Пауки относятся к отряду пауков, классу паукообразных и типу членистоногих. Первые их представители на земле появились примерно 400 миллионов лет назад. На земле существует множество разновидностей этих членистоногих. Все они имеют различную характеристику и окрас, поведение и образ жизни.
Характеристика и описание пауков
Тело паука состоит всего из двух частей:
- Брюшко . На нём расположены дыхательные отверстия и шерсть (паутинные бородавки для плетения паутины).
- Головогрудь . Она покрыта панцирем из хитина. На ней располагаются восемь суставчатых длинных ног. Помимо ног, тут располагаются два ногощупальца (педипальпа). Они используются для спаривания половозрелыми особями. А ещё имеется две коротких конечности с хелицерами - ядовитыми крючками. Эти хелицеры являются частью аппарата ротового. Число глаз у этих членистоногих может быть от 2 до 8 штук, в зависимости от породы.
Размеры пауков бывают разные: от 0,4 миллиметров до 10 сантиметров. Размах их конечностей может быть более, чем 25 сантиметров.
Рисунок и окрас на различных особях зависит от строения структурного покровов волосков и чешуек, а также локализации и наличия различных пигментов. Именно по этой причине пауки могут быть одноцветными тусклыми или же яркими различных оттенков.
Названия видов пауков
Учёными были выявлены и описаны больше чем 42 тысячи видов паукообразных. Приблизительно 2900 разновидностей этих членистоногих известно на территории стран СНГ. В этой статье речь пойдёт про несколько разновидностей.
Этот вид пауков по своему окрасу является самым красивым и эффектным. У этих членистоногих следующие характеристики:
Родиной этой разновидности является Венесуэла, но они могут встречаться на Африканском континенте и в странах Азии. Эта разновидность паукообразных не кусается, а только в случае опасности мечет специальные волоски, которые располагаются на брюшке.
Для жизни человека эти волоски не представляют опасности, но ожоги от них всё же остаются. По внешнему виду ожог от укуса птицееда напоминает укус крапивы. Самцы этой породы живут всего лишь на протяжении 2–3 лет, а вот самки - 10–12.
Паук цветочный
Эта разновидность относится к паукам - бокоходам. Их окрас может варьироваться от чисто-белого до зеленоватого, розового или ярко-зелёного. Длина тела самцов достигает 5 миллиметров, а самок - до 12 миллиметров. Эта разновидность распространена по всем европейским странам. Встречаются они и на Аляске, в Японии и США. Обитает этот членистоногий на местности открытой, где большое разнообразие разнотравья цветущего. А всё из-за того, что цветочный паук питается соками пойманных пчёл и бабочек.
Относится к паукам-птицеедам, которые в среде естественной обитают только в южных областях Бразилии и в Уругвае. Этот паук довольно массивный и может в длину достигать 11 сантиметров. Он имеет характерный металлический блеск волосков и тёмный окрас. Предпочитает обитать только среди корней растений. Что самое интересное, своих норок практически не вырывает. Для ценителей экзотических питомцев пухра часто становится домашним любимчиком.
Паук-оса (Аргиопа Брюнниха)
У этой разновидности паукообразных очень интересный окрас конечностей и тельца - в бело-чёрно-жёлтую полоску. Именно по этой причине он носит такое имя. Самцы паука-осы более тусклее, чем самки. Размеры тела самцов в длину достигает примерно 7 миллиметров, а вот самок (вместе с лапками) - 4 сантиметра. Эти членистоногие широко распространены в Северной Африке, на территории Поволжья, на юге России, в Азии и Европе. Паук аргиопа обитает на лесных опушках, а также на лугах с травяным изобилием. Его паутина очень прочная и порвать её почти невозможно. Она может только растянуться под давлением.
Эти паукообразные широко распространены на континенте евразийском. Встречаются они вдоль берегов водоёмов с медленно текучей или стоячей водой. Часто селятся в садах с высоким уровнем влажности, в тенистых лесах или на заболоченных лугах. Длина тела самок может варьироваться от 14 до 22 миллиметров, а вот самец практически никогда не вырастает более чем до 13 миллиметров. Окрас почти чёрный или желтовато-коричневый. По бокам брюшка располагаются белые или светло-жёлтые полоски.
Тарантул Апулийский
Эти пауки принадлежат к семейству пауков-волков. Они распространены в южной Европе: очень часто их можно встретить в Испании и Италии, в Португалии они роют норы глубиной в 0,5 метров.
Размер всего его тела в длину составляет 7 сантиметров. Обычно особи окрашены в рыжий цвет, реже - в тона коричневые. На их теле имеется одна продольная полоска и несколько поперечных светлого тона.
Они распространены в субтропиках и тропиках, в Австралии, на Филиппинах. в центральной Америке и в южной части США. Размеры тела самок в ширину могут достигать 10–13 миллиметров, а в длину - 5–9. Длина всего тела самцов составляет всего лишь 3 миллиметра. Лапки у них короткие, а по их краям находится 6 шипов. Эти пауки имеют очень яркий окрас: чёрный, красный, жёлтый, белый. На их брюшке располагается рисунок из точек чёрного цвета.
Паук павлиний
В окрасе этой разновидности можно встретить почти все цвета радуги: жёлтый, зелёный, голубой, синий, красный. У самок более бледная расцветка. Размер всего тела взрослой особи составляет 5 миллиметров. Именно своим окрасом привлекают самцы самок. Обитают они в Австралии - в Новом Южном Уэльсе и Квинсленде.
Иными словами, его ещё именуют пауком со счастливым лицом. Для человека он абсолютно безвреден. Он распространён на Гавайских островах. Вся длина его тела составляет 5 миллиметров. Окрас различный - голубой, оранжевый, жёлтый, бледный. Эта разновидность питается маленькими мошками, а их яркий окрас помогает с толку сбивать врагов (в частности, птиц).
Чёрная вдова
Эти членистоногие очень ядовиты и опасны для человеческой жизни. Среда обитания - Северная Америка, Австралия, реже - Российская Федерация. Вся длина тела самок равна примерно 1 сантиметру, а вот самцы намного меньше. Тело имеет чёрный цвет, а на брюшке имеется пятно красного цвета в форме песочных часов. Самцы имеют немного другой окрас: коричневый с белыми полосками. Укус этого членистоногого опасен, и может повлечь за собой летальный исход.
Каракурт
Эти паукообразные смертельно опасны и относятся к роду чёрной вдовы. Всё тело самки может достигать размеров от 1 до 2 сантиметров, а вот самец в длину достигает всего лишь 7 миллиметров. На брюхе у этого паука располагается 13 пятнышек красного цвета. У кое-каких разновидностей эти пятна имеют окаймления. А вот у некоторых особей половозрелых пятна отсутствуют вовсе, именно по этой причине их тельце полностью блестящее чёрного цвета. Эти пауки могут обитать в северной Африке, на юге Европы, в Приазовье и Причерноморье, на юге Украины и Российской Федерации, в странах средней Азии, в Астраханской области, в Киргизии. А ещё его замечали на юге Урала, в Курганской, Оренбургской, Волгоградской и Саратовской областях.
Где пауки обитают
Обитают пауки повсеместно и по всем уголкам земли они распространены. Нельзя их встретить только в тех районах, которые целый год находятся под панцирем льда. Число подвидов в странах с жарким и влажным климатом намного больше, чем в холодном или умеренном. Эти членистоногие являются жителями наземными (исключение составляет всего несколько подвидов). Они обитают в построенных норках или гнёздах, проявляя свою активность только в ночное время.
Пауки-птицееды и прочие виды мигаломорфных обитают в кронах экваториальных кустарников и деревьев. Виды «засухоустойчивые» предпочитают расщелины грунта, норы и прочие укрытия на уровне земли. Пауки-землекопы обитают колониями, расселяясь в индивидуальные норки глубиной 0,5 метра. Некоторые разновидности мигаломорфных закрывают свои поселения специальными заслонками, которые сделаны из шёлка, растительности или грунта.
Пауки-сенокосцы очень любят расселяться по тёмным и влажным пещерам, в заброшенных старых сараях и погребах, в логовах, которые забросили животные. Долгоножек можно встретить в жилых домах на южных тёплых окнах, висящими головой вниз.
А вот паука-скакуна можно встретить где угодно :
- В горной местности.
- В пустыне.
- В лесу.
- На кирпичных и каменных стенах домов.
Каракурта можно встретить на полынных пустошах и полях, где часто отарами вытаптываются свиньи и овцы, на каменистых склонах оврагов, на берегах оросительных искусственных каналов.
Пауки - бокоходы большее время в своей жизни проводят в ожидании добычи, сидя на цветах. Но некоторых представителей этого семейства можно встретить на лесной подстилке или коре деревьев.
Воронковое семейство свою паутину располагает на ветвях кустарников или высокой травы.
А вот пауки-волки больше предпочитают травянистые сырые луга и лесистую заболоченную местность. Там их в опавшей листве можно встретить в большом количестве.
Паук водяной свои гнёзда строит под водой, прикрепляя его при помощи паутины к донным различным предметам. Он наполняет всё своё гнездо кислородом и применяет его как водолазный колокол.
Чем пауки питаются
Это существа очень оригинальные. Питаются они очень интересным способом. На протяжении длительного периода некоторые разновидности этих членистоногих могут не есть. Этот период может занимать от 7 дней до 1 месяца, в некоторых случаях - до 1 года. Но если паук всё же начал есть, то от его пищи практически ничего не останется. Очень интересен тот факт, что масса пищи, которую все пауки съедают за 12 месяцев, может в несколько раз превышать массу всего населения на нашей планете.
Пауки питаются различными продуктами. Всё зависит от разновидности и размера. Одни могут соорудить ловушку при помощи сплетённой паутины. Эту ловушку очень сложно увидеть насекомым. Пищеварительный сок впрыскивается в пойманную добычу, который изнутри её разъедает. Охотник через некоторый промежуток времени в свой желудок втягивает образовавшийся коктейль. А некоторые виды просто плюются во время охоты клейкой слюной, которая после притягивает добычу к охотнику.
Главным лакомством этих членистоногих являются насекомые. Маленькие типы питаются кузнечиками, тараканами, мучными червями, бабочками, сверчками, мухами и комарами. Пауки, живущие в норках и на поверхности почвы, в пищу принимают прямокрылых и жуков, а некоторые разновидности способны к себе в жилище затащить дождевого червя или улитку, а уже там спокойно приступить к трапезе.
Виды паутины
В мире есть несколько видов различной паутины. Они таковы:
- Круглая . Самая распространённая. В ней насчитывается минимальное число нитей. Из-за такого плетения она малозаметна, но и не каждый раз идеально упруга. Из её центра расходятся радикальные нити-паутинки, которые соединены спиралями с липким основанием.
- Конусовидная . В основном её плетёт паук воронковый в высокой траве, а сам, поджидая добычу, прячется в её узком основании.
- Зигзагообразная .
- Гигантская . Её размеры варьируются от 900 до 28 тысяч сантиметров квадратных.
А ещё паутину разделяют по типу и принципу её прилипания:
- Липкая. Идёт лишь на приготовление перемычек в сетях ловчих. От неё очень трудно отлипнуть.
- Крепкая. Используется для плетения сетей, которыми будет проводиться процесс охоты.
- Бытовая. Из неё эти членистоногие делают дверки для жилища и коконы.
Многие люди ужасно бояться пауков и их паутины. Однако паутина является наиболее интересным и крайне необычным природным материалом. Совсем недавно археологи нашли янтарь, в котором нашли сохраненную паутина. Возраст этой паутины оценивается более чем в 135 миллионов лет. Это показывает, что пауки находятся на нашей планете уже очень давно и являются одними из самых древнейших насекомых на планете.
Состав паутины
Для начала следует рассказать, что же содержит в себе паутина. Паутина является белком, который выделяет паук из своих прядильных труб. В организме паука этот белок обогащается аланином, серином, а также глицином. Благодаря этому, паутина, выходя из прядильных трубок, становится твердой снаружи, а внутри остается жидкой. Уникальные свойства прочности и эластичности паутины можно объяснить сочетанием из двух видов белка – спидроина-1 (прочный) и спидроина-2 (эластичный).
Применение паутины в медицине
Еще издавна паутину использовали в народной медицине. Например, с ее помощью можно было остановить кровотечение. Достаточно было приложить очищенную от всяких насекомых и мусора паутину на рану, и кровь останавливалась.
Такие свойства заинтересовали современную медицину. Было проведено множество исследований. По результатам исследований, паутиной заинтересовались специалисты трансплантологии и хирургии, чтобы использовать ее в качестве средств для создания искусственных сухожилий, а также связок. Благодаря содержащимся бактерицидным свойствам паутины, использование ее в качестве пленок могло бы существенно ускорять процесс заживления ожогов, ран без отторжения этих пленок организмом.
К сожалению, синтезировать такой белок химическим путем пока что не удалось. Однако некоторыми успехами ученые похвастаться все-таки могут. Так, например, ученые смогли создать аналог нити паука, которая в 4 раза уступает в прочности натуральной паутине. Хоть и есть большая разбежка в прочности, но синтезированный материал гораздо прочнее кости и сухожилия.
Ученые из Ганновера недавно заявили, что пластическая хирургия в скором времени сможет сшивать поврежденные нервы благодаря использованию паутины. По их словам, паутина обладает всеми необходимыми для такой операции свойствами: упругость, отсутствие отторжения организмом, саморастворение.
Ученые из Университета Тафтса провели исследования, в результате которых были получены модифицированные белки, содержащиеся в паутине. Самое интересное, что полученные белки присоединялись только к больным клеткам, минуя здоровые.
Некоторые исследования показывают, что паутину можно использовать для создания искусственной кожи.
К сожалению, для применения паутины в медицине требуется располагать большим количеством пауков. Поэтому на первом месте у ученых стоит поиск синтетического шелка, который имел бы те же свойства, что и природная паутина. Это позволит использовать такой материал в любых исследованиях, которые приведут к открытию чего-то нового.
Представителей отряда паукообразных можно встретить повсюду. Это хищники, которые охотятся на насекомых. Свою добычу они ловят с помощью паутины. Это гибкое и прочное волокно, к которому приклеиваются мухи, пчелы, комары. Как паук плетет паутину, этим вопросом часто задаются при виде удивительной ловчей сети.
Что такое паутина?
Пауки одни из древнейших обитателей планеты, из-за маленького размера и специфического внешнего вида их ошибочно считают насекомыми. На самом деле это представители отряда членистоногих. Тело паука имеет восемь ног и два отдела:
- головогрудь;
- брюшко.
В отличие от насекомых у них нет усиков и шеи, отделяющей голову от груди. Брюшко арахнида своеобразная фабрика по производству паутины. В нем расположены железы, вырабатывающие секрет, состоящий из белка, обогащенного аланином, придающим прочность, и глицином, отвечающим за эластичность. По химической формуле паутина близка к шелку насекомых. Внутри желез секрет находится в жидком состоянии, а на воздухе твердеет.
Информация. Шелк гусениц тутового шелкопряда и паутина имеют схожий состав – на 50% это белок фиброин. Ученые выяснили, что нить паука значительно прочнее секрета гусениц. Это объясняется особенностью формирования волокна
Откуда берется паутина у паука?
На брюшке членистоногого расположены выросты – паутинные бородавки. В их верхней части раскрываются каналы паутинных желез, формирующих нити. Насчитывается 6 типов желез, производящих шелк для разных целей (перемещение, опускание, опутывание добычи, хранение яиц). У одного вида все эти органы одновременно не встречаются, обычно у особи 1-4 пары желез.
На поверхности бородавок насчитывается до 500 прядильных трубочек, подающих белковый секрет. Паук прядет паутину следующим образом:
- паутинные бородавки прижимаются к основанию (дерево, трава, стена и т.д.);
- небольшое количество белка прилипает к выбранному месту;
- паук отходит, вытягивая нить задними лапками;
- для основной работы используются длинные и гибкие передние лапки, с их помощью создается каркас из сухих нитей;
- завершающий этап изготовления сети – формирование липких спиралей.
Благодаря наблюдениям ученых стало известно, откуда у паука выходит паутина. Ее выпускают подвижные парные бородавки на брюшке.
Интересный факт. Паутина очень легкая, вес нити, обмотавшей Землю по экватору, составил бы всего 450 г.
Паук вытягивает нить из брюшка
Как строится ловчая сеть
Ветер – лучший помощник паука в строительстве. Достав тонкую нить из бородавок, арахнид подставляет ее под воздушный поток, который относит застывший шелк на значительное расстояние. Это секретный способ, как паук плетет паутину между деревьями. Паутинка легко цепляется к веткам деревьев, используя ее в качестве каната, арахнид передвигается с места на место.
В структуре паутины прослеживается определенная схема. Ее основу составляет каркас из прочных и толстых нитей, расположенных в виде лучей, расходящихся из одной точки. Начиная с внешней части, паук создает круги, постепенно двигаясь к центру. Удивительно, что без всяких приспособлений он выдерживает одинаковое расстояние между каждым кругом. Эта часть волокон липкая, именно в ней будут застревать насекомые.
Интересный факт. Паук поедает собственную паутину. Ученые предлагают два объяснения этому факту – таким образом восполняется потеря белка при ремонте ловчей сети или паук просто пьет воду, повисшую на шелковых нитях.
Сложность рисунка паутины зависит от вида паукообразного. Низшие членистоногие строят простые сети, а высшие – сложные геометрические схемы. Подсчитано, что строит ловушку из 39 радиусов и 39 спиралей. Кроме гладких радиальных нитей, вспомогательной и ловчей спирали существуют сигнальные нити. Эти элементы улавливают и передают хищнику вибрацию попавшейся добычи. Если попадается посторонний предмет (ветка, листок), маленький хозяин отделяет его и выбрасывает, затем восстанавливает сеть.
Крупные древесные паукообразные натягивают ловушки диаметром до 1 м. В них попадают не только насекомые, но и мелкие птицы.
Сколько времени паук плетет паутину?
На создание ажурной ловушки для насекомых хищник тратит от получаса до 2-3 часов. Время его работы зависит от погодных условий и запланированных размеров сети. Некоторые виды плетут шелковые нити ежедневно, делая это утром или вечером, в зависимости от образа жизни. Один из факторов, за сколько паук плетет паутину, ее вид – плоская или объемная. Плоская – это привычный всем вариант радиальных нитей и спиралей, а объемная – ловушка из комка волокон.
Назначение паутины
Тонкие сети являются не только ловушками для насекомых. Роль паутины в жизни паукообразных гораздо шире.
Ловля добычи
Все пауки хищники, убивающие свою жертву ядом. При этом некоторые особи имеют хрупкое телосложение и сами могут стать жертвой насекомых, например, ос. Для охоты им нужно убежище и ловушка. Липкие волокна выполняют эту функцию. Попавшую в сеть добычу они опутывают коконом из нитей и оставляют, пока впрыснутый фермент не приведет ее в жидкое состояние.
Шелковые волокна паукообразных тоньше человеческого волоса, но их удельная прочность на разрыв сравнима со стальной проволокой.
Размножение
В период спаривания самцы прикрепляют к паутине самки собственные нити. Нанося ритмичные удары по шелковым волокнам, они сообщают потенциальной партнерше о своих намерениях. Принимающая ухаживания самка спускается на территорию самца для спаривания. В некоторых видах инициатором поиска партнера является самка. Она выделяет нить с феромонами, благодаря которым ее находит паук.
Дом для потомства
Из шелкового паутинного секрета плетутся коконы для яиц. Их количество в зависимости от вида членистоногих составляет 2-1000 штук. Паутинные мешочки с яйцами самки подвешивают в безопасном месте. Оболочка кокона достаточно прочна, она состоит из нескольких слоев и пропитывается жидким секретом.
В своей норке паукообразные оплетают стенки паутиной. Это помогает создать благоприятный микроклимат, служит защитой от непогоды и природных врагов.
Перемещение
Один из ответов, зачем паук плетет паутину – он использует нити как транспортное средство. Чтобы перемещаться между деревьями и кустами, быстро пониматься и опускаться ему необходимо прочные волокна. Для полетов на дальние расстояния пауки забираются на возвышения, выпускают быстро застывающую паутину, а затем с порывом ветра уносятся на несколько километров. Чаще всего путешествия совершаются в теплые ясные дни бабьего лета.
Почему паук не прилипает к своей паутине?
Чтобы не попасть в собственную ловушку, паук делает несколько сухих нитей для передвижения. Прекрасно ориентируюсь в хитросплетениях сетей, он безопасно подбирается к прилипшей добыче. Обычно в центре ловчей сети остается безопасный участок, где хищник поджидает добычу.
Интерес ученых к взаимодействию паукообразных с их охотничьими ловушками появился более 100 лет назад. Первоначально было выдвинуто предположение о наличии на их лапках специальной смазки, предотвращающей прилипание. Подтверждений теории так и не нашли. Съемка специальной камерой движения ног паука по волокнам из застывшего секрета дал объяснение механизму соприкосновения.
Паук не прилипает к своей паутине по трем факторам:
- множество упругих волосков на его лапках уменьшает площадь соприкосновения с липкой спиралью;
- кончики паучьих ног покрыты маслянистой жидкостью;
- перемещение происходит особым образом.
Каков секрет строения лапок помогает арахнидам избежать прилипания? На каждой ноге паука есть два опорных когтя, которыми он цепляется за поверхность, и один гибкий коготь. При движении он прижимает нити к гибким волоскам на лапке. Когда паук поднимает лапку, коготь распрямляется, а волоски отталкивают паутину.
Другое объяснение – отсутствие непосредственного контакта ноги паукообразного и липких капель. Они попадают на волоски лапки, а затем легко стекают обратно на нить. Какие бы теории не рассматривали зоологи, неизменным остается тот факт, что пауки не становятся узниками собственных липких ловушек.
Плести паутину могут и другие паукообразные – клещи и ложноскорпионы. Но их сети не сравнятся по прочности и искусному переплетению с произведениями настоящих мастеров – пауков. Современная наука пока не в состоянии воспроизвести паутину синтетическим методом. Технология изготовления паутинного шелка остается одной из загадок природы.
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.
Брюшко паука – настоящая «фабрика» по производству паутины. Именно в нем расположены объемистые паутинные железы, которые вырабатывает клейкий секрет, быстро застывающий на воздухе. Брюшные конечности формируют паутинную нить, а подвижные паутинные бородавки направляют нить в нужное место.
Брюшко у пауков подвижно соединяется с головогрудью тонкой перемычкой. Подвижны и конечности, состоящие из 7 члеников. В результате организм паука способен производить паутинную нить и быстро ликвидировать прорехи в ловчей сети. Гребенчатые коготки и щетинки на конечностях помогают пауку быстро скользить по паутинной нити, словно вагону по рельсам, позволяя вовремя появиться в месте прорыва паутины.
Зачем пауки строят ловчую сеть?
Способность вырабатывать патину не является основным признаком пауков, тем не менее, плетение ловчей сети стало отличительной чертой паукообразных. Пауки – настоящие хищники, поджидающие свою добычу в укромном месте.
Благодаря клейким свойствам паутины, в паучьи сети попадает множество разнообразных животных, начиная от насекомых и даже мелких птиц.
Прилипнув к паутине, жертва старается выбраться из ловушки, раскачивая паутинную нить. Возникшие колебания передаются по сигнальной нити к пауку, который быстро по нитям приближается к добыче и впрыскивает пищеварительный сок, который попадая жертву, переваривает внутреннее содержимое. Затем паук оплетает ее паутиной, образуя подобие кокона. Остается немного подождать, пока пищеварительные ферменты сделают возможным просто высосать жидкое содержимое.
Паутина нужна паукам для размножения
В период размножения паутинная нить, выделенная самкой, позволяет партнеру находить особь противоположного пола для спаривания.
Самцы–тенетники сооружают по соседству с сетями самки миниатюрные брачные кружева, в которые заманивают паучих для спаривания, ритмично постукивая конечностями.
Мужские особи пауков-крестовиков к радиальным нитям в ловчей сети самки прикрепляют свою паутину, располагая ее горизонтально. Затем самец наносит удары конечностями, вызывая колебания. Так пауки подают сигнал самке о своем присутствии. Самка не проявляет в этом случае агрессии и спускается к самцу для спаривания по прикрепленной паутинной нити.
Паутина – надежное убежище для потомства
Самка откладывает яйца после оплодотворения в паутинный кокон, сплетенный, из одного или нескольких шелковистой нити. Собственно кокон образован 2-мя пластинками — основной и кроющей пластинкой, соединенными своими краями. Такое строение кокона обеспечивает надежную защиту яйцам.
Самка сначала плетет основную пластинку, аналогичную сперматической сеточке для яиц. Сверху укутывает их вторым слоем паутины, который образует кроющую пластину. Оболочка кокона образована плотно прилегающими друг к другу шелковыми нитями и пропитана застывшим секретом. Стенки кокона становятся очень плотными почти как пергамент. У некоторых видов пауков самка плетет рыхлый кокон, похожий на комочек ваты.
Паутина как транспортное средство
Некоторые виды пауков используют паутину для передвижения по воздуху. Пауки забираются повыше на дерево, забор, высокий камень, крышу здания, приподняв брюшко, они выпускают клейкую нить. Она быстро застывает на воздухе и паук, отцепившись, отправляется в полет на легкой паутинке, которую несет встречный поток воздуха. Так молодые пауки попадают на новые места обитания.
Известны случаи появления пауков на палубе морского судна, плывущего в открытом море далеко от берега.
Взрослые пауки у видов с небольшими размерами также могут переселяться. Пауки способны подниматься с помощью паутинной нити, подхваченной ветром, на высоту до 2-3 километров. Причем свои путешествия пауки чаще всего совершают в тихие и спокойные дни «бабьего» лета. Они преодолевают большие расстояния.
Как разные виды пауков используют паутину
В природе обитают тенетные пауки, плетущие ловчие сети (тенета), но известны и нетенетные виды, которые охотятся, не используя паутинную сеть. Но паутину они вырабатывают в периоды линек, отдыха, линек, зимовки. Пауки плетут защитные мешки или укрытия, сотканные из паутины.
Пауки-тенетники спасаются при приближении хищника на паутинной нити, падая вниз. Когда опасность минует, они возвращаются обратно на паутинную нить и поднимаются вверх, быстро сматывая свой страховочный канат.
Паутина нужна для страховки
Пауки-скакунчики используют паутинную нить для нападения. Они прикрепляют страховочную нить к какому-либо предмету и прыгают на намеченную жертву. Южнорусский тарантул, покидая свою нору, тянет за собой едва заметную паутинную нить, по которой он всегда найдет вход в покинутое убежище. При обрыве страховки тарантул не в состоянии найти свою норку и отправляется на поиски новой. Пауки-скакунчики на паутинных нитях, прикрепленных к субстрату, проводят ночное время. Это своеобразная страховка от хищников.
Основная задача паутины — поимка добычи. Паутина используется для выстилки
Тарантулы обитают в норках, стенки которых постоянно осыпаются, поэтому эти мохнатые пауки выстилают стены своего жилища нитями паутины. Такая конструкция предохраняет земляные стены от осыпания. Пауки перед входом в свою нору плетут разнообразные паутинных сооружения в виде воронок, трубок, подвижных крышечек, прикрывающих вход.
Паутинный колокол для дыхания
Паук-серебрянка охотится в воде, в которой нужно дышать атмосферным воздухом. Опускаясь на дно, паук захватывает порцию воздуха на конце брюшка в виде небольшого пузырька. На растениях он сооружает воздушный колокол, в котором воздух удерживается густо сплетенной паутиной.
Паук-серебрянка «запечатывает» молекулу кислорода в паутину под водой, и таким образом дышит. Паутина – для поимки жертвы
Для поимки добычи пауки плетут ловчие сети, но некоторые виды используют паутинные арканы и нити.
Пауки-птицееды, поймав добычу, удерживают ее в хелицерах, затем жертву упаковывают в паутину.
Пауки, которые скрываются в глубине норы, оставляют сигнальную нить. Она тянется от брюшка до входа в убежище. Колебания этой нити передаются пауку, давая сигнал о том, что попалась добыча.
Паутину вырабатывают не только пауки, но именно они наиболее широко используют паутинный шелк, что плетение паутины является их отличительной особенностью.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
