Паутина
Паути́на — секрет паутинных желёз, который вскоре после выделения застывает в форме нитей. По химической природе белок, близкий по составу к шёлку насекомых. Паутину способны выделять представители ряда групп паукообразных (пауки, ложноскорпионы, некоторые клещи) и губоногие многоножки.
Варианты использования паутины вырабатывающими её животными очень разнообразны, но наиболее распространено применение её для построения яйцевых коконов, сперматофоров, ловчих сетей и укрытий на время линьки или неблагоприятных условий. Ловчую сеть пауков также называют паутиной.
Паутина пауков
[править | править код]Состав, выделение и свойства
[править | править код]
Паутина пауков представляет собой белок, обогащённый глицином, аланином и серином. Внутри паутинной железы она существует в жидкой форме. При выделении через многочисленные прядильные трубочки, открывающиеся на поверхности паутинных бородавок, происходит изменение структуры белка, вследствие чего он затвердевает в форме тонких микрометровых нитей. Внутри нитей есть жёсткие белковые кристаллы размером в несколько нанометров, соединённые между собой эластичными белковыми связками[1]. В дальнейшем паук переплетает эти первичные нити в более толстое паутинное волокно.
По прочности паутина близка к нейлону и значительно прочнее сходного с ней по составу секрета насекомых (например, гусениц тутового шелкопряда). Согласно одному из предположений различия обусловлены тем, что пауки формируют волокно, свисая на нём[2].
Предельное напряжение на разрыв каркасной нити паука Araneus diadematus составляет 1,1—2,7 ГПа. Для сравнения: предел прочности стали 0,4—1,5 ГПа, человеческого волоса — 0,25 ГПа[3].
Паутина сохраняет своё натяжение как при растяжении, так и при сжатии нитей[4].
Другое необычное свойство паутины — внутренняя шарнирность: подвешенный на паутинном волокне предмет можно неограниченно вращать в одну и ту же сторону, и при этом она не только не перекрутится, но вообще не будет создавать заметной силы противодействия[5].
Функции
[править | править код]
Наиболее известный вариант использования паутины пауками — построение ловчих сетей, которые в зависимости от строения способны полностью обездвижить добычу, затруднить её передвижения или только просигнализировать о её появлении. Пойманную добычу пауки также часто заворачивают в паутину.
.jpg)
У аранеоморфных пауков с ловчими сетями связано очень сложное брачное поведение. Перед размножением самцы плетут сперматическую сеточку, на которую выделяют каплю семенной жидкости для переноса её в резервуары цимбиумов (копулятивных органов на кончиках педипальп).
Развитие яиц и молоди проходит в паутинном яйцевом коконе, который у некоторых пауков устроен очень сложно, с защитными барьерами вокруг[6].
У некоторых видов самка в период размножения выделяет нить, помеченную феромонами, которую самец использует при поиске партнёрши. В связи с этим, хотя даже среди наиболее архаичных членистобрюхих пауков есть представители, формирующие для охоты сигнальные волокна, считается[кем?], что первичная функция паутины пауков связана именно с размножением, а не с добычей пищи. В качестве основного довода в пользу этой гипотезы рассматривают исходную приуроченность паутинных бородавок к области половых отверстий.
Многие пауки оплетают ею стенки норки.
Одними из наиболее интересных применений паутины оказывается формирование страховочных нитей, препятствующих неудачному падению при прыжках, и «планеров», с помощью которых молодь может распространяться с потоками воздуха.
Амазонские пауки-кругопряды умеют создавать из листьев и веточек, скреплённых паутиной, отвлекающие муляжи, которые размещают на своей паутине с целью обмануть хищников. Паук может, спрятавшись неподалёку, дергать за управляющие паутинки, заставляя муляж-марионетку совершать обманные движения[7].
Водяные пауки строят из паутины подводные убежища, наполненные воздухом для дыхания[8][9].
Тарантулы используют паутину для противостояния скольжению по поверхности (клейкий материал выделяют прядильные трубки на лапках пауков)[10].
Утилизация
[править | править код]Некоторые пауки (например, крестовики) регулярно поедают нити своей паутины и плетут их заново. По поводу причин этого действия есть 2 версии:
- Паук поедает старую паутину при ремонте сети для восстановления запаса требуемых белков.
- Это нужно для получения воды, которая оседает в виде росы на нитях.
Применение
[править | править код]До середины XX века паутину использовали в оптических геодезических приборах, для нанесения перекрестий. Предпринимаются попытки создания искусственных аналогов паутины (для использования как в конструкционных целях, так и в медицине)[11].
Использование человеком
[править | править код]В народной медицине паутину применяли как кровоостанавливающее и заживляющее средство[3]. Ввиду прочности паутиновых нитей, они используются даже для изготовления некоторых предметов одежды.
Идёт разработка новых конструкционных материалов, построенных по принципу паутины[12].
Также, компания Kraig Biocraft изготавливает нити «Dragon silk», используемые для создания бронежилетов, что возможно ввиду огромной ударной вязкости (520 МДж/м3).
Примечания
[править | править код]- ↑ В паутине нашли гиперзвуковую фононную запрещённую зону. Дата обращения: 27 июля 2016. Архивировано 16 августа 2016 года.
- ↑ Наноискусство пауков. Независимая газета — 26.12.2007. Дата обращения: 5 января 2008. Архивировано 25 октября 2008 года.
- ↑ 1 2 Верёвка из паутины на сайте Элементы.ру. Дата обращения: 19 мая 2016. Архивировано 1 июня 2016 года.
- ↑ Физики выяснили секрет постоянства натяжения паутины. Дата обращения: 27 июля 2016. Архивировано 16 августа 2016 года.
- ↑ 3dnews.ru: Прочная синтетическая паутина готова к производству. Дата обращения: 29 ноября 2012. Архивировано 8 февраля 2013 года.
- ↑ National Geographic: Пауки Амазонии возводят «башенки» и строят «заборы». Дата обращения: 19 мая 2016. Архивировано 4 июня 2016 года.
- ↑ New Species of 'Decoy' Spider Likely Discovered At Tambopata Research Center. Дата обращения: 4 апреля 2016. Архивировано 7 апреля 2016 года.
- ↑ Membrana.ru: Водяные пауки плетут себе акваланги. Дата обращения: 19 мая 2016. Архивировано 4 июня 2016 года.
- ↑ Air bells of water spiders are an extended phenotype modified in response to gas composition, Dolores Schütz, Michael Taborsky andThomas Drapela, 2 Aug 2007 Архивная копия от 14 июня 2016 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ Membrana.ru: Биологи исследовали ножной шёлк тарантулов. Дата обращения: 20 мая 2011. Архивировано 22 мая 2011 года.
- ↑ Источник. Дата обращения: 25 декабря 2009. Архивировано 17 октября 2017 года.
- ↑ Роман Фишман. Живые фабрики // Популярная механика. — 2017. — № 11. — С. 44-46.
Литература
[править | править код]- Большой энциклопедический словарь «Биология». — под ред. М. С. Гилярова, М.: Большая российская энциклопедия, 1998. ISBN 5-85270-252-8.
- Зоология беспозвоночных, Т. 1: от простейших до моллюсков и артропод, под ред. В. Вестхайде и Р. Ригера. М.: Т-во научных изданий КМК, 2008.
- Рупперт Э. Э., Фокс Р. С., Барнс Р. Д. Зоология беспозвоночных. Т. 3: Членистоногие. М. «Академия», 2008.
Ссылки
[править | править код]
- Паутина и строительство тенёт
- Загадки паутины
- Хаос и порядок дискретных систем в свете синергетической теории информации (В статье проводится количественный анализ структуры паутин по их фотографиям)
| Природные (натуральные) |
| ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Химические |
| ||||||
