Как и для чего пауки делают паутину. Почему сам не прилипает? Виды пауков, названия и фотографии

Паук (лат. Araneae) относится к типу членистоногие, классу паукообразные, отряду пауки. Их первые представители появились на планете приблизительно 400 миллионов лет назад.

Паук – описание, характеристики и фотографии.

Тело паукообразных состоит из двух частей:

• Головогрудь, покрытая панцирем из хитина, с четырьмя парами длинных суставчатых ног. Кроме них здесь расположена пара ногощупалец (педипальп), используемых половозрелыми особями для спаривания, и пара коротких конечностей с ядовитыми крючками – хелицерами. Они являются частью ротового аппарата. Количество глаз у пауков колеблется от 2 до 8.
• Брюшко с расположенными на нем дыхательными отверстиями и шестью паутинными бородавками для плетения паутины.

Размер пауков в зависимости от вида колеблется от 0,4 мм до 10 см, а размах конечностей может превышать 25 см.

Окраска и рисунок на особях разного вида зависят от структурного строения покровов чешуек и волосков, а также наличия и локализации различных пигментов. Поэтому пауки могут иметь как тусклый одноцветный, так и яркий окрас различных оттенков.

Виды пауков, названия и фотографии.

Учеными описано более 42 000 видов пауков. На территории стран СНГ известны около 2900 разновидностей. Рассмотрим несколько разновидностей:

Птицеед сине-зеленый (лат. Chromatopelma cyaneopubescens) – один из самых эффектных и красивых по окрасу пауков. Брюшко у птицееда красно-оранжевое, конечности ярко-синие, карапас зеленый. Размеры птицееда составляют 6-7 см, в размахе лапок до 15 см. Родиной паука является Венесуэла, но встречается этот паук в странах Азии и на Африканском континенте. Несмотря на принадлежность к птицеедам, данный вид пауков не кусается, а лишь мечет специальные волоски, расположенные на брюшке, да и то в случае сильной опасности. Для человека волоски не опасны, но вызывают небольшие ожоги на коже, по воздействию напоминающие ожог крапивы. Удивительно, но самки хроматопельмы являются долгожителями по сравнению с самцами: продолжительность жизни самки паука составляет 10-12 лет, тогда как особи мужского пола живут всего 2-3 года.

Цветочный паук (лат. Misumena vatia) относится к семейству пауков-бокоходов (Thomisidae). Окраска варьируется от абсолютно белого цвета до ярко-лимонного, розового или зеленоватого. Пауки самцы маленькие, длиной 4-5 мм, самки достигают размеров в 1-1,2 см. Вид цветочных пауков распространен по всей европейской территории (исключая Исландию), встречается в США, Японии, на Аляске. Паук обитает на открытой местности, с обилием цветущего разнотравья, так как питается соками пойманных в свои «объятия» и .

Граммостола пульхра (лат. Grammostola Pulchra) – разновидность , который в естественной среде обитает лишь в Уругвае и в южных областях Бразилии. Довольно массивный паук, достигающий размеров 8-11 см, с темной окраской и характерным «металлическим» блеском волосков. В природе предпочитает жить среди корней растений, а вот собственные норки практически никогда не роет. Часто пульхра становится домашним любимчиком у ценителей экзотичных питомцев.

Аргиопа Брюнниха или паук-оса (лат. Argiope bruennichi) – паук с необычной окраской тельца и конечностей – в желто-черно-белую полосочку, за что и получил название. Правда, самцы паука-осы не такие яркие, да и в размерах уступают самкам: «барышни» достигают величины в 2,5 см, а вместе с лапками – 4 см, а вот самец редко вырастает более 7 мм в длину. Вид широко распространен в Европе, в Азии и на юге России, на территории Поволжья и в Северной Африке. Паук аргиопа обитает на лугах с изобилием травы, на опушках леса. Паутина аргиопы очень прочная, поэтому ее сложно порвать, она лишь растянется под давлением.

Охотник каемчатый (лат. Dolomedes fimbriatus) широко распространен на евразийском континенте и встречается вдоль берегов водоемов со стоячей или очень медленно текущей водой. Часто селится на заболоченных лугах, в тенистых лесах или садах с высокой влажностью. Длина тела самки каемчатого охотника варьируется от 14 до 22 мм, самец мельче и редко бывает крупнее 13 мм. Окраска пауков этого вида обычно желтовато-коричневая либо почти черная, по бокам брюшка проходят светло-желтые или белые полоски.

(лат. Lycosa tarantula) - вид пауков, принадлежащих к семейству пауков-волков (лат. Lycosidae). Обитает на просторах Южной Европы: часто встречается в Италии и Испании, роет норы полуметровой глубины в Португалии. Размеры тарантула внушительные – до 7 см в длину, особи обычно окрашены в рыжие, реже – в коричневые тона, на тельце имеется несколько поперечных полосок светлого цвета и одна продольная.

Шипастый паук-кругопряд или «рогатый паук» (лат. Gasteracantha cancriformis) распространен в тропиках и субтропиках, в южной части США, в Центральной Америке, на Филиппинах, в Австралии. Размер самки составляет 5-9 мм, ширина достигает 10-13 мм. Самцы имеют длину 2-3 мм. Лапки шипастого паука короткие, а по краям брюшка находятся 6 шипов. Окраска паука очень яркая: белая, желтая, красная, черная. На брюшке находится рисунок из черных точек.

Павлиний паук (лат. Maratus volans). В окрасе этого паука встречаются всевозможные цвета: красный, синий, голубой, зеленый, желтый. Расцветка самок более бледная. Взрослая особь достигает размеров 4-5 мм. Своим красивым нарядом самцы привлекают самок. Павлиний паук обитает в Австралии – в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе.

Улыбающийся паук (лат. Theridion grallator) или паук со счастливым лицом совершенно безвреден для человека. Обитает этот необычный паук на Гавайских островах. Длина его тела составляет 5 мм. Окраска паучка может быть разнообразной – бледной, желтой, оранжевой, голубой. Питается этот вид мелкими , а яркая окраска особи помогает сбивать с толку врагов, в особенности птиц.

Черная вдова (лат. Latrodectus mactans) – это очень опасный и ядовитый вид пауков. Обитает в Австралии, Северной Америке, а также встречается в России. Размеры самок достигают 1 см, самцы значительно меньше. Тело черной вдовы имеет черный окрас, а на брюшке расположено характерное красное пятно в виде песочных часов. Самцы имеют коричневую окраску с белыми полосками. Укус смертельно опасен.

Каракурт (лат. Latrodectus tredecimguttatus) – это вид смертельно ядовитых пауков из рода черные вдовы. Самка каракурта имеет размеры 10-20 мм, самец гораздо мельче и имеет размер 4-7 мм. На брюшке этого страшного паука расположено 13 красных пятнышек. У некоторых разновидностей пятна имеют окаймления. Некоторые половозрелые особи лишены пятен и имеют полностью черное блестящее тельце. Обитает в Киргизии, в Астраханской области, в странах Средней Азии, на юге России, Украины, в Причерноморье и Приазовье, на юге Европы, в Северной Африке. Также каракурт был замечен в Саратовской области, Волгоградской области, Оренбургской области, Курганской области, на юге Урала.

Пауки обитают повсеместно и распространены во всех уголках земного шара. Не живут они только в районах, где поверхность земли круглый год скрыта под ледяным панцирем. Число видов в странах с влажным и жарким климатом больше, чем в умеренном или холодном. За исключение нескольких видов, пауки являются наземными жителями и обитают в построенных гнездах или норках, проявляя активность ночью.

Пауки-птицееды и другие виды мигаломорфных пауков живут в кронах экваториальных деревьев и кустарников. «Засухоустойчивые» виды пауков предпочитают норы, расщелины грунта и любые укрытия на уровне земли. Например, пауки-землекопы (атипичные тарантулы) обитают колониями, расселенными по индивидуальным норкам, расположенным на глубине до 50 см. Некоторые виды мигаломорфных пауков закрывают свои норы специальными заслонками, сделанными из почвы, растительности и шелка.

Пауки-сенокосцы (долгоножки) любят селиться во влажных, темных пещерах, в заброшенных животными логовах, погребах и старых сараях. В жилых домах долгоножки встречаются висящими вниз головой на теплых, южных окнах.

Пауки-скакуны живут в самых разнообразных местах: в лесах, пустынях, горной местности, а также строят паутину на каменных и кирпичных стенах домов.

Пауки-бокоходы (пауки-крабы) большую часть жизни проводят сидя на цветах в ожидании добычи, хотя некоторых представителей семейства можно встретить на коре деревьев или лесной подстилке.

Представители семейства воронковых пауков располагают свою паутину на высокой траве и ветвях кустарников.

Пауки-волки предпочитают сырые, травянистые луга и заболоченную лесистую местность, где во множестве встречаются среди опавшей листвы.

Водяной (серебряный) паук строит гнездо под водой, прикрепляя его с помощью паутинок к различным донным предметам. Свое гнездо он наполняет кислородом и использует в качестве водолазного колокола.

Чем питаются пауки?

Пауки – довольно оригинальные существа, которые очень интересно питаются. Некоторые виды пауков могут не есть длительное время – от недели до месяца и даже года, но уж если начнут, то мало что останется. Интересно, что вес пищи, которую могут съесть все пауки в течение года, составляет в несколько раз больше, чем масса всего населения, проживающего в наше время на планете.
Как и что едят пауки? В зависимости от вида и размера пауки добывают пищу и питаются по-разному. Одни пауки плетут паутину, тем самым организуя хитроумные ловушки, которые насекомым очень сложно заметить. В пойманную добычу впрыскивается пищеварительный сок, разъедающий ее изнутри. Через некоторое время «охотник» втягивает в желудок образовавшийся «коктейль». Другие пауки во время охоты «плюются» клейкой слюной, тем самым притягивая к себе добычу.жуков и прямокрылых, а некоторые виды способны затащить к себе в жилище или дождевого червя и там спокойно их съесть.
Паук-королева охотится только ночью, создавая клейкую приманку-паутинку для неосторожных мотыльков. Замечая рядом с приманкой насекомое, королева-пряха своими лапками быстро раскачивает нить, тем самым привлекая внимание жертвы. Мотылек с радостью вьется вокруг такой приманки, а коснувшись ее, сразу же остается на ней висеть. В результате паук может спокойно его к себе притянуть и наслаждаться добычей.

Большие тропические пауки-птицееды с удовольствием охотятся на мелких лягушек

Водяные виды пауков добывают себе пищу из воды, вылавливая себе при помощи паутины головастиков, небольшую рыбу или мошек, плавающих на поверхности воды. Некоторые пауки, которые являются хищниками, ввиду отсутствия жертв могут насытиться и растительной пищей, к которой можно отнести пыльцу или листья растений. Пауки-сенокосцы предпочитают зерна злаков.

Судя по многочисленным заметкам ученых, огромное количество пауков уничтожает мелких грызунов и насекомых в несколько раз больше, нежели животные, обитающие на планете.

Как паук плетет паутину, специалисты сняли видео, где подробно можно рассмотреть действия членистоногого. Умение ткать ажурное полотно, воронкообразные сети, коконы для личинок передается генетически. Молодой паучок повторяет все действия своей матери, никогда не видя, как это делается. Пауки делают паутину разной по форме, величине, структуре, используют в разных целях.

Состав паутины паука

Представляет собой секрет паутинных желез. После выделения растягивается, затвердевает в виде тонких нитей. В дальнейшем они переплетаются, делаются прочнее. Используются для формирования узора либо как строительный материал.

Из чего состоит паутина паука – белок, обогащенный аланином, серином, глицином. Внутри паутинной железы вещество находится в жидкой форме. В процессе прохождения через прядильные трубочки затвердевает, превращается в нить.

Откуда у паука выходит паутина – из бородавок, расположенных вблизи половых органов. Внутри нити формируется кристаллический белок, увеличивающий прочность, гибкость волокон. В зависимости от того, с какой целью будет использоваться паутина, меняется толщина, прочность.

Интересно!

По прочности паутина паука близка к нейлону, сохраняет натяжение при растяжении, сжатии нитей. Подвешенный на длинной паутине предмет можно вращать длительное время в одном направлении, она не запутается, даже не будет оказывать сопротивления при движении. Благодаря такой особенности паук может длительное время висеть в воздухе, прикрепив конец к растению, а также на большие расстояния с помощью порывов ветра.

Зачем паук плетет паутину – основные функции

Выделяется паутина не произвольно, а когда возникает необходимость. Разные используют нити в разных целях, но абсолютно все самки применяют специальный секрет для привлечения самцов.

• Если рассматривать внимательно, откуда выпускает паутину самка, можно заметить, что бородавки с секретом находятся вблизи половых органов. Половозрелая самка дополнительно выделяет пахучие вещества, запах которых улавливает самец.
• Семейство плетет ловчие сети. Творение крупных экземпляров в радиусе доходит до 2 м. Плотность полотна такова, что в ней запутывается птичка, мелкий грызун, земноводные. В сетях запутываются насекомые, их личинки.
• Почвенные, подземные экземпляры строят норы в земле с многочисленными лабиринтами. Ловчие сети не сооружают, но защищают паутиной вход, натягивают сигнальные нити. По их вибрации определяют приближение потенциальной жертвы, мгновенно выходят на охоту.
• Пауки живут обособленно, собираются парами только для спаривания. Владения поделены, при нарушении границ происходят смертельные схватки. Для расселения, освоения новой местности, паук плетет прочную длинную нить, крепит ее к листу, веточке, спускается вниз, ждет порыва ветра. По воздуху членистоногое может пролететь несколько сотен километров либо приземляется под соседним кустом. Активная миграция начинается после появления на свет молодого поколения паучков.
• После оплодотворения самка начинает формировать из паутины кокон. Откладывает внутрь от 50 до 1000 штук яиц. Закрепляет в укромном месте либо таскает за собой весь период развития личинок.
• Из прочных нитей паукообразное строит себе домик, убежище для зимовки. Уникальное существо – , строит гнездо под водой. Изначально плетет домик из нитей, заполняет воздухом, живет внутри, пускает самца в брачный период, высиживает там детенышей, таскает внутрь пойманную жертву.
• Паутиной хищник окутывает свою жертву после впрыскивания токсина. После этого оставляет добычу, наблюдает за ней в стороне, пока не прекратятся конвульсии. Если хищник не голоден, подвешивает пойманную добычу на паутине в укромном месте про запас.
• Некоторые разновидности членистоногих паутинкой окутывают листья, протягивают длинную нить, дергают ею для отвлечения внимания хищников от своего убежища. Делают марионетку, которой потом искусно управляют. Еще одни умельцы из подручных средств сплетают плот, плавают на поверхности воды, вылавливают мальков, личинок, рачков.

Ловчие сети паук оставляет при значительном повреждении нитей насекомыми. Приступает к формированию нового полотна после 12 пойманных жертв.

На заметку!

Членистоногое часто ест свое изобретение. Этот феномен объясняется пополнением организма белком, присутствием влаги, которая накапливается на полотне благодаря росе.

Как плетет паук паутину

Многие паукообразные ведут ночной образ жизни, занимаются «ткачеством» в темное время суток. За сколько паук плетет паутину, зависит от разновидности членистоногого. В среднем, кругопряду требуется около 1 часа для формирования прочных ловчих сетей. Если требуется провести реконструкцию, процесс занимает несколько минут.

Как быстро паук плетет паутину, можно увидеть на видео, представленном ниже. Делает это членистоногое автоматически, каждый раз повторяя один и тот же узор. Наиболее привлекательные выходят ажурные узоры у кругопрядов. Изначально берется паутина прочная, натягивается в форме треугольника, затем формируются ячейки разного размера.

Интересно!

Паутина , обитающего в тропических лесах Бразилии, настолько прочная, что ее используют местные рыбаки для отлова рыбы. Из нитей плетут тонкое, но очень прочное полотно. Компания Kraig Biocraft изготавливает из натурального сырья пауков бронежилеты.

Как паук плетет паутину между деревьями, можно увидеть в саду, в условиях дикой природы. Ажурное полотно либо воронка сверкает на солнце, привлекает насекомых. А вот сам процесс, как паук натягивает паутину между двух деревьев, заслуживает восхищения. Изначально хищник спускается вниз, ждет порыва ветра, двигается по воздуху до соседнего дерева, закрепляет там второй конец. Затем дело остается за малым.

Во время полета паук контролирует скорость, регулируя длину нити. При удлинении двигается медленнее, при сокращении – быстрее. Чтобы приземлиться, нужно выбросить паутину на растение, дерево.

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.

Что такое паутина, вполне четко представляет себе, наверное, каждый человек. Вряд ли найдется кто-нибудь, кто не сталкивался бы в лесу или в собственном доме с подобными «кружевами». Однако в повседневной жизни люди обычно мало задумываются о том, как пауки ее делают. Да и цели создания сетей представляются людьми обычно в очень усеченном варианте. При этом паутину можно считать одним из удивительнейших и загадочных природных явлений.

Что такое паутина, и как она делается

Пауки - единственные создания, обладающие особыми железами, которые способны выделять жидкость невероятного состава. Она почти моментально твердеет при соприкосновении с воздухом - времени для сплетения из нее сети пауку предоставляется не так уж много. Причем выделяемый секрет бывает двух типов. Один так называемый сухой - из него создается основа «кружева». Второй обладает повышенной липкостью - им паук обрабатывает свое творение для того, чтобы задевшее его насекомое не могло выбраться из ловушки.

Для чего нужны сети

Уяснив, что такое паутина, разберемся, с какими целями она создается. Вопреки всеобщим заблуждениям паучьи "кружева" используются отнюдь не только для охоты, хотя это и является превалирующей задачей. Однако существуют и другие.

1. Из паутины плетутся коконы, в которые паучиха откладывает свои яйца.
2. В нее заворачивается добыча для сохранения про запас.
3. Из сетей сооружаются зимовки; те из пауков, которые пережидают холода в земляных норках, делают очень остроумную дверцу-крышку, закрывающую вход.
4. Вошедшая в пору спаривания самка сигнализирует об этом потенциальным партнерам и указывает путь к себе с помощью нити, пропитанной феромонами.
5. Молодые особи отдельных видов перемещаются в новые охотничьи угодья на длинной нитке, уносимой ветром.

Так что паутина является очень важной и многофункциональной частью жизни арахнидов.

Любопытные факты

Паутина до сих пор до конца учеными не изучена. А уж повторить этот природный феномен современная наука и вовсе пока не в состоянии.

1. Паутина паука отличается просто потрясающей крепостью. Если сплести из таких нитей сеть площадью с футбольное поле, она сможет остановить летящий «Боинг». В Южной Америке существуют паутинные мосты, по которым через ущелья перебираются обезьяны, а в сетями из паутины ловят рыбу.
2. Паучье «кружево» обладает электростатическими свойствами, что позволяет его нитям устремляться к пролетающей мимо добыче.
3. Многие пауки съедают свои старые сети.
4. Паутина считается чуть ли не самым легким материалом в мире: если протянуть ее вдоль всего экватора, она весила бы всего 340 граммов.

Пауки принадлежат к древнейшим обитателям Земли: следы первых паукообразных найдены в породах, которым 340–450 млн лет. Пауки примерно на 200–300 млн лет старше динозавров и более чем на 400 млн лет – первых млекопитающих. У природы было достаточно времени, чтобы не только умножить число паучьих видов (их известно около 60 тыс.), но и вооружить многих этих восьминогих хищников удивительным средством охоты – паутиной. Рисунок паутины может быть различным не только у разных видов, но и у одного паука в присутствии тех или иных химических веществ, например взрывчатых или наркотических. Пауков даже собирались запустить в космос для исследования влияния микрогравитации на рисунок паутины. Однако больше всего загадок таило вещество, из которого состоит паутина.

Паутина, как наши волосы, шерсть животных, нити шелковичных червей, состоит в основном из белков. Но полипептидные цепи в каждой паутинной нити переплетены столь необычным образом, что обрели почти рекордную прочность. Одиночная нить, производимая пауком, столь же прочна, как стальная проволока равного диаметра. Канат, сплетенный из паутины, толщиной всего примерно с карандаш, мог бы удержать на месте бульдозер, танк и даже такой мощный аэробус, как «Боинг-747». Но плотность стали в шесть раз больше, чем паутины.

Известно, сколь высока прочность шелковых нитей. Классическим примером служит наблюдение, сделанное аризонским врачом еще в 1881 г. На глазах этого врача произошла перестрелка, в которой один из стрелявших был убит. Две пули попали в грудь и прошли навылет. При этом с обратной стороны каждой раны торчали кусочки шелкового носового платка. Пули прошли сквозь одежду, мышцы и кости, но не смогли разорвать попавшегося им на пути шелка.

Почему же в технике применяют стальные конструкции, а не более легкие и эластичные – из материала, подобного паутине? Почему шелковые парашюты не заменяют этим же материалом? Ответ прост: попробуйте-ка сделать такой материал, какой ежедневно легко производят пауки, – не получится!

Ученые разных стран мира долго изучали химический состав паутины восьминогих ткачей, и сегодня картина ее строения раскрыта более или менее полно. Нить паутины имеет внутреннее ядро из белка, называемого фиброином, и окружающие это ядро концентрические слои гликопротеидных нановолокон. Фиброин составляет примерно 2/3 массы паутины (а также, кстати, и натурального шелкового волокна). Это вязкая, сиропообразная жидкость, полимеризующаяся и затвердевающая на воздухе.

Гликопротеидные волоконца, диаметр которых может составлять всего несколько нанометров, могут располагаться параллельно оси фиброиновой нити или образовывать спирали вокруг нити. Гликопротеиды – сложные белки, которые содержат углеводы и имеют молекулярную массу от 15 000 до 1 000 000 а.е.м, – присутствуют не только у пауков, но и во всех тканях животных, растений и в микроорганизмах (некоторые белки плазмы крови, мышечных тканей, оболочек клеток и др.).

При образовании паутины гликопротеидные волоконца соединяются между собой за счет водородных связей, а также связей между СО- и NН-группами, причем значительная доля связей образуется в паутинных железах паукообразных. Молекулы гликопротеидов могут образовывать жидкие кристаллы со стержневидными фрагментами, которые укладываются параллельно друг другу, что придает структуре прочность твердого тела при сохранении способности течь подобно жидкости.

Основные составные части паутины - простейшие аминокислоты: глицин Н 2 NCН 2 СООН и аланин СН 3 СHNН 2 CООН. В паутине содержатся и неорганические вещества – гидрофосфат калия и нитрат калия. Их функции сводятся к защите паутины от грибков и бактерий и, вероятно, созданию условий для образования самой нити в железах.

Отличительная особенность паутины - экологичность. Она состоит из легко усваиваемых природной средой веществ и не вредит этой среде. В этом отношении паутина пока не имеет аналогов, созданных руками человека.

Паук может выделять до семи разных по строению и свойствам нитей: одни – для ловчих «сетей», другие – для собственного перемещения, третьи – для сигнализации и т. д. Почти все эти нити могли бы найти широкое применение в промышленности и быту, если бы удалось наладить их широкое производство. Однако «приручить» пауков, как тутовых шелкопрядов, организовать своеобразные паучьи фермы вряд ли возможно: агрессивные привычки пауков и черты единоличника в их характере вряд ли позволят это сделать. А для производства всего 1 м ткани из паутины требуется «работа» более 400 пауков.

Можно ли воспроизвести химические процессы, проходящие в теле пауков, и скопировать природный материал? Ученые и инженеры уже довольно давно разработали технологию кевлара – арамидного волокна:

получаемого в промышленных масштабах и приближающегося по свойствам к паутине. Волокна из кевлара в пять раз слабее паутины, но все же настолько прочны, что их используют для изготовления легких пуленепробиваемых жилетов, защитных шлемов, перчаток, канатов и др. Но кевлар получают в среде горячих растворов серной кислоты, в то время как пауку требуется обычная температура. Химики пока не знают, как приблизиться к таким условиям.

Однако к решению материаловедческой проблемы приблизились биохимики. Сначала были выявлены и расшифрованы паучьи гены, программирующие образование нитей того или иного строения. Сегодня это касается пауков 14 видов. Затем американские специалисты из нескольких исследовательских центров (каждая группа самостоятельно) ввели эти гены бактериям, пытаясь получить нужные белки в растворе.

Ученые канадской биотехнологической фирмы «Нексиа» ввели такие гены мышам, затем перешли на коз, и козы стали давать молоко с тем самым белком, который образует нить паутины. Летом 1999 г. двух африканских карликовых козлов, Петера и Уэбстера, генетически запрограммировали давать потомство коз, молоко которых содержало такой белок. Эта порода хороша тем, что потомство становится взрослым уже в трехмесячном возрасте. Фирма пока хранит молчание, как делать нити из молока, но уже зарегистрировала название созданного ею нового материала – «BioSteel» («биосталь»). Статья о свойствах «биостали» опубликована в журнале «Science» («Наука», 2002, т. 295, с. 427).

Другим путем пошли немецкие специалисты из Гатерслебена: они ввели гены, подобные паучьим, в растения – картофель и табак. Им удалось получить в картофельных клубнях и табачных листьях до 2% растворимых белков, состоящих в основном из спидроина (главного фиброина пауков). Предполагается, что, когда количества производимого спидроина станут значительными, из него в первую очередь будут делать медицинские бинты.

Молоко, полученное от генетически измененных коз, вряд ли можно отличить по вкусу от натурального. Генетически модифицированный картофель похож на обычный: его в принципе тоже можно варить и жарить.