паутина – это выделения из паутинных желез, которые спустя короткое время застывают. Химический состав схож с шелком насекомых, на 50 % состоит из белка. Большинство групп паукообразных способны выделять и плести паутину (ложноскорпионы, пауки, некоторые виды клещей). Люди сталкиваются с ней постоянно, но мало кто задумывается о ее особенностях и способах появления.
Откуда берется паутина у паука?
Паутина вызывает восхищение правильностью геометрических форм, утонченностью нитей. Паутинный шелк – прочное натуральное волокно, созданное для определенных целей.
Секрет паутинных желез
Арахнологи выяснили, что паутина у паука берется из брюшка, откуда отходят паутинные железы. На нем 6 паутинных бородавок, на которых расположены прядильные трубочки. Их количество у каждого вида разное. Крестовик обладает 600 трубочками.
Секрет жидкой и вязкой консистенции состоит из белка. Он помогает волокну моментально застывать вод воздействием воздушного потока. Прядильные трубочки, откуда выделяется секрет, создают его в форме тончайшей нити. По химическому составу и физическим показателям она близка в шелку тутового шелкопряда, но паутинное волокно прочнее и лучше тянется.
Кристаллы из белка входят в ее химический состав. Когда хищник плетет паутину, он на ней свисает. Если предмет подвесить на паутинное волокно и вращать его бесконечное количество раз в одну и ту же сторону, оно не перекрутится и не создаст силы противодействия.
Паук, как плетет паутину, так и съедает ее вместе с жертвой за 1-2 часа. Одни ученые считают, что они так восполняют потерянный белок в организме, а другие – что членистоногое животное заинтересовано в воде, которая в виде росы или дождевых осадков остается на нитях.
Паутина за один час
Количество времени на плетение ажурной ловушки зависит от погодных условий и желаемых размеров. Паутина маленького размера в благоприятную погоду будет сплетена за час, при самых больших размерах паук потратит 2-3 часа. Существуют виды, плетущие волокно каждый день – утром или вечером. Это их основная деятельность, помимо охоты.
Процесс создания паутинного волокна:
- паук прижимает паутинные бородавки к необходимому месту (дерево, ветка, стена);
- секрет прилипает к основанию;
- хищник отходит от места прилипания и растягивает на ветру нить задними конечностями;
- работу хищник делает длинными передними конечностями, которыми формирует каркас из высохших нитей;
- после окончания плетения он формирует липкие спирали.
В построении ловушек важная роль отведена ветру. После того, как хищник достает нить, он растягивает ее под воздушным потоком. Ветер относит ее конец на незначительное расстояние. Хищник использует паутинную нить в качестве предмета перемещения. Этот способ помогает паукообразным строить ловушки между деревьями и в высокой траве.
Основные функции
Функции паутины не ограничены ловлей пищи. Она занимает ключевое значение в жизни паукообразного, поскольку незаменима в определенных случаях.
Охота на жертву
Построение сетей для ловли добычи – одна из причин того, зачем у пауков возникает необходимость делать паутину. От структуры паутины зависит ее способность обездвижить жертву. Некоторые виды хищников настолько малы, что сами становятся жертвой крупных насекомых. Введенный пауком в тело жертвы яд действует не сразу. Чтобы жертва не сбежала, хищник берет ее и заворачивает в волокно, после чего ждет превращения внутренностей добычи в жидкое состояние.
Если сравнить паутину и волос человека, первая окажется более тонкой. Она сравнима по прочности со стальной проволокой.
Привлечение самцов
Некоторые виды паукообразных самок в период размножения выделяют паутинный секрет с феромонами. Эта «метка» привлекает самца. Сигнальные волокна формирует большинство видов, но у некоторых инициатива исходит от самца.
В поиске женской особи для размножения самцы плетут сперматическую сетку, на которую предварительно выделяют каплю семенной жидкости. Для привлечения самки особи мужского пола прикрепляют свои нити к паутине самки и приводят ее в движение. Так они сообщают ей о цели пребывания. Для спаривания самка отправляется в паутинное пространство самца.
Отвлечение внимания хищников
Кругопряды создают из сетей отвлекающие муляжи, склеивая паутиной листья и веточки. Они размещают «обманку» на своей паутине, чем стараются ввести хищника в заблуждение. Животное прячется недалеко от муляжа и дергает за нити, совершая ими обманные движения.
Впервые паук, способный делать своего двойника, обнаружен в лесах Амазонки, биологом Филом Торресом. Он наткнулся на паутину со странным, по его мнению, пауком. Поначалу биолог решил, что он мертвый, но, приблизившись, обнаружил, что это искусно сделанная копия из листьев. Создатель приманки поджидал добычу в другом месте.
Паутинный кокон
Из секрета паутинных желез хищники плетут коконы для потомства. Количество достигает 100 штук, в зависимости от плодовитости самки. Коконы с яйцами самки находятся в подвешенном состоянии, в безопасном месте. Оболочка кокона формируется из 2-3 слоев и пропитывается специальным секретом, склеивающим все его части.
При необходимости самки переносят кокон с яйцами на другое место. Он прикрепляется к прядильному органу на брюшке. Если посмотреть на кокон в приближенном виде, он напоминает мяч для гольфа. Яйца под плотным слоем волокна выпирают и образуют бугорки. Кокон для потомства используют даже те виды хищников, которые охотятся и никогда не плетут паутину.
Защитный механизм у входа в нору
Норные виды хищников выкапывают себе убежища в земле и оплетают паутиной его стенки. Они используют ее для укрепления грунта, что помогает защитить нору от неблагоприятных погодных условий и природных противников.
Функции паутины на этом не заканчиваются, членистоногое животное использует ее в качестве:
- Средства перемещения. Подвижный хищник использует ее, как транспортное средство. С ее помощью он может быстро перемещаться между деревьями, кустами, листьями и даже зданиями. Благодаря использованию паутинных нитей, пауки перемещаются на расстояние нескольких километров от точки отправления. Они забираются на возвышенность, выпускают моментально застывающее волокно и уносятся воздушным потоком.
- Страховки. Пауки-скакунчики плетут ажурное полотно, чтобы подстраховать себя во время охоты на жертву. Они закрепляются нитью за основание предмета и совершают прыжок на добычу. Некоторые виды пауков, чтобы не потерять свою нору, протягивают от нее волокно при уходе и возвращаются обратно по нему.
- Подводных убежищ. Их создают только обитающие в воде виды. Известно, зачем паутина необходима им при постройке подводных нор, – она обеспечит воздух для дыхания.
- Устойчивости на скользкой поверхности. Эту функцию используют все виды тарантулов – клейкий материал на лапах помогает им удерживаться на скользкой поверхности.
Некоторые виды обходятся без плетения паутинных нитей, только охотятся. Но для многих она – помощник в процессе выживания.
Почему не прилипают сами?
Чтобы спокойно передвигаться по ловушке и не стать ее жертвой, паук протягивает сухие нити, без клейкого вещества. Он ориентируется в постройке, поэтому знает, какая часть волокна предназначается добыче, а какая – безопасна для него. Он поджидает жертву в центре постройки.
Дополнительные факторы, помогающие пауку не прилипать к собственной паутине:
- кончики лап хищника смазаны маслянистой жидкостью;
- на его конечностях множество волосков, уменьшающих площадь прикасания к липким нитям;
- он перемещается специальным образом.
Современные ученые до сих пор не научились создавать паутину искусственным путем. Но попытки сделать ее точную копию продолжаются. Генетики из Канады вывели искусственным методом коз, в молоке которых содержится паутинный белок. Как паук делает паутину, технология ее плетения – загадка природы, которую не разгадали величайшие умы.
Природа позаботилась о существовании пауков и дала им способность искусно плести паутину. Она помогает им добывать пропитание, защищать потомство и свое жилище, а также пользоваться ею в целях перемещения. Ажурная ловушка вызывает мировой интерес своей загадочностью и невозможностью искусственного воспроизведения. Каждый вид паукообразных вызывает глубочайший интерес и поражает специфическими особенностями.
Летом, начиная с июля, а особенно осенью на травах, даже на газонах парков, на низких кустах и молодых соснах блестит росой обрызганная, меж ветвей кинутая, будто шелковые платки – тончайшая работа! Нежная, изящная и густо сплетенная паутина. Она разная, очень даже разная, и потому как устроена ловчая сеть, сразу можно решить какой паук ее сплел. Пауки производят паутину разных сортов: нерастяжимую и эластичную, сухую и клейкую, с липкими капельками, прямую и гофрированную, бесцветную и цветную, тонкую и толстую, а некоторые сплетают даже настоящие канаты.
Многие исследователи час за часом, день за днем просиживали у паутины, сооружаемой пауком, Андре Тилькин, французский философ, посвятил паутине 536 страниц, хотя еще за 11 лет до него, немец Г. Петерс, казалось, увидел и рассказал все, что можно только увидеть и рассказать о паутине крестовика. И поныне еще для пытливого ума паутина таит в себе так много нового и неожиданного, что стоит посидеть перед ней не один час. Т. Сейвори, говорил, что: «Плетение круговых сетей – спектакль, который можно смотреть и смотреть».
Однажды увидев удивительную паутину, а рядом с ней маленького паучка, мне стало интересно, как же такие маленькие пауки могут создавать такую красоту и как они это делают? Проводя, наблюдения за пауками и паутиной я поставила перед собой цель: изучить особенности паучьих сетей, приспособления пауков для создания паутины.
Меня заинтересовали следующие вопросы:
1. Правда ли что паутина - это чистый белок?
2. У всех ли пауков одинаковая паутина?
3. Как паук плетет свои сети?
4. Какими свойствами обладает паутина?
5. Выяснить, что такое «сигнальная нить». И её значение.
Чтобы найти ответы я поставила перед собой задачи:
1. Изучить литературу.
2. Проводить наблюдения в природе за пауками и паутинами (делать фотоснимки).
3. Провести простейшие химические опыты в школьной лаборатории.
4. Найти сходство в схематических рисунках паутин, с теми, что встречаются в природе.
1. ВОЛШЕБНАЯ ПАУТИНА
1. Искусные ткачи
Из чего и как паук тянет свою паутину? На брюшке паука, у самого его конца - паутинные бородавки. Это то, что сделало паука пауком.
Природа творит чудеса, превращая соки паучьего тела в паутину. Пять или шесть разных типов паутинных желез - трубчатые, мешковидные, грушевидные – производят паутину нескольких сортов. А назначение у нее прямо универсальное: сети и тенета делает из нее паук, кокон для яиц и дом для жилья, гамак для брачных целей и бола для метания в цель, водолазный колокол, и миску для еды, арканы для мух, хитроумные двери для нор, и для своего рода парашюта при передвижении по ветру. На задних конечностях брюшка открываются протоки паутинных желез. Эти ножки называют паутинными бородавками. С их помощью паук плетет свои замечательные ловчие сети. Каждая паутинная железа выводит наружу свою продукцию - клейкую жидкость, быстро твердеющую - через тонюсенькую хитиновую трубочку. Трубочек таких полтысячи у крестовика, и лишь сотня у паука, что живет в погребе. Прядильные инструменты у пауков неодинаковые. Первая пара ходильных ног самая длинная. С ее помощью паук плетет паутину и общается с собратьями. Основы нити паука - шелковые белки.
Ткать: подлинное искусство
Круговая сеть пауков – штука очень замысловатая, а сооружение ее – дело совсем не простое. Здесь применяются особые материалы и особые методы ее плетения, продуманные. Сам паук над плетением сети мало задумывается: все действия его целиком инстинктивны. Сеть, сплетенная каждым из них, несет индивидуальный выраженный характер. По паутине, можно узнать какой, паук ее сплел. Методы и главные принципы построения сети у всех почти одинаковые. Прежде всего, из каких конструкций она собрана?
Их восемь: рама первого порядка, рама второго порядка, радиусы, центр, крепежные спирали, свободная от спиралей зона, ловчие спирали и спирали вспомогательные, от которых на радиусах готовой сети остаются только узелки - в местах бывшего пересечения радиусов и вспомогательных спиралей. Нити рамы, особенно верхние, толстые и малоэластичные. Неэластичны и радиусы, а ловчие спирали, напротив, очень эластичны - вытягиваться могут вдвое и вчетверо, а потом, как только деформирующая сила ослабла, опять сокращаются до своей прежней длины. Все нити сухие, кроме ловчих спиралей, густо увешанных клеевыми капельками. Вот почему когда я трогала руками паутину, она прилипала к пальцам.
Сначала натягивает он раму первого порядка. Основа ее обычно две нити. Они сходятся широким углом в одной точке, а от нее могут расходиться вверх или вниз – все зависит от места нахождения паука. Паук, приклеив ниточку вверху, спускается, вертикально, веся на ней, до твердого предмета в низу, приклеив ниточку к нему, и ползет по ней снова вверх, не забывая тянуть за собой из бородавок вторую нитку. Чтобы она с первой, по которой он ползет, не слипалась, он держит между ними добавочный коготок одной из своих четвертых ножек. Поднявшись до места старта, бежит в сторону - на ширину верхнего основания рамы - и там приклеивает нить, которую тянул за собой. Краеугольный угол сети, или рама первого порядка готов. Остается вплести в нее дополнительные нити, чтобы была прочнее: ведь на ней висит вся сеть. Как плетутся радиусы?
Паук забирается на самую высокую точку сооруженной рамы, там приклеивает начало новой нити, которая будет первым диаметром круга. Падает, вниз вытягивая ее своей тяжестью из желез до нижнего края рамы. Приклеивает к раме нитку – лифт и ползет по ней вверх до будущего центра круга. Здесь нить, которую тянул за собой, мнет и прессует в комочек и вешает его на ниточку, по которой полз - это центр центра паутины. Ползет снова вверх вставив коготок между нитями (по которой ползет и тянет за собой), бежит в бок и приклеивает буксируемую паутину на раме - от центра диаметра натянут диаметр к раме первый радиус. По нему снова ползет он в центр, из центра - по диаметру вниз тянет за собой. Ниточке, которую за собой тянет, не дает сейчас склеиваться с проведенными прежде. Добравшись до нижнего края рамы, бежит в бок и привязывает там, на раме второй радиус. Так, бегая поочередно то - вниз и вбок, то вверх и вбок, затягивает всю раму радиальными нитями с одинаковыми углами между ними. Третья и попутно четвертая (пересеченный беспорядочно нитями центр) составные конструкции ловчей сети закончены.
Пятую – крепежные спирали – паук делает быстро: вернувшись в центр и из него с радиуса на радиус их перекинув. Шестая, свободная от спиралей зона возникает сама собой, поскольку работать над нею не надо, лишь только следить, чтобы по ошибке ее не заплести. Но вот седьмой и восьмой конструктивные элементы требуют немало сил и внимания.
Ловчие спирали паук плетет снаружи к центру. Чтобы сделать это ему нужны строительные леса, по которым мог бы он спирально передвигаться. Ими служат вспомогательные спирали их паук плетет от центра к краям. Продвигаясь по вспомогательным спиралям от рамы к центру, он первой парой ножек измеряет расстояние между оборотами ловчей спиралей, которые тянет и закрепляет на радиусах ножками четвертой пары. На вторых и третьих ножках бежит по паутине. Ловчие спирали плетутся из особого материала - паутинок, густо обмазанных клеем. Как только строительные леса-вспомогательная спираль свое назначение выполнит, паук, пробежав по ней приблизительно один круг, ее перекусывает и съедает (чтобы белок, из которого они изготовлены, зря не пропадал). Поэтому к концу работы от спиралей остаются одни узелки.
Пауки, вынуждены бережно обходится с паутинной жидкостью, так как она вырабатывается у пауков только при хорошем питании и дорого обходится организму животного. Раз выпущенная и затвердевшая, паутина уже не может быть обратно втянутой. Иногда можно видеть, что паук, подымаясь вверх, как будто вбирает в себя паутину, которая все укорачивается; но при ближайшем рассмотрении оказывается, что паук попросту наматывает ее себе на ноги или вокруг туловища.
1. 3. Такая же прочная как сталь!
Паучьи сети, или тенета, исключительно разнообразны по конструкции, но принцип их действия одинаков: насекомое задерживается, о чем сигнализирует колебание нитей паутины, их смещение или даже разрыв. В плоской колесовидной сети паука-крестовика нет такого густого сплетения нитей, как в трехмерной сети, так что удерживать добычу удается благодаря уже не конструкции, а особым свойствам волокон. Они достаточно прочны и не рвутся при сильном растяжении, не пружинят. Волокна такой паутины могут быстро сокращаться и растягиваться в 4 раза и более.
В чем же причина таких удивительных свойств нитей? Ее основу составляет белок кератин, входящий в состав волос, шерсти, ногтей и перьев животных. Структура волокон паутины при растягивании нити распрямляются, а при его отпускании возвращаются в исходное положение, т. е. упругость пружины.
Можно сказать, что паутинное волокно по своей прочности и эластичности превосходит натуральный шелк. Его прочность на разрыв, по данным Д. Е. Харитонова, составляет примерно 175 г/мм2 против 33-43 г/мм2 у натурального шелка и 18-20 г/мм2 у искусственного. Паутинка паука в тысячи раз тоньше человеческого волоса. Тонкость и прочность волокна измеряют в единицах, именуемых денье. Денье – вес в граммах нити длиной в 9 километров. Нить шелковичного червя весит одно денье, человеческий волос – 50 денье, а нить ловчей паутины паука – всего 0,07 денье. А это значит, что паутинная нить, которой можно опоясать по экватору земной шар, весит чуть больше 300 граммов. Паутинка на разрыв вдвое прочнее стали, прочнее орлона, вискозы, обычного нейлона и почти равна особому высокопрочному нейлону, который, однако, тем хуже ее, что гораздо менее растяжим и, следовательно, при одинаковой нагрузке рвется быстрее. Шелковая нить-это одна из самых прочных в мире цепей. Эластичная, она может вытягиваться, становясь в два раза длиннее прежнего, и при этом не рвется. Несмотря на столь крошечный диаметр она такая же прочная, как сталь! Синтезирует паутину паук из аминокислот. Это чистый белок!
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ОПЫТ № 1. Цель: определить тонет ли паутина в воде.
Приборы и материалы: емкость с водой, паутина.
Ход опыта: опустила паутину в холодную воду. Паутина не утонула.
Вывод: Она белкового происхождения и относится к группе глобулярных белков, которые нерастворимы в воде и не смачиваются ею.
ОПЫТ № 2 Цель: определить растворяется ли паутина в 70% уксусной кислоте.
Приборы и материалы: стеклянная чашка, 70% уксусная кислота, паутина.
Ход опыта: паутину положили в стеклянную чашку, капнули 70% уксусной кислоты. Паутина не растворилась. Прошло 15 минут, паутина не растворилась, через 30 минут паутина тоже не растворилась. После 6 часов опыта паутина не растворилась. Прошло еще 18 часов - паутина не растворилась.
Вывод: паутина в 70 % уксусной кислоте не растворяется. Но материал (паутина) свернулся в клубок, значит это чистый белок.
ОПЫТ № 3 Цель: определить растворяется ли паутина в питьевой соде.
Приборы и материалы: стеклянная чашка, питьевая сода, разведенная водой, паутина.
Ход опыта: паутину положили в стеклянную чашку, капнули питьевую соду разведенной водой. Паутина не растворилась. Прошло 5 минут, паутина не растворилась, через 30 минут паутина тоже не растворилась. После 4 часов опыта паутина не растворилась. Прошло еще 12 часов - паутина не растворилась.
Вывод: паутина в щелочной среде не растворяется.
ОПЫТ № 4 Цель: определить действительно паутина – это чистый белок.
Приборы и материалы: пробирка, азотная кислота прозрачного цвета, чистая белая паутина.
Ход опыта: паутину положили в пробирку, капнули азотной кислоты. паутина растворилась азотная кислота слегка пожелтела.
Вывод: паутина – это чистый белок.
ОПЫТ № 5 Цель: определить разлагается ли паутина без доступа воздуха.
Приборы и материалы: герметичный полиэтиленовый пакет, ветка с паутиной
Ход опыта: поместили ветку с паутиной в прозрачный пакет. Пакет запаковали герметично и повесили на балкон на солнце. Наблюдали за паутиной в течение месяца. Несмотря на то, что температура воздуха менялась, но паутина не менялась ни по цвету, ни по форме, оставалась прежней.
Вывод: паутина сплетена из плотного материала. Температура воздуха на качество волокна не влияет. Вещество, из которого образована паутина, не окисляется на воздухе, не разлагается без доступа воздуха. Значит ее химический состав чистый белок.
ОПЫТ № 6 Цель: определить натурального ли происхождения паутина.
Приборы и материалы: спички, металлический прут, паутина.
Ход опыта: закрепляем паутину на металлический прут с деревянным наконечником, поджигаем ее. Она горит.
Вывод: паутина горит, а не плавится. Значит это полностью натурального происхождения продукт, без химических примесей. Со специфическим запахом горящего белка.
ОПЫТ № 7 Цель: определить действительно ли паутина при растяжении не деформируется. И есть ли у паутины сигнальная нить.
Приборы и материалы: линейка, ветки, паутина.
Ход опыта: раздвигаем ветки, на которых закреплена паутина размером 2 см. в диаметре, в стороны. Паутина растянулась в ширину на 0,5 мм. Когда ветки отпускаем, паутина возвращается в прежнее положение. Замеряем паутину, она осталась тем же размером и не деформировалась.
Вывод: паутина эластична, не деформируется и не рвется при растяжении. Значит, нить состоит из длинного волокна, которую синтезирует паук из аминокислот. Кроме этого, паук отреагировал на движение ветки - появился на своей паутине, значит, у паутины действительно есть сигнальная нить.
ОПЫТ № 8 Цель: определить влияет ли на качество и внешний вид паутины перепад температуры.
Приборы и материалы: герметичный полиэтиленовый пакет, морозильная камера, градусник, паутина.
Ход опыта: поместили в полиэтиленовый герметичный пакет паутину и положили в морозильную камеру, где температура воздуха минус 10ºС, на 24 часа. По внешнему виду и качеству (осталась клейкой) паутина не изменилась.
Повесили этот же пакет на солнце, где температура воздуха плюс 20ºС, внешний вид паутины не изменился, остался прежним. По качеству паутина не изменилась-осталась клейкой.
Вывод: на внешний вид паутины и ее качество (клейкость) не влияет резкий перепад температуры воздуха.
Эксперимент: Я поймала муху, осторожно посадила на паутину, муха прилипла, зажужжала и попыталась вырваться. Задергалась сигнальная нить мгновенно выскочил паук подбежал к мухе и, подошел с одной стороны, потом с другой стороны, к мухе что-то делая, и муха стала утихать, спеленатая паутинными нитями. Прошло меньше минуты, а муха была уже связана и не дергалась.
Выводы: Проведя свои наблюдения, исследования я узнала, что паук никогда не сидит в самом центре своей ловчей сети, он прячется в каком-то укрытии поблизости. И от сети к укрытию обязательно тянется паутинка - сигнальная нить.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Проводя опыты и наблюдения, я пришла к выводу, что паутина-это белок. Я узнала, что в состав волокна входят аминокислоты, обладающие высокой гигроскопичностью. Цепи белков располагаются вдоль одной оси и образуют длинные волокна, по аминокислотному составу напоминают белки шелка. По своему происхождению паутина относится к группе глобулярных белков, не растворяется в воде и не смачивается ею. Это полностью натуральный продукт животного происхождения она горит, а не плавится.
Во время работы я узнала, что паутины бывают разными не только по размеру, но и по сплетенному рисунку. Паутину паук выдавливает с разной скоростью. Что паутина застывает моментально. Паук плетет нить с перерывами, так как выработка паутины отнимает много энергии: выработав 30-35 метров нити, он восстанавливает силы в течение несколько дней. У всех крестовиков сети разные, хотя у крестовиков все сети круглые и похожи на кружево. А вот у домовых пауков сети совсем другие, они натянуты в уголке, от стенки к стенке, без всякого порядка. Словно тоненькие серые лоскутки. У тех паучков, которые живут на деревьях, в кустах, в траве, паутинные нити тянутся от ветки к ветке, от листика к листику, от травинки к травинке тоже без особого порядка.
Я узнала, что паутинное волокно прочнее стали и эластичнее натурального шелка. Паучьи тенета используются в разных областях создавая широкий спектр предметов от носков и до рыболовных сетей, а раньше использовали в качестве перевязочного материала.
Можно еще много любопытного рассказать про паутину и пауков. Ведь паучьи сети и шелковые волокна, из которых они делаются, недостаточно изучены. Но для начала, я думаю, хватит.
А я теперь каждое лето буду наблюдать за ними их плетением кружев и фотографировать. Так как я в будущем мечтаю связать свою деятельность с медициной, мой труд и мои наблюдения пригодятся мне в дальнейшем, и в учебе и в выборе профессии.
Может быть, в будущем будут созданы паучьи фермы для создания детской экологически чистой и безвредной одежды для новорожденных. Мы когда-нибудь не будем использовать химических составов для уничтожения мух, а воспользуемся паутиной, которую не надо утилизировать (сжигать, закапывать в землю) и наносить вред природе.
Большинство видов пауков плетут паутину, но не все, на пример тарантулы. Многие тарантулы зарываются в землю и выпускают немного паутины, занавешивая вход в «пещеру», чтобы легче ловились пролетающие насекомые. Все пауки, независимо от того, плетут они паутину или нет, имеют между собой несколько общих черт: у них восемь ног, все они питаются насекомыми. Запомните, что сами пауки не насекомые.
Пауки относятся к арахнидам, или паукообразным - это животные, в одну группу с которыми входят клещи и скорпионы. Существует около 40 тысяч видов пауков.
Зачем нужна паутина?
Они могут ткать очень простые изделия, а могут сплетать настоящие произведения искусства. Даже когда паутина готова, паук не поселяется в ней навечно. Сам паук может притаиться под кровельной дранкой или в углу оконного переплета, или под скалой. Назначение же паутины - ловить насекомых. На то, чтобы сплести качественную паутину, может потребоваться несколько часов.
Как пауки плетут паутину?
Например, паук – ткач использует для постройки паутины несколько типов нитей. Для создания основы, так сказать каркаса, он выделяет сухую паутину. А для того чтобы ловить насекомых, на основу ткач накладывает липкую паутину. Паутинная нить (своего рода «шелк») выделяется специальными железами на брюшке паука. Разные железы выделяют различные типы шелка. Паук может в зависимости от цели плетения паутины использовать тот или иной паутинный материал.
Интересно:
Цветные мотыльки - интересные факты, фото и видео
Круглый паук начинает плетение паутины, выбрасывая на ветер нить. Шелк летит по ветру и цепляется за какой – нибудь предмет, например за ветку дерева, что позволяет пауку забраться вверх по этой нити и добавить еще нить к первоначальной, чтобы сделать ее прочнее. После того как паук сделает общие контуры паутины, он прядет нить, соединяющую одну сторону паутины с другой. С центра этой соединительной нити паук начинает плести еще одну нить, которая соединит центр паутины с боковой нитью.
Затем паук положит множество соединительных сухих нитей от краев паутины по ее радиусам к центру, как спицы в велосипедном колесе. Затем круговыми нитями оплетаются эти «спицы». Получается спиральная сухая паутина. Потом на поверхность сухой паутины накладывается клейкая нить. Теперь паук избавляется от сухой паутины - съедает ее. Орудие лова сделано, силки для насекомых готовы.
Интересный факт: некоторые паутины могут быть сложнее, другие - проще.
Конструкция паутины
Конструкция паутины, как полагают специалисты, меняется в зависимости от способа охоты. Для нас вся паутина кажется одинаковой и состоящей из совершенно стандартных элементов. Такое обманчивое впечатление создается потому, что мы не видим паутину в ультрафиолетовом свете.
Почему паутина привлекает насекомых?
Ультрафиолетовые лучи - составная часть солнечного света, и именно та часть, которая образует загар кожи. Но частота ультрафиолетовых волн слишком высока и не воспринимается нашими глазами, так что для нас это невидимый свет. Однако многие насекомые способны видеть ультрафиолетовые лучи, особенно те из них, которые питаются нектаром цветов и пыльцой. Многие пауки плетут такую паутину, которая привлекает к себе этих насекомых. Как это делается? Сначала паук сплетает паутину из нитей, которые почти не отражают ультрафиолетовые лучи. Затем он вплетает в конструкцию паутины нить другого типа, которая ярко сияет в ультрафиолетовых лучах.
Несмотря на всю нелюбовь человечества к паукам, а также на обилие предрассудков и страшных историй, связанных с ними, вопрос, как паук плетет паутину, появляется у малышей чуть ли не одновременно с интересом, а вода мокрая. Результат труда этих малопривлекательных животных действительно зачастую напоминает изящное кружево. И если самих пауков разглядывать неприятно, и многие даже их боятся, то паутина, созданная ими, невольно привлекает внимание и вызывает искреннее восхищение.
Между тем не все знают, что такие «занавески» ткут вовсе не все представители отряда. Почти каждый из видов способен создать нить для основы, но ловчие сети плетут только те, которые охотятся ловушками. Их называют тенетными. Они даже выделены в отдельное надсемейство «Araneoidea». И названия пауков, плетущих охотничьи сети, насчитывает целых 2308 пунктов, среди которых присутствуют и ядовитые - те же и каракурт. Те же, кто охотится, нападая из засады или выслеживая добычу, паутину используют исключительно в бытовых целях.
Уникальные качества паучьего «текстиля»
Несмотря на мелкие размеры создателей, особенности паутины вызывают некоторую зависть со стороны венца природы - человека. Некоторые ее параметры невероятны даже с достижениями современной науки.
- Прочность. Паутина может порваться от своего веса, только если паук выплетет ее длиной в 50 метров.
- Исключительная тонкость. Отдельная паутинка заметна, только когда попадает в луч света.
- Эластичность и упругость. Растягивается ниточка без разрыва в 2-4 раза, причем без потери прочности.
И все эти качества достигаются без всякого технического оборудования - паук обходится тем, чем снабдила его природа.
Виды паутинок
Интересно не только то, как паук плетет паутину, но и то, что он умудряется вырабатывать ее разных «сортов». Грубо говоря, их можно разделить на три типа:
Учеными выделяется и еще один вид паутины, которая отзеркаливает ультрафиолет, подманивая бабочек. Многие считают, что готовая паутина обязательно имеет свой узор. Однако это не так: названия пауков, способных на творческие изыски, можно пересчитать без особого труда, и все такие художники относятся к аранеоморфным представителям этого отряда членистоногих.
Для чего она нужна
Если задать человеку вопрос, зачем пауку паутина, он без всяких сомнений ответит: для охоты. Но этим вовсе не исчерпываются ее функции. Дополнительно она применяется в таких направлениях:
- для утепления норок перед зимовкой;
- для создания коконов, в которых созревает потомство;
- для защиты от дождя - из нее пауки делают своего рода навесы, предотвращающие попадание воды в «домик»;
- для путешествий. Некоторые пауки переселяются сами и выпроваживают из лона семьи детей на длинных паутинках, уносимых ветром.
Образование строительного материала
Итак, разберемся все же, как паук плетет паутину. На брюшке у «ткача» расположены шесть желез, которые считаются трансформированными рудиментами ног. Внутри тельца вырабатывается особый секрет, который принято называть жидким шелком. На выходе через прядильные трубочки он начинает затвердевать. Одна такая ниточка настолько тонка, что ее трудно разглядеть даже под микроскопом. Лапами, расположенными ближе к «работающим» в текущий момент железам, паук скручивает несколько ниток в одну паутинку - приблизительно так, как это делали женщины в старину при прядении из кудели. Именно в тот момент, как паук плетет паутину, закладывается основная характеристика будущей паутинки - липкость или повышенная крепость. И каков механизм выбора, ученые пока не выяснили.
Технология растяжки
Ловчая сеть для ее эффективности должна быть между чем-нибудь растянута - например, между ветками. Когда первая нить создана ее создателем достаточно длинной, он прекращает прядение и растопыривает прядильные органы. Так он ловит ветерок. Малейшее шевеление ветра (даже от нагретой земли) относит паутинку к соседней «опоре», за которую та и цепляется. Паук по «мостику» перемещается (чаще всего провиснув спинкой вниз) и начинает плетение новой радиальной нити. Только когда основа закреплена, он начинает двигаться по окружности, вплетая в нее липкие поперечные линии. Надо сказать, пауки - весьма экономные создания. Оказавшуюся ненужной поврежденную или старую паутину они съедают, пуская «вторсырье» на второй круг использования. А старой она становится, по мнению создателя, довольно быстро, так как паук плетет паутину зачастую каждый день (или ночь, если он - сумеречный охотник).
Чем питаются пауки
Принципиально важный вопрос, так как паук плетет паутину все же в первую очередь для добычи пропитания. Отметим, что все без исключения виды пауков - хищники. Однако их рацион сильно зависит от размеров, методов охоты и места проживания. Все тенетные (плетущие сети) пауки насекомоядны, причем в основе их рациона - преимущественно летающие формы. Хотя если на паутину свалится с дерева ползающий персонаж, ее владелец им не побрезгует. Те, кто живет в норках и поближе к земле, едят в основном прямокрылых и жуков, хотя могут затащить в свое убежище небольшую улитку или червя. Среди разнообразия того, чем питаются пауки, есть и более крупные объекты. Для водяного представителя племени с названием Argyroneta жертвами становятся рачки, водные насекомые и рыбьи мальки. Экзотические гиганты-птицееды охотятся на лягушек, птиц, маленьких ящериц и мышей, хотя большую часть их рациона составляют все те же насекомые. Но есть и более привередливые виды. Особи семейства Mimetidae охотятся только на пауков, не принадлежащих их виду. Огромный птицеед Grammostola ест молодых змей - и изничтожает их в поражающих воображение количестве. Пять семейств пауков (в частности, Ancylometes) ловят рыбу, причем способны нырять, плавать, выслеживать добычу и даже вытаскивать ее на сушу.
Какие узлы использует паук, когда плетет паутину? Или он вообще не использует узлы?
При плетении паутины паук совсем не использует узлы. Они ему не нужны: нити ловчей сети паук склеивает между собой особым типом паутины - соединительной.
Клейкая капелька состоит из гликопротеинового ядра и водянистой оболочки из воды и пептидов . Клейкость капельки зависит от влажности воздуха: если очень сухо, часть воды может испариться, и капелька потеряет свои свойства. Это одна из причин, почему во влажном климате больше разнообразие пауков. Каждый вид паука приспособлен к определенному диапазону влажности. Это достигается варьированием состава клейких капелек от вида к виду.
Помимо обеспечения клейкости капельки выполняют и другие функции. Например, у австралийского паука-аргиопы (Argiope keyserlingi ) они могут служить приманкой для мух - его жертв. Клейкие капельки аргиопы содержат путресцин - вещество, выделяющееся при разложении трупов животных. Поэтому падальные мухи летят на его запах и попадаются в ловушку (см. Паутина паука-аргиопы привлекает насекомых запахом , «Элементы», 17.07.2017).
Итак, мы разобрались со свойствами паутинной нити. Посмотрим теперь, как устроена сама паутина. Основу паутины составляют несущие нити - обычно их три или четыре, - которые паук прилепляет обоими концами к субстрату (например, ветви дерева или стеблю травы) с помощью соединительных дисков. Иногда их поддерживают дополнительные якорные нити (см. рисунок ниже). К несущим нитям крепятся радиальные, сходящиеся к центру паутины - «ступице».
На радиальные нити паук наносит ловчую спираль. Часто ловчая спираль немного не доходит до «ступицы», оставляя свободную зону, значение которой пока непонятно. В местах пересечения разных нитей находятся упомянутые выше соединительные диски, поддерживающие конструкцию.
Попадая в паутину, насекомые приклеиваются чаще всего к ловчей спирали. Но, конечно, не намертво: активно дергаясь, они могут отклеиться и улететь - так что пауку надо спешить. Узнав об улове, он сразу же бежит к жертве, кусает ее и затем, обездвиженную, опутывает своей паутиной. Секрет желёз, открывающихся в его челюсти-хелицеры , содержит яд, который парализует добычу. Кроме того, паук впрыскивает в жертву пищеварительные ферменты, которые расщепляют ее внутренности и превращают их в густой бульон. Этот частично переваренный суп паук потом всасывает. А чтобы вовремя заметить добычу, сети многих видов пауков имеют специальные сигнальные нити, которые ведут непосредственно к пауку, сидящему открыто в центре паутины или в укромном убежище на периферии. Когда попавшееся насекомое начинает биться, оно колеблет паутину - в том числе и сигнальные нити. По их вибрации паук и определяет, что добыча попалась.
Так что разные нити паутины выполняют разные функции. Пауки могут производить до семи типов паутинных нитей, которые различаются по составу и свойствам и выделяются разными паутинными железами. Несущие нити паутины - самые крепкие. А вот нити ловчей спирали - самые липкие, потому что на них больше всего концентрация клейких капелек. Поэтому, например, к идущему по лесу человеку цепляются нити именно ловчей спирали. Кроме того, есть специальный тип нитей для обматывания жертвы, нити для формирования мягкого внутреннего слоя кокона для яиц и нити для прочного наружного слоя кокона. А также специальная соединительная паутина.
Но как же сам паук не приклеивается к своей паутине? Во время плетения паутины он касается клейких ловчих нитей только самыми кончиками ног, покрытыми многочисленными волосками, что уменьшает площадь контакта с клейкими каплями. Кроме того, ноги паука смазаны особым маслянистым веществом, препятствующим приклеиванию. Ну а когда паук ходит по своей паутине, он передвигается по менее клейким радиальным нитям.
Ответил: Алексей Опаев
Рисунок Екатерины Волович