Какие пауки плетут паутину. Описание того, как паук плетет паутину – особенности процесса и функции паутины

Большинство людей не любят пауков. Вид у них довольно неприятный, да и предрассудки делают свое дело. Вместе с тем, не только у детей, но и у взрослых появляется живой интерес к тому, как паук плетет свою паутину. Зачем он это делает, понятно всем. А вот как, остается загадкой. Давайте попробуем ее раскрыть.

Вы не поверите, но создавать столь изящное кружево способны не все пауки, а лишь те, которые используют его для поимки мелких насекомых, которые служат им пищей. Этих представителей семейства пауков именуют тенетными. В их число входят и ядовитые особи, такие, например, как каракут и черная вдова. Те же пауки, которые ведут активную охоту, также могут плести паутину, но используют ее чисто в иных целях.

У человека сплетенные пауками кружева часто вызывают чувство зависти, столь искусно они вытканы. Нити, с которых они сделаны, отличаются невероятной прочностью. От собственного веса паутина никогда не рвется. Это может произойти лишь в том случае, если длина нити будет более пятидесяти метров. Как видим, запас прочности у паутинок очень высокий. Если обратить внимание на их тонкость, то этому факту действительно можно позавидовать. Если взять отдельную паутинку и попытаться ее растянуть, то она порвется лишь после того, как увеличится в четыре раза по длине.

Сплетенные пауком нити обладают еще одним исключительным свойством. Они прозрачны и практически невидимы. В зависимости от условий применения, паук может плести паутину трех видов: крепкую, бытовую, липкую. Крепкая паутина используется для создания каркаса ловчих сетей. Перемычки в каркасе делаются из липких нитей. Бытовой паутиной паук закрывает вход в свою норку или опутывает коконы с личинками. Некоторые виды пауков могут плести паутину, отражающую ультрафиолетовые лучи. Она используется для приманивания бабочек.

Все ли пауки плетут узорчатую паутину?

Как оказывается, не все. На создание настоящих шедевров способны лишь аранеоморфные членистоногие.

Теперь давайте вернемся к вопросу, зачем пауку паутина. Понятно, что ответ напрашивается сам по себе — конечно же, для охоты. Однако это не все ее функции. Паутина может использоваться в следующих целях: для маскировки и утепления входа в нору, для коконов, для защиты. Парадоксально, но искусно созданная паутина защищает норку паука от дождя. По паутине пауки перемещаются, по ней покидает гнездо их потомство.

И все же, что является основой паутины?

Паук имеет шесть желез, которые расположены на его брюшке. С их помощью он вырабатывает секрет, именуемый жидким шелком. При выходе наружу, он начинает твердеть. С желез выходят невероятно тонкие ниточки, которые паук скручивает вместе своими лапками. В результате получается паутинка. Вот таким образом он плетет свое кружево.

Если это ловчая сеть, то ее он растягивает между ветками дерева. Закрепив одну сторону нити, он прекращает прядение и ждет дуновение ветра, который должен отнести вторую сторону паутины ко второй ветке. После этого начинается следующий этап плетения, который аналогичен первому. Так продолжается до тех пор, пока каркас будущей сети не будет сплетен. После этого в него вплетается липкая паутина. Все неиспользованные остатки паутины паук съедает.

Практически все пауки являются хищниками, и используют паутину для ловли насекомых. Теневые пауки ловят летающих насекомых. Те же, кто живет в земляных норках, довольствуются жуками, червями и улитками. Водяные пауки ловят мелкую рыбу, рачков, насекомых. Паук-птицеед не брезгует лягушками, ящерицами, птицами, мелкими грызунами. Впрочем, есть и такие, которые едят себе подобных.

Все пауки, независимо от вида, плетут паутину. Она представляет собой сеть, в которую падают мелкие насекомые. Они служат для животных пищей. Нити, из которых выполнена сеть, липкие, но пауки к ней не приклеиваются.

Дело в том, что паутина имеет свою структуру. Одни нити служат ловушкой, а другие предназначены для поддержания тканевого полотна. В них клейкого вещества меньше.

Паук передвигается по сплетённой сети, едва касаясь конечностями. Кончики волосков смазаны гелем, который не позволяет особи попасть в свои же сети. Для чего плетёт паутину паук-птицеед? Из чего состоят нити?

Пауки-птицееды тоже плетут паутину, но не для того чтобы установить ловушку для ловли насекомых. Животные охотятся, выжидают свою добычу в укрытии. Нити они разбрасывают вокруг своего убежища. Они тонкие, незаметные для человеческого глаза.

Самцы в период размножения плетут сперма-паутину.

При строительстве тканевого полотна из половых желёз, которые у паука находятся на брюшке, выделяется семенная жидкость. В дальнейшем особи собирают жидкость в бульбусы, которые находятся на концах педипальп; бульбусы функционируют, как помпа.

Некоторые виды пауков плетут паутину для сбора воды. На нитях образуется роса, которую употребляют и взрослые особи, и молодняк в качестве питья. Особенно это актуально в жаркий сезон. Много воды ткань не удержит, но капельки росы на ней оседают.

Толщина паутинной нити 10 микрон. У птицеедов она обладает большей прочностью, чем шёлковая нити шелкопряда. Полотно площадью в 1 мм2 выдерживает силу на разрыв в 260 кг.

В конце 17 в. во Франции велись разработки по созданию тканей из паутины, которые должны были заменить шёлк. Были сшиты перчатки и чулки. Изделия представлялись при Королевском дворе.

Паутина представляет собой секрет, который выделяется паутинными железами. Они находятся в брюшке, соединены тонкими канальцами с выходными отверстиями. Отверстия располагаются в паутинных бородавках. Они находятся на конце брюшка. У птицееда это парный орган.

Паутинных желёз в членистоногих животных несколько. Каждая имеет свою функцию, выделяет секрет для создания определённого участка паутины и для ткани, которая выполняет определённую функцию; строительство жилища и кокона, сигнализация, уборка территории.

У пауков отмечается наличие следующих желёз:

• дольковидная – отвечает за создание мягкого слоя кокона; нити используются ещё и для оборачивания жертвы, чтобы её легче было удержать хелицерами;
• трубковидная – секрет выделяется для изготовления верхнего слоя кокона; он более прочный и жёсткий;
• венечная – из нитей выстраивается внешний контур паутины и её крепление к какому-либо предмету: коре дерева, веткам, к грунту; птицеед используют нити данной природы для укрепления своей норы, для создания «воздушных» туннелей на дереве;
• древовидная железа выделяет секрет, из которого выводятся нити внутреннего контура паутины; на нитях находятся капельки клея; они распределяются по всей длине чётко на определённом расстоянии; для плетения пауки не используют узлы;
• большая ампуловидная железа выделяет секрет для изготовления основного «тела» полотна; нити ложатся точно на клейкие капельки;
• существует ещё малая ампуловидная железа, но у птицеедов она развита плохо; пауки изготавливают из нитей дополнительную спираль для ловчей зоны, что птицеедам несвойственно.

Нити состоят из белка, фиброина, который представляет собой цепочку аминокислот. Основную часть занимает аланин и глицин. В небольших количествах в паутинном секрете содержится глутаминовая кислота, лейцин, тирозин, серин. 13% приходится на протеид.

Это сложный белок. Он состоит из аминокислот и из соединений, которые относятся к неаминокислотной природе происхождения.

Состав секрета у самки и самца птицееда неодинаков. В период размножения мужские особи находят паучих по их паутине. Секрет выводится из паутинных бородавок с большой скоростью.

Он будто бы выстреливается пауком. Он жидкий, но соприкасаясь с воздухом, быстро кристаллизуется, превращаясь в прочную и эластичную нить.

Каждый паук-птицеед выплетает свою конструкцию полотна. Паутина отличается индивидуальным рисунком, способом расположения нитей, креплением.

По полотну арахнологи могут определить только пол и вид членистоногого животного. Для плетения особи используют передние и задние конечности. Арахнологи продолжают изучать мир насекомых, и в начале 2000 года они установили, что на конечностях у членистоногих животных тоже имеются паутинные микрожелезы. Которые активно используются для создания полотна.

Паутина членистоногих животных имеет сложную структуру. Плетение полотна является безусловным рефлексом паука. Птицееды не учат своё потомство создавать сети. Способность закладывается природой.

Личинки уже могут вести самостоятельный образ жизни. Они выкапывают небольшие норы, в которых укрепляют грунт с помощью тонких нитей или обустраивают жилище под корой дерева, густо оплетая близлежащую площадь.

YouTube responded with an error: Daily Limit Exceeded. The quota will be reset at midnight Pacific Time (PT). You may monitor your quota usage and adjust limits in the API Console: https://console.developers.google.com/apis/api/youtube.googleapis.com/quotas?project=268921522881

Бабье лето – отличная пора осени, когда можно понежиться под последними тёплыми лучиками солнышка в году, насладиться отличной погодой, повидаться с ушедшим летом. Но, как водится, бочку мёда должно что-то портить. Паутина. Она везде. Она отравляет моё счастье, пугает и портит настроение. Она бесит! Паутина спешит мне навстречу в самых неожиданных местах, даже там, где передо мной минуту назад кто-то прошёл, даже там, где поблизости нет никакой растительности.

А ещё говорят, что паутина – невероятно крепкий и прочный материал. Как паук плетет паутину, что её разносит повсеместно?

Алгоритм плетения пауком паутины

Почитала, оказывается создание паутинного кружева – очень трудоёмкий процесс для восьмилапых существ (пауков, кстати, нельзя называть насекомыми). Действуют они примерно так:

• выбрав подходящее местечко, выделяют из паутинных бородавок, расположенных на брюшке, особый секрет, который, застывая, преобразуется в длинную тончайшую нить;
• ждут, когда ветерок подхватит эту нить и донесет до какой-нибудь опоры– веточки, травинки, листочка и т.д. и переползают к месту, где ниточка зацепилась, надёжно её закрепляют;
• формируют ещё одну нить , повторяющую первую, закрепляют её;
• переползают на серединку второй нити и формируют третью нить, располагая её перпендикулярно двум первым, и закрепляют её так, что образуется фигура, напоминающая букву Y.

Это основа будущей паутины. Потом паук из точки пересечения нитей протягивает еще несколько радиусов, соединяя их концы отрезками нити. Получается скелет паутины, своеобразные ребра с окантовкой.Дальше, порхая по этой заготовке, паучок быстро вяжет на ней кружевной рисунок.

Узоры создаются с помощью двух спиралей. Первую, не липкую, паук плетет из серединки основы, и она точно повторяет форму логарифмической спирали.Вторая, липкая, плетется в обратном направлении и точно повторяет форму архимедовой спирали.

Виды паутины

На планете различают 35 тысяч разновидностей пауков. Не все восьмилапые создания плетут натянутые сети.

Некоторые представители плетут малюсенькую сеточку паутины у себя между лапок, поджидают добычу и накидывают на неё сверху заготовленную липкую сетку. А есть представители, которые вообще не заморачиваются с плетением. Они ловят жертву на самодельное лассо из паутинной нити с капелькой липкой субстанции на конце. Есть виды, которые действуют сообща, оплетая паутиной огромные площади.

Для чего используется паутина

Самая распространенная функция паутины – ловля жертвы для пропитания. Но это далеко не единственное ее предназначение.

Еще паутину используют:

• для защиты жилища;
• в качестве отделки жилища;
• для коконов, в которых самки откладывают яйца;
• в качестве средства передвижения.

Именно последним пунктом и объясняется факт осеннего нашествия летающей паутины. Так молоденькие паучки расселяются по местности.

Внешний вид

Вообще самки птицееда-голиафа, как правило, крупнее самцов. Размер их мягкого тельца достигает 9 см, в то время как у самцов – не больше 8 см. Размах лапок у этих гигантских пауков колеблется от 25 см до 28 см. Наиболее крупные особи весят около 150 граммов.

Покровительственный окрас птицеедов варьируется от черного до желто-оранжевого цвета. Обычно это происходит непосредственно перед линькой. Головогрудь этих существ, а также их брюшко покрыты короткими, но густыми волосками. Лапы усеяны длинными и красноватыми волосками.

Где обитает крупнейший в мире паук?

Излюбленными местами этих существ являются горные районы с густыми и влажными лесами. Оптимальная среда для обитания этих «великанов» — влажные и болотистые районы, преимущественно расположенные в венесуэльских тропических лесах. Кроме того, птицееды-голиафы широко распространены в тропических лесах Гайяны, Суринама и Бразилии.

Птицееды-голиафы заселяют целые норы глубиной до 1 м. Снаружи они оплетают их густой паутиной, чтобы не дать пробраться внутрь чужакам. В норах основную часть своей жизни проводят именно самки. На охоту они выходят только ночью. И это несмотря на их ослабленное зрение.

Охота

Птицеед-голиаф является плотоядным пауком. Перед тем как напасть на потенциальную жертву, это существо затаивается в импровизированной засаде. Так паук подстерегает свой «ужин». Как только будущая добыча приблизилась на достаточное для атаки расстояние, птицеед набрасывается на нее, пуская в ход клыки.

Вопреки своему названию птицеед вовсе не питается птицами. Это был, по всей видимости, единичный случай. Дело в том, что этот вид паука из отряда паукообразных животных был впервые замечен именно тогда, когда он по какой-то причине поедал птицу. Зоологи, продолжительное время наблюдавшие за голиафами, пришли к выводу, что излюбленной и основной пищей этих существ являются как беспозвоночные (бабочки, жуки), так и позвоночные животные (мыши, маленькие змеи, лягушки).

Продолжительность жизни

Вообще зоологи называют взрослыми птицеедами особей, достигших трехлетнего возраста. Средняя продолжительность жизни самца-голиафа – 6 лет. Самка живет в два раза дольше – до 14 лет. Любопытно, что зачастую жизнь самцов обрывается после их спаривания с самкой.

Дело в том, что во время брачных игр у птицеедов-голиафов, как и у богомолов, существует ритуал: после спаривания самка просто съедает своего «жениха» без его согласия. Однако не все женихи-пауки хотят мириться с таким положением вещей. Именно поэтому природа наградила их острыми шипами, расположенными на первой паре конечностей. Они служат защитой от агрессивных самок.

Из чего состоит и где образуется

В состав паутины входят следующие вещества:

• органические соединения - белок фиброин, из которого состоит основная внутренняя нить, и гликопротеиды, образующие нановолокна, расположенные вокруг основной нити. Благодаря фиброину паутина схожа по составу с шёлком, но гораздо эластичнее и прочнее;
• неорганические вещества - химические соединения калия (гидрофосфат и нитрат). Их количество невелико, но они придают паутине антисептические свойства и защищают её от грибков и бактерий, создают благоприятную среду в железах паука для формирования нитей.

В брюшке у паука находятся паутинные железы, где образуется жидкое вещество, выходящее через прядильные трубочки, расположенные на паутинных бородавках. Их можно наблюдать в самом низу брюшка.
Вязкая жидкость выходит из трубочки и быстро твердеет на воздухе. При помощи задних лап паук вытягивает нить и использует для плетения. Один паук способен произвести нить 0,5 км в длину.

Какие есть виды

Пауки, в зависимости от вида, могут плести разную паутину.

Форма может быть следующей:

Как и сколько времени пауки плетут паутину

Наиболее известную круглую сеть паук плетёт 0,5–3 часа. Длительность плетения зависит от размера сетки и погоды. При этом лучшим помощником обычно становится ветер, относя выпущенную пауком нить на приличные расстояния.

Именно по ветру располагается паутина, натянутая между деревьями. Тоненькая ниточка переносится воздушным потоком, цепляется за соседнее дерево и прекрасно выдерживает передвижения своего создателя.

Он периодически обновляет плетёную сеть, так как со временем она теряет способность удерживать добычу.

Паук обычно поедает старую паутину, чтобы обеспечить себя строительным материалом, необходимым для плетения нового изделия. Автоматические действия для построения сети заложены на генетическом уровне и передаются по наследству.

Свойства и функции

Паутина обладает следующими свойствами:

1. Очень прочная . Благодаря особой структуре её прочность сравнима с нейлоном, она в несколько раз прочнее стали.


2. Внутренняя шарнирность . Подвешенный на паутинную нитку предмет можно как угодно долго вращать в одну сторону без образования перекручивания.
3. Очень тонкая . Паучья нить имеет чрезвычайно малую толщину в сравнении с нитями других живых существ. У многих семейств пауков она составляет 2–3 микрона. Для сравнения - толщина нитки шелкопряда находится в пределах 14–26 микрон.
4. Клейкость . Сами по себе нити не липкие, они усеяны каплями клейкой жидкости. Впрочем, паук для создания паутины выделяет не только клейкую, но и лишённую клеевых частичек нить.

Паутина необходима для жизнедеятельности паука.
Она выполняет следующие функции:

1. Убежище. Сотканная паутина служит хорошим укрытием от непогоды, а также от врагов в естественной среде.
2. Создание благоприятного микроклимата. Например, у водяных пауков она наполнена воздухом и позволяет им находиться под водой. Ею они также закрывают раковины, в которых живут на дне.
3. Ловушка для объектов пропитания. Паук плотояден, и его рацион состоит из насекомых, запутавшихся в липкой сети.
4. Материал для создания кокона, из которого появляются новые паучки.


5. Приспособление, играющее роль в процессе размножения. В ходе брачного периода женские особи сплетают длинную нить и оставляют висеть для того, чтобы проходивший рядом самец мог легко добраться до них.
6. Обман хищников. Некоторые пауки-кругопряды с её помощью склеивают мусор и делают муляжи, к которым крепят нить. В случае опасности они дёргают за нить и отвлекают внимание от себя движущимся муляжом.
7. Страховка. Перед нападением на жертву пауки крепят паутинную нить к какому-нибудь предмету и прыгают на добычу, используя нить как страховку.
8. Средство передвижения. Молодые паучки при помощи длинной ниточки покидают «отчий дом». Пауки, обитающие в водоёмах, используют паутинное плетение как водный транспорт.

Как человек может использовать паутину

В Китае удивительной прочности и лёгкости тканевое полотно из паутины имеет название «ткани восточного моря». Полинезийцы используют паутинные нити больших тенетных пауков для шитья, а помимо этого плетут из них ещё и сети для ловли рыбы.

Учёные из Японии смогли создать струны для скрипки из паучьего шёлка. В наше время учёные стремятся синтезировать материал, обладающий свойствами паутинной нити, для использования в разных сферах - от производства бронежилетов до строительства мостов.

Но создать аналог вещества, которое вырабатывает паук, наука пока ещё не способна. Для этого некоторые исследователи пытаются внедрять паучьи гены другим живым организмам.

Биолог из Голландии Абдул Вахаба Эль-Хальбзури и художница Джалиль Ессайди путём исследовательской деятельности синтезировали суперпрочную ткань, которая представляет собой органическую комбинацию паутины и кожи человека.

Паутина примечательна не только своей прочностью. Антибактериальные свойства такого паучьего изделия использовали издавна. Ещё в древние века человек использовал паутинную сеточку как повязку из бинтов.

Такой липкий материал примыкал к коже и создавал барьер для попадания в рану бактерий и вирусов. Многие исследовательские учреждения работают с паутиной, пытаясь применить её свойства в медицине для создания материала, который сможет регенерировать конечности.

Учёные Европы заявляют, что в течение 5 лет смогут синтезировать искусственные сухожилия и связки из паутинных ниток.

В современном мире нити паутины используют в оптической промышленности для обозначения перекрестья в оптических устройствах, а также как нитки в микрохирургии. Также известно, что микробиологи создали анализатор воздуха, используя свойства паучьих нитей улавливать из окружающей следы микрочастицы.
Надо отметить, что изучение свойств паутины позволит в будущем достичь больших результатов во многих отраслях производства, а также способствовать развитию и появлению передовых технологий, важных для человечества.

Почему паук не прилипает к своей паутине

Охотясь за своим жертвами (мухами, мошками и прочими насекомыми), которые запутываются в расставленных липких сетях, сам паук не приклеивается к собственной ловушке.

Рассмотрим факторы, благодаря которым паук не липнет к своему изделию:

1. Не все паучьи сети покрыты клеевой жидкостью, а только некоторые участки, которые хорошо известны её создателю. Липкими являются именно круговые нити, а центральные не пропитаны клейким веществом.
2. Лапки паука полностью покрыты коротенькими и тоненькими волосками. Эти волоски быстро снимают с нитей паутины невидимые глазом капельки клея. При нахождении лапки на участке паутинной сети частички клея находятся на волосках. Когда паук убирает лапку с участка без клея, волоски при скольжении о нить возвращают частички клея назад.
3. Особое вещество, которое покрывает лапки паука, снижает уровень взаимодействия с клеем, что дополнительно помогает от прилипания.

Видео: о паутине пауков Итак, паутина синтезируется в паутинных железах, находящихся на брюшке пауков, и имеет преимущественно белковый состав. Эти членистоногие плетут её для разных потребностей, и она бывает различных форм. Более того - она обладает необычайными свойствами, которое человечество может использовать в своих целях. Учёные разных стран пытаются синтезировать вещество, подобное ей.

Паукообразные выделяются из всех насекомых способностью плести удивительные паутинные узоры.
Как паук плетет паутину — невозможно себе представить. Маленькое существо создает большие и прочные сети. Удивительная способность сформировалась 130 млн лет назад.

Все возможности у животных появляются и закрепляются при естественном отборе неслучайно. Каждое действие имеет строго определенное назначение.

Паук плетет паутину для достижения жизненно важных целей:

• ловли добычи;
• размножения;
• укрепления своих норок;
• страхования при падении;
• обмана хищников;
• облегчения передвижения по поверхностям.

Отряд пауков состоит из 42 тысяч видов, у каждого из которых есть свои предпочтения в использовании паутинной конструкции. Для удержания жертвы сетку используют все представители. Самцы — аранеморфы на сетке оставляют выделения семенной жидкости. Затем паук на паутине прогуливается, собирая выделения на органы совокупления.

После оплодотворения малыши формируются в защитном паутинном коконе. Некоторые самки на сетке оставляют ферромоны – вещества, привлекающие партнеров. Кругопряды обволакивают нитями листья, веточки. В результате получаются муляжи для отвлечения хищников. Серебрянки, живущие в воде, делают домики с воздушными полостями.

Размеры сети зависят от вида пауков. Некоторые тропические паукообразные создают «шедевры» с диаметром 2 м, способные удержать даже птицу. Обычные паутинные сети имеют меньшие размеры.
Интересно узнать – сколько паук плетет паутину. Зоологам удалось выяснить, что крестовик справляется с работой за несколько часов. На создание узоров большой площади у представителей жарких стран уходит несколько дней. Главную роль в процессе выполняют специальные органы.

Строение паутинных желез

На брюшке насекомого имеются выросты – паутинные бородавки с отверстиями в виде трубочек.
По этим протокам из паутинной железы наружу поступает вязкая жидкость. При попадании на воздух гель превращается в тонкие волокна.

Химический состав паутины

Уникальная способность выделяющегося раствора застывать объясняется структурными компонентами.

В состав жидкости содержится большая концентрация белка, содержащая следующие аминокислоты:

• глицин;
• аланин;
• серин.

Четвертичная структура белка при выталкивании из протока изменяется таким образом, что в результате формируются нити. Из нитевидных образований впоследствии получаются волокна, прочность которых
в 4 – 10 раз больше прочности человеческого волоса.,
в 1,5 – 6 раз прочнее стальных сплавов.

Теперь становится понятно — как паук плетет паутину между деревьями. Тонкие прочные волокна не разрываются, легко сжимаются, растягиваются, вращаются без скручивания, соединяют ветки в единую сеть.

Цель жизни паука – добыча белковой пищи. Ответ на вопрос «Почему пауки плетут паутину» очевиден. Прежде всего, для охоты на насекомых. Они изготавливают ловчую сеть сложной конструкции. Внешний вид узорчатых структур отличается.

• Чаще всего мы видим многоугольные сети. Иногда они бывают почти круглыми. Плетение от пауков требует невероятной сноровки и терпения. Сидя на верхней ветке, они формируют нить, которая зависает в воздухе. Если повезет, то нитка быстро зацепится за ветку в подходящем месте и паук, переместится на новую точку для дальнейшей работы. Если нитка никак не зацепляется, паук подтягивает ее к себе, съедает ее, чтобы продукт не пропадал, и начинает процесс заново. Постепенно формируя каркас, насекомое приступает к созданию радиальных основ. Когда и они будут готовы, дело остается за малым — сделать соединительные нити между радиусами;
• У воронковых представителей подход другой. Они изготавливают воронку и затаиваются на дне. Когда приближается жертва, паук выскакивает и затягивает ее в воронку;
• Некоторые особи формируют сеть из зигзагообраных нитей. Вероятность того, что жертва не выпутается из такого узора значительно больше;
• Паук с названием «бола» не утруждает себя, выплетает всего одну нить, на которой в конце находится капелька клея. Охотник выстреливает нитью в жертву, приклеивая ее намертво;
• Пауки – огры оказались еще хитрее. Они делает маленькую сетку между лапами, затем набрасывают на требуемый объект.

Конструкции зависят от условий проживания насекомых, их видовой принадлежности.

Заключение

Выяснив — как паук плетет паутину, каковы ее особенности, остается восхититься этим творением природы, пытаться создать что-то подобное. В нежных узорах вязанных шалей мастерицы копируют узоры. По аналогичным схемам делают антенны, сети для ловли рыб и животных. Полностью смоделировать процесс человеку пока не удалось.

Видео: Паук плетет паутину

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.