Як і для чого павук плете павутину

Легко скидаючи павутину під час прибирання або прогулянки лісом, мало хто замислюється над тим, як і з чого павук її сплів. Адже це унікальний витвір надзвичайної фортеці. Дізнаємося, як павуки плетуть свою мережу, звідки беруть для неї матеріал і з чого вона складається, її форми та призначення, а також як цей природний матеріал може використовувати людина.

З чого складається і де утворюється

• органічні сполуки - Білок фіброїн, з якого складається основна внутрішня нитка, і глікопротеїди, що утворюють нановолокна, розташовані навколо основної нитки. Завдяки фіброїну павутина схожа за складом з шовком, але набагато еластичніше і міцніше;
• неорганічні речовини - хімічні сполуки калію (гідрофосфат та нітрат). Їх кількість невелика, але вони надають павутинню антисептичні властивості та захищають її від грибків та бактерій, створюють сприятливе середовище у залозах павука для формування ниток.

У черевці павука знаходяться павутинні залози, де утворюється рідка речовина, що виходить через прядильні трубочки, розташовані на павутинних бородавках. Їх можна спостерігати в самому низу черевця.

В'язка рідина виходить із трубочки і швидко твердне на повітрі. За допомогою задніх лап павук витягає нитку та використовує для плетіння. Один павук здатний зробити нитку 0,5 км завдовжки.

Чи знаєте ви? Найбільш поширений у нас павук-хрестовик плете найвідомішу круглу ловчу мережу. Паучіха завжди виплітає конструкцію з 39 променів, на яких знаходиться 35 спіральних кіл з 1245 кріпленнями. Цю роботу хрестовики роблять у нічний час і оновлюють мережа через кожну 1–2 доби.

Які є види

Павуки, залежно від виду, можуть плести різну павутину.

1. Кругла. Ця структура зустрічається найчастіше. З центру розходяться товстіші нитки-промені, що є основою. Потім павук тягне тоншу нитку від зовнішнього краю, створюючи кола, що з'єднуються з нитками основи, і плете їх аж до центру. Дивно, але відстані між цими колами приблизно однакові. У таку липку пастку потрапляють різні комахи і служать їжею її власнику, який сидить нерухомо на сигнальній нитці. Така павутина не дуже велика, але деревні павуки, що мешкають у тропіках, можуть плести подібну мережу до 2 метрів у діаметрі.
2. Зигзагоподібна. Для привернення уваги видобутку представники роду аргіопу плетуть на нитках основи помітні зигзаги.
3. Конусоподібна. Таку мережу сплітають лійкові павуки серед стебел трави чи інших опор, а самі сидять на дні такого конуса в очікуванні видобутку.
4. Безформна. Це павутиння нерідко можна спостерігати у себе вдома. Павутина будинкових арахнідів не має будь-якої форми і особливо помітна для очей, коли покривається пилом.
5. Між ніг. Представники павучого сімейства Dinopidae spinosa полюють, сплітаючи ловчу мережу в себе між передніх кінцівок і накидаючи її на комах.
6. Кулька на ниточці. Таким пристосуванням, подібним до зброї бола, ловить комах павук Mastophora cornigera. Павутинна кулька просочена феромонами і приваблює метеликів, які прилипають до неї і стають здобиччю. Через спосіб полювання павука прозвали «болас».

Як і скільки часу павуки плетуть павутину

Найбільш відому круглу мережу павук плете 0,5-3 години. Тривалість плетіння залежить від розміру сітки та погоди. При цьому найкращим помічником зазвичай стає вітер, відносячи випущену павуком нитку на пристойні відстані.

Саме за вітром розташовується павутиння, натягнута між деревами.Тоненька ниточка переноситься повітряним потоком, чіпляється за сусіднє дерево і чудово витримує пересування свого творця.

Він періодично оновлює плетену мережу, оскільки згодом вона втрачає здатність утримувати видобуток.

Павук зазвичай поїдає старе павутиння, щоб забезпечити себе будівельним матеріалом, необхідним для плетіння нового виробу. Автоматичні дії для побудови мережі закладені на генетичному рівні та передаються у спадок.

Властивості та функції

1. Дуже міцна. Завдяки особливій структурі її міцність можна порівняти з нейлоном, вона в кілька разів міцніша за сталі.
2. Внутрішня шарнірність. Підвішений на павутинну нитку предмет можна як завгодно довго обертати в один бік без утворення перекручування.
3. Дуже тонка. Павукова нитка має надзвичайно малу товщину порівняно з нитками інших живих істот. У багатьох сімейств павуків вона становить 2-3 мікрони. Для порівняння - товщина нитки шовкопряда знаходиться в межах 14-26 мікрон.
4. Клейкість. Самі собою нитки не липкі, вони усіяні краплями клейкої рідини. Втім, павук для створення павутини виділяє не лише клейку, а й позбавлену клейових частинок нитку.

Чи знаєте ви? Вдалося вивести вигляд шовковичних черв'яків, які виробляють павучий шовк. Дослідники з Америки змогли виробити технологію, що дозволяє виробляти шовкові волокна, що мають властивості ниток павутиння. Розробки в цьому напрямку ще ведуться, а налагодити виробництво таких волокон у промислових масштабах на даний момент неможливо.

1. Притулок. Сткане павутиння служить гарним укриттям від негоди, а також від ворогів у природному середовищі.
2. Створення сприятливого мікроклімату. Наприклад, у водяних павуків вона наповнена повітрям і дозволяє їм перебувати під водою.Нею вони також закривають раковини, в яких мешкають на дні.
3. Пастка для об'єктів харчування. Павук м'ясоїдний, і його раціон складається з комах, що заплуталися в липкій мережі.
4. Матеріал для створення кокона, з якого з'являються нові павуки.
5. Пристосування, що відіграє роль процесі розмноження. У ході шлюбного періоду жіночі особини сплітають довгу нитку і залишають висіти для того, щоб самець міг легко дістатися до них.
6. Обман хижаків. Деякі павуки-кругопряди з її допомогою склеюють сміття і роблять муляжі, до яких кріплять нитку. У разі небезпеки вони смикають за нитку і відволікають увагу від себе муляжем, що рухається.
7. Страхування. Перед нападом на жертву павуки кріплять павутинну нитку до якогось предмета та стрибають на видобуток, використовуючи нитку як страховку.
8. Засіб пересування. Молоді павуки за допомогою довгої нитки залишають «батьківщину». Павуки, що мешкають у водоймищах, використовують павутинне плетіння як водний транспорт.

Як людина може використовувати павутину

У Китаї дивовижної міцності та легкості тканинне полотно з павутини має назву «тканини східного моря». Полінезійці використовують павутинні нитки великих павуків для шиття, а крім того плетуть з них ще й мережі для лову риби.

Вчені з Японії змогли створити струни для скрипки з шовку. В наш час вчені прагнуть синтезувати матеріал, що має властивості павутинної нитки, для використання в різних сферах - від виробництва бронежилетів до будівництва мостів.

Але створити аналог речовини, яку виробляє павук, наука поки що не здатна. Для цього деякі дослідники намагаються запроваджувати павучі гени іншим живим організмам.

Біолог з Голландії Абдул Вахаба Ель-Хальбзурі та художниця Джаліль Ессайді шляхом дослідницької діяльності синтезували суперміцну тканину, яка є органічною комбінацією павутини та шкіри людини. До цього найміцнішою тканиною вважалися волокна кевлару, вироблені фірмою DuPont, міцність яких у 5 разів вища, ніж у сталі, а отриманий з використанням павукових ниток матеріал в 15 разів міцніше, ніж сталь. Але така синтетична речовина має низку недоліків, над якими ще працюють вчені.

Павутина примітна не лише своєю міцністю. Антибактеріальні властивості такого виробу павука використовували здавна. Ще в давні віки людина використовувала павутинну сіточку як пов'язку з бинтів.

Такий липкий матеріал примикав до шкіри та створював бар'єр для потрапляння в рану бактерій та вірусів. Багато дослідних установ працюють з павутинням, намагаючись застосувати її властивості в медицині для створення матеріалу, який зможе регенерувати кінцівки.

Вчені Європи заявляють, що протягом 5 років зможуть синтезувати штучні сухожилля та зв'язки з павутинних ниток.

Важливо! Застосування павутиння в галузі медицини насамперед викликане тим, що організм людини не робить відторгнення впровадженого в нього павукового білка.

У сучасному світі нитки павутиння використовують в оптичній промисловості для позначення перехрестя в оптичних пристроях, а також як нитки у мікрохірургії. Також відомо, що мікробіологи створили аналізатор повітря, використовуючи властивості павучих ниток уловлювати з навколишнього сліду мікрочастинки. Треба відзначити, що вивчення властивостей павутиння дозволить у майбутньому досягти великих результатів у багатьох галузях виробництва, а також сприяти розвитку та появі передових технологій, важливих для людства.

Чому павук не прилипає до свого павутиння

Полюючи за своїми жертвами (мухами, мошками та іншими комахами), які заплутуються в розставлених липких мережах, сам павук не приклеюється до власної пастки.

1. Не всі павукові мережі покриті клейовою рідиною, а лише деякі ділянки, які добре відомі її творцю. Липкими є кругові нитки, а центральні не просочені клейкою речовиною.
2. Лапки павука повністю вкриті коротенькими та тоненькими волосками. Ці волоски швидко знімають з ниток павутиння невидимі оком крапельки клею. При знаходженні лапки на ділянці мережі павутинної частинки клею знаходяться на волосинках. Коли павук прибирає лапку з ділянки без клею, волоски при ковзанні об нитку повертають частинки клею назад.
3. Особлива речовина, яка покриває павукові лапки, знижує рівень взаємодії з клеєм, що додатково допомагає від прилипання.

Відео: про павутину павуків Отже, павутина синтезується в павутинних залозах, що знаходяться на черевці павуків, і має переважно білковий склад. Ці членистоногі плетуть її для різних потреб, і вона буває різних форм.

Важливо! Пил, що скупчився на павутинній сітці, а також комахи, що заплуталися в ній, сприяють створенню антисанітарних умов у житловому приміщенні. Тому не треба забувати видаляти павутину при збиранні.

Більше того, вона має надзвичайні властивості, які людство може використовувати у своїх цілях. Вчені різних країн намагаються синтезувати речовину, подібну до неї.

З чого складається павутиння і як павуки плетуть свої пастки?

Велика кількість павутинних залоз розташовується в черевній порожнині павука.. Протоки таких залоз відкриваються в найдрібніші прядильні трубочки, що мають вихід на кінцеву частину спеціальних павутинних бородавок. Кількість прядильних трубочок може змінюватись в залежності від виду павука. Наприклад, дуже поширений павук-хрестовик має п'ять сотень.

Це цікаво! У павутинних залозах виробляє рідкий і в'язкий білковий секрет, особливістю якого є здатність практично миттєво твердіти під впливом повітря і перетворюватися на тонкі довгі нитки.

Процес прядіння павутиння полягає у притисканні павутинних бородавок до субстрату. Перша, незначна частина секрету, що виділився, застигає і надійно приклеюється до субстрату, після чого павук витягає в'язкий секрет за допомогою задніх ніг. У процесі видалення павука від місця прикріплення павутини, білковий секрет розтягується і швидко твердне. На сьогоднішній день відомо і досить добре вивчено сім різних видів павутинних залоз, якими виробляються різні типи ниток.

Склад та властивості павутини

Павутина павука є білковим з'єднанням, до складу якого також входять гліцин, аланін та серин. Внутрішня частина ниток представлених жорсткими білковими кристалами, розмір яких не перевищує кілька нанометрів. Кристали поєднуються за допомогою дуже еластичних білкових зв'язок.

Це цікаво! Незвичайною властивістю павутиння є її внутрішня шарнірність. При підвішуванні на павутинне волокно будь-який предмет можна необмежену кількість разів обертати, без утворення перекручування.

Первинні нитки переплітаються павуком і стають товстішим павутинним волокном. Показники міцності павутини наближені до аналогічних параметрів нейлону, але значно міцніше, ніж секрет шовкопряда тутового. Залежно від того, з якою метою передбачається використовувати павутину, павуком може виділятися не тільки липка, але також суха нитка, товщина якої значно варіюється.

Посилання

Функції павутиння та її призначення

Павутина використовується павуками в різних цілях. Соткане з міцної та надійної павутини притулок дозволяє створювати для членистоногих найбільш сприятливі мікрокліматичні умови, а також служить гарним укриттям як від негоди, так і від численних природних ворогів. Багато членистоногі павукоподібні здатні обплітати своєю павутиною стінки своєї нірки або робити з неї своєрідні двері в житло.

Це цікаво! Деякі види використовують павутину у вигляді транспорту, а молоді павуки залишають батьківське гніздо на довгих нитках павутинних, які підхоплюються вітром і переносяться на значні відстані.

Найчастіше павуки використовують павутину для плетіння липких ловчих мереж, що дозволяє ефективно ловити видобуток та забезпечувати членистоногому харчування. Не менш відомі так звані яйцеві кокони з павутини, всередині яких з'являються молоді павуки.. Деякі види плетуть павутинні страхувальні нитки, що захищають членистоногое від падіння в процесі стрибка і для переміщення або лову видобутку.

Павутиння для розмноження

Для періоду розмноження характерне виділення самкою павутинних ниток, які дозволяють знайти оптимальну пару для парування. Наприклад, самці-тенетники здатні споруджувати поряд з мережами, створеними самками, мініатюрні за розмірами шлюбні мережива павутиння, в які і заманюються павучіхи.

Самці павуків-хрестовиків спритно приєднують свої горизонтальні павутини до радіально розташованих ниток ловчих мереж, зроблених самками. Завдаючи по павутині сильних ударів кінцівками, самці викликають коливання мережі і, таким незвичайним чином, запрошують самок на спарювання.

Павутиння для лову видобутку

З метою упіймання свого видобутку багато видів павуків плетуть спеціальні ловчі мережі, але для деяких видів характерно використання своєрідних павутинних арканів та ниток. Павуки, що ховаються в житлах-норах, розставляють сигнальні нитки, що тягнуться від черевця членистоногого до входу до його притулку. При попаданні видобутку в пастку коливання сигнальної нитки моментально передається павуку.

Липкі ловчі мережі-спіралі будуються трохи за іншим принципом. При її створенні павук починає плетиво з краю і поступово просувається до центральної частини. І тут обов'язково зберігається однаковий проміжок між усіма витками, у результаті виходить так звана «спіраль Архімеда». Нитки на допоміжній спіралі спеціально обкушуються павуком.

Павутина для страховки

Павуками-скакунчиками використовуються павутинні нитки як страховка при нападі на жертву. Павуками прикріплюється страхувальна нитка павутини до будь-якого предмета, після чого членистоноге стрибає на намічений видобуток. Ця ж нитка, прикріплена до субстрату, використовується для ночівлі та страхує членистоногого від нападу всіляких природних ворогів.

Це цікаво! Південноросійські тарантули, залишаючи своє житло-нору, тягнуть за собою найтоншу павутинну нитку, що дозволяє швидко знайти при необхідності дорогу назад або вхід у притулок.

Павутина як транспорт

До осені деякі види павуків виводять молодь. Молоді павуки, які вижили в процесі дорослішання, намагаються підбиратися якомога вище, використовуючи з цією метою дерева, високорослі чагарники, дахи будинків та інші будівлі, паркани. Дочекавшись досить сильного вітру, маленький павучок випускає тонку і довгу павутинку.

Від довжини такої транспортної павутини залежить відстань переміщення. Дочекавшись гарного натягу павутинки, павук відкушує її кінець і дуже швидко злітає. Як правило, «мандрівники» здатні пролетіти на павутинні кілька кілометрів.

Павуками-сріблятами павутина застосовується як водний транспорт. Для полювання у водоймищах цього павука потрібне дихання атмосферним повітрям. При спуску на дно членистоногое здатне захоплювати порцію повітря, а на водних рослинах з павутини споруджується своєрідний повітряний дзвін, який утримує повітря і дозволяє павуку полювати на свій видобуток.

Павутинний дзвін для дихання

Павук-срібня полює у воді, в якій потрібно дихати атмосферним повітрям. Опускаючись на дно, павук захоплює порцію повітря на кінці черевця у вигляді невеликої бульбашки. На рослинах він споруджує повітряний дзвін, у якому повітря утримується густо сплетеним павутинням.

Павук-сріблянка «запечатує» молекулу кисню в павутину під водою, і таким чином дихає.

Різниця павутиння за видами павуків

Залежно від виду павуками може сплітатися різна павутина, яка є своєрідною «візитною карткою» членистоногого.

Кругла павутинка

Такий варіант павутиння виглядає надзвичайно красиво, але є смертоносною конструкцією. Як правило, кругла павутина підвішується у вертикальному положенні і має частину клейких ниток, що не дозволяє вибратися з неї комахі. Плетіння такої мережі здійснюється у певній послідовності. На першому етапі виготовляється зовнішня рамка, після чого виконується прокладання радіальних волокон від центральної частини до країв. Спіральні нитки вплітаються наприкінці.

Це цікаво! Кругла павутина середніх розмірів має більше тисячі точкових з'єднань, а для її виготовлення потрібно більше двадцяти метрів шовку павутинного, що робить конструкцію не тільки дуже легкою, але і неймовірно міцною.

Інформація про наявність видобутку в такій пастці надходить до «мисливця» за допомогою сигнальних ниток, що спеціально вплітаються. Поява будь-яких розривів у такому павутинні змушує павука займатися плетінням нової мережі. Старе павутиння, як правило, поїдається членистоногими.

Міцне павутиння

Такий вид павутиння притаманний павуків-нефілів, широко поширених біля Південно-Східної Азії. Побудовані ними ловчі мережі часто досягають у діаметрі пару метрів, а їхня міцність дозволяє легко витримувати вагу дорослої людини.

Такі павуки ловлять у своє міцне павутиння як звичайних комах, а й деяких дрібних птахів. Як показують результати досліджень, павуками такого виду може вироблятись близько трьох сотень метрів павутинного шовку щодня.

Павутина-гамак

Маленькі, круглі павуки-монетки плетуть одну з найскладніших павутинних конструкцій. Такими членистоногими ткуться плоскі мережі, на яких павук розташовується і чекає на свою видобуток. Від основної мережі вгору та вниз відходять спеціальні вертикальні нитки, які прикріплюються до розташованої поблизу рослинності.Будь-які літаючі комахи швидко заплутуються у вертикально сплетених нитках, після чого падають на плоску павутину-гамак.

Примітки

1. [nplus1.ru/news/2016/07/26/spider-web У павутині знайшли гіперзвукову фононну заборонену зону]
2. [www.ng.ru/science/2007-12-26/15_pauki.html?insidedoc Наномистецтво павуків. Незалежна газета — 26.12.2007]
3. ↑ 12
   [elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431210/Verevka_iz_pautiny
   Мотузка з павутиння
   на сайті Елементи.ру]
4. [nplus1.ru/news/2016/05/17/spiderweb Фізики з'ясували секрет сталості натягу павутиння]
5. [www.3dnews.ru/news/Prochnaya-sinteticheskaya-pautina-gotova-k-proizvodstvu/ 3dnews.ru:Міцна синтетична павутина готова до виробництва]
6. [www.nat-geo.ru/nature/47143-pauki-amazonii-vozvodyat-bashenki-i-stroyat-zabory/ National Geographic:Павуки Амазонії зводять «вежі» і будують «огорожі»]
7. [blog.perunature.com/2012/12/new-species-of-decoy-spider-likely.html]
8. [www.membrana.ru/particle/11878 Membrana.ru: Водяні павуки плетуть собі акваланги]
9. [onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jez.410/abstract Air bells water spiders are extended phenotype modified in response to gas composition, Dolores Schütz, Michael Taborsky andThomas Drapela, 2 Aug 2007 (eng.)
10. [www.membrana.ru/particle/16150 Membrana.ru:Біологи досліджували ножний шовк тарантулів]
11. [www.membrana.ru/particle/12666 Membrana.ru:Павучі мережі ловлять видобуток за допомогою світла]
12. [www.membrana.ru/particle/12128 Membrana.ru:Прикрашена павутина приваблює жертв та хижаків]

Використання людиною

Людством скопійовано безліч конструктивних природних знахідок, але плетіння павутини відноситься до дуже складних природних процесів, і якісно відтворити його на даний момент, так і не вдалося. відтворення білків, що входять до складу павутиння.Такі гени впроваджуються у клітинний склад бактерій чи дріжджів, але моделювання самого процесу прядіння нині є неможливим.