Chemické tajomstvá webu. Ako a prečo si pavúk tká sieť Ktorá niť je najsilnejšia, oceľ alebo sieť

V 18. storočí si istý Bon z Montpellieru uplietol pančuchy a rukavice z pavučiny. Táto skúsenosť s použitím pavúčieho vlákna na textilné účely sa ukázala ako jediná. V súčasnosti sa pavučiny používajú len ako nitkový kríž pre presné optické prístroje.

Sieť je syntetizovaná z aminokyselín v krvi pavúka. To sa deje v bunkách umiestnených v stenách pavúkovitých žliaz. Pás sa vyrába v kvapkách; splývajú v dutej centrálnej časti žľazy. Táto viskózna kvapalina je vlastne koncentrovaný roztok pavučín. Roztok sa hromadí v žľazách, kým pavúk nepotrebuje pavučinu a je čerpaný z kanálikov pavúkovitých bradavíc. Tkanina sa rýchlo natiahne do tenkej nite a okamžite prechádza z viskózneho stavu do pevného.

Látky, ktoré sa dajú natiahnuť do vlákien, sú zvyčajne polyméry s vysokou molekulovou hmotnosťou. Pozostávajú z dlhých tenkých molekúl. Molekuly sú v roztoku skrútené. Ak sa však vytiahnu z tenkého otvoru, rozvinú sa a sú umiestnené po celej dĺžke vlákna. Molekuly sú držané v tejto polohe krížovými väzbami, ktoré sa tvoria medzi susednými reťazcami.

Pri pohybe pavúk väčšinou utká dvojitú niť – takzvanú závesnú niť. Zabraňuje pádu a je pripevnený spojovacími kotúčmi vždy, keď pavúk potrebuje zostúpiť.

Závesná niť je niekedy vystužená dvoma tenšími niťami. Používajú sa tiež na výrobu vonkajšieho rámu a radiálnych závitov rybárskej siete. Ďalšou hlavnou časťou záchytnej siete je špirálový závit; vlastne zachytáva muchy, ktoré naň padajú.

Celá sieť je veľmi lepkavá a extrémne elastická. To, čo ho robí lepkavým, je množstvo kvapiek veľmi viskóznej látky, ktorá pokrýva obe siete a drží ich pohromade. Pri najmenšom kontakte s viskóznou niťou sa mucha prilepí. Niť sa môže natiahnuť bez toho, aby sa zlomila, bez ohľadu na to, aká silná je obeť. To zvyčajne vedie k tomu, že sa mucha zamotá do blízkych lepkavých vlákien. Pavúk drží muchu a otáča ju čeľusťami, prstami a prednými nohami, zatiaľ čo zadné nohy vyťahujú pavučinu z pavúkovitých bradavíc. Mucha tak skončí v pavučinovom „obväze“ a pavúk si obeť často odnesie do svojho úkrytu, kde ju buď okamžite zožerú, alebo zavesia „do zálohy“.

Existuje ďalší web; používa sa na výrobu kokonu. Pavúk touto niťou obaľuje vajíčka nakladené na jeseň. Kokon chráni vajíčka pred nepriaznivým počasím a útokmi rôznych predátorov.

Sieť pozostáva z bielkovín. Je známe, že proteíny zohrávajú dôležitú úlohu v štruktúre a fungovaní všetkých živých organizmov. Pozostávajú z myozínu vo svaloch, kolagénu v spojivových tkanivách, hemoglobínu v krvi, ako aj enzýmov, ktoré riadia všetky chemické reakcie v živom organizme.

Proteíny sú veľké molekuly postavené z dvadsiatich rôznych aminokyselín. Molekula proteínu pavučiny môže pozostávať z jedného alebo viacerých reťazcov spojených na jednom alebo viacerých miestach. Silné priečne väzby sú tvorené aminokyselinou cystínom, ktorá sa môže „lepiť“ na dva rôzne reťazce. Cystín môže tiež vytvárať väzby medzi rôznymi časťami toho istého reťazca a vytvárať slučky.

Dvadsať aminokyselín môže tvoriť obrovské množstvo rôznych bielkovín. Jedným z hlavných cieľov, o ktorý sa snažia proteínoví chemici, je určiť počet aminokyselín v proteíne a ich vzájomné pozície.

Aby sa určilo zloženie aminokyselín, rozkladá sa na jednotlivé aminokyseliny varením v kyseline chlorovodíkovej. Potom sa zo zmesi aminokyselín izolujú všetky zložky. Pred dvadsiatimi piatimi rokmi to bol pomerne komplikovaný postup, ktorý si vyžadoval veľké množstvo materiálu a času a navyše nie vždy poskytoval presné výsledky. V súčasnosti je možné vykonať kompletnú analýzu aminokyselín na niekoľkých miligramoch materiálu za jediný deň. Vedci vytvorili zariadenie, v ktorom sa zmes aminokyselín najskôr rozloží na zložky a následne sa ich množstvá automaticky zaznamenávajú a zaznamenávajú vo forme grafov.

Tieto analytické metódy boli použité na analýzu množstva sietí. Veľký rozdiel je v zložení kokonovej nite a nite na zavesenie. Hlavnými aminokyselinami prvej sú alanín a serín, druhou sú glycín a alanín. Viac ako polovica bielkovín je v každom prípade tvorená iba dvoma aminokyselinami, hoci je prítomných aj mnoho iných aminokyselín. Väčšina siete obsahuje aminokyseliny s veľmi krátkymi bočnými reťazcami.

Vedieť, ako sú aminokyseliny usporiadané v bielkovinách, je veľmi dôležité. To však stále neumožňuje vysvetliť všetky vlastnosti vlákien. Tieto vlastnosti do značnej miery závisia od toho, ako sú reťazce voči sebe umiestnené.

V roku 1913 otec a syn Braggovci ukázali, že kryštál akejkoľvek látky, rotovaný v röntgenových lúčoch, ich odráža v určitých uhloch, pretože pozostáva z usporiadaných atómov, ktoré tvoria roviny odrazu. V tom istom roku dvaja Japonci - Nikishawa a Ono - zistili, že mnohé vlákna, o ktorých sa predpokladalo, že nemajú žiadnu kryštalickú štruktúru, tiež poskytujú isté odrazy.

Existujúce röntgenové difrakčné obrazce pavúčích vlákien vyzerajú nevýznamne v porovnaní s röntgenovými obrázkami skutočných kryštálov, ale môžu poskytnúť významné informácie o štruktúre siete. Skutočnosť, že takýto röntgenový obrazec obsahuje škvrny, naznačuje prítomnosť kryštalických oblastí s usporiadaným usporiadaním atómov vo vláknach siete. Zásluhu na určení štruktúry týchto kryštalických oblastí majú predovšetkým profesor Linus Pauling z Kalifornského technologického inštitútu a profesor Warwicker.

Vďaka týmto štúdiám vieme, že takmer všetky typy webov majú podobnú štruktúru. Približnú predstavu o tom možno získať nakreslením niekoľkých rovnomerne vzdialených rovnobežných čiar na kus papiera a potom zložením tohto listu v pravom uhle k čiaram. Čiary predstavujú dlhé peptidové reťazce a miesta, kde pretínajú záhyby, označujú polohy atómov uhlíka, z ktorých vychádzajú bočné reťazce. Idú v pravom uhle k rovine listu.

Teraz zvážime určitý počet podobných listov zložených dohromady; hustota ich „zbalenia“ bude závisieť od veľkosti I-skupín. Takmer všetky pásy majú reťaze usporiadané v listoch podobným spôsobom a líšia sa iba vzdialenosťou medzi listami: pohybuje sa od 3,3 do 15,6 angstromov.

Pásové vlákna pod nimi sú dlhé, pravidelné valce s takmer pravidelným kruhovým prierezom. Jedným zo spôsobov, ako porovnať jemnosť vlákien, je uviesť hmotnosť konkrétnej dĺžky vlákna. Pri pavučinách sa zvyčajne vyjadruje v denieroch - hmotnosť 9 kilometrov nite v gramoch. V tomto systéme merania váži priadka priadky morušovej 1 denier, zatiaľ čo ľudský vlas váži 40-50 denier. Hmotnosť pavúčieho kokonového vlákna je 0,7 denier a závesného vlákna je ešte menšia, 0,07 denier. Závesná niť omotaná okolo zemegule na rovníku by vážila len asi 340 gramov.

Pre textilný priemysel je dôležitá pevnosť a ťažnosť nití. Na porovnanie nití rôznych hrúbok sa ich pevnosť zvyčajne vyjadruje ako pevnosť v ťahu, to znamená zaťaženie pri pretrhnutí delené deniermi. Pevnosť v ťahu je teda vyjadrená v gramoch na denier. Priemerná pevnosť v ťahu kokonových nití je 2,2 g/denier a visiacich nití je 7,8 g/denier. Predĺženie v momente pretrhnutia dosahuje 46 % a 31 %.

Na rozdiel od závesnej nite je kokonová niť pomerne slabá, čo sa vysvetľuje jej účelom. Nemalo by odolávať veľkému namáhaniu, jeho úlohou je vytvoriť ochrannú škrupinu pre kokónové vajíčka. Za týmto účelom pavúk tká šesťvrstvovú priadzu z kučeravej nite. Každé vlákno kukly pozostáva zo šiestich sietí. Tento pavúkovec pripomína objemnú priadzu, ktorá bola v posledných rokoch vyvinutá na výrobu elastického úpletu z umelých vlákien.

Špirálová niť záchytnej siete, ktorá tvorí lepiacu pásku, je veľmi elastická. Jeho rozpínanie a stláčanie je úplne reverzibilné a v tomto smere pripomína gumu.

Jednou z výziev priemyslu umelých materiálov je poskytnúť zákazníkom materiály so špecifickými vlastnosťami. Napríklad tkanina spodnej bielizne musí udržiavať teplo a absorbovať vlhkosť, zatiaľ čo kordy pneumatík vyžadujú veľmi odolnú tkaninu.

Vývoj umelých proteínových vlákien je stále v plienkach, keďže ešte nevieme vytvoriť dlhé reťazce s komplexnou štruktúrou aminokyselín. Je však možné vziať jednu aminokyselinu a polymerizovať ju do dlhých reťazcov, ako je polyalanín alebo polymetylglutamát, aby sa vytvorili dobré tkanivá. Je tiež možné získať polyméry s vysokou molekulovou hmotnosťou s opakujúcou sa dipeptidovou sekvenciou, napríklad ... glycín - alanín - glycín - alanín - glycín-alanín ...

Ďalšie štúdium rôznych druhov pavučín je cesta, ktorá nám určite pomôže pri vytváraní umelých proteínových vlákien.

P.S. O čom ešte britskí vedci hovoria: že v budúcnosti budú môcť vedci na základe podrobnejšieho molekulárneho štúdia pavúčieho vlákna a iných prírodných materiálov získať rôzne ultraužitočné veci pre náš každodenný život, napr. ultra silný
železobetónové výrobky vyrobené zo špeciálnych polymérov alebo niečo také.

Prierez nite, drôtu, dokonca aj siete, nech je akokoľvek malý, má stále určitý geometrický tvar, najčastejšie tvar kruhu. Okrem toho je priemer prierezu alebo povedzme hrúbka jedného pásu približne 5 mikrónov (5 }

Mm. Existuje niečo krajšie ako pavučina? SZO

U000 ) U U

najšikovnejší „jemný tkáč“? Pavúk alebo možno priadka morušová? Nie Priemer nite z prírodného hodvábu je 18 mikrónov, t.j. závit je 3" / 2 krát hrubší ako jeden pás.

Ľudia už dlho snívali o tom, že svojou zručnosťou prekonajú umenie pavúka a priadky morušovej. Existuje stará legenda o úžasnom tkáčovi, Grékovi Arachneovi. Tkáčske remeslo zvládla do takej dokonalosti, že všetky látky boli tenké ako pavučina, priehľadné ako sklo a ľahké ako vzduch. Sama Aténa, bohyňa múdrosti a patrónka remesiel, jej nemohla konkurovať.

Ryža. 162.

Táto legenda, podobne ako mnohé iné starodávne legendy a fantázie, sa v našej dobe stala realitou. Z moderného Arachnea, najšikovnejšieho „jemného zvlákňovača“, sa ukázali chemickí inžinieri, ktorí vytvorili nezvyčajne tenké a prekvapivo silné umelé vlákno z obyčajného dreva. Hodvábne nite, získané napríklad meď-amoniakovou priemyselnou metódou, sú 2'/g krát tenšie ako pavučiny a sú takmer také pevné ako prírodné hodvábne nite. Prírodný hodváb vydrží zaťaženie až 30 kg na 1 meter štvorcový. mm prierezu a meď-amoniak - do 25 kg na 1 m2. mm.

Zaujímavý je spôsob výroby medeno-amoniakového hodvábu. Drevo sa premení na celulózu a celulóza sa rozpustí v roztoku amoniaku medi. Prúdy roztoku sa nalejú do vody cez tenké otvory, voda odstráni rozpúšťadlo, potom sa výsledné vlákna navinú na vhodné zariadenia. Hrúbka medeno-amoniakovej hodvábnej nite je 2 mikróny. Takzvaný acetátový, tiež umelý, hodváb je o 1 mikrón hrubší. Je úžasné, že niektoré druhy acetátového hodvábu sú pevnejšie ako oceľový drôt! Ak oceľový drôt vydrží zaťaženie 110 kg na štvorcový milimeter prierezu, potom vlákno z acetátového hodvábu vydrží 126 kg na 1 štvorcový. mm.

Ryža. 163.

Všetkým nám dobre známy viskózový hodváb má hrúbku vlákna asi 4 mikróny a konečnú pevnosť od 20 do 62 kg na 1 meter štvorcový. prierez mm. Na obr. 162 znázorňuje porovnávaciu hrúbku pavučiny, ľudských vlasov, rôznych umelých vlákien, ako aj vlákien vlny a bavlny a Obr. 163 - ich sila v kilogramoch na 1 štvorcový. mm. Umelé, alebo, ako sa tiež nazýva, syntetické vlákno je jedným z najväčších moderných technických objavov a má obrovský ekonomický význam. Inžinier Buyanov hovorí: „Bavlna rastie pomaly a jej množstvo závisí od klímy a zberu. Výrobca prírodného hodvábu - priadka morušová - je vo svojich možnostiach extrémne obmedzená. Počas svojho života spriada kuklu, ktorá obsahuje iba 0,5 g hodvábnej nite...

Množstvo umelého hodvábu získaného chemickým spracovaním z 1 kubického metra. m dreva, nahrádza 320 000 hodvábnych zámotkov alebo ročné strihanie vlny z 30 oviec alebo priemernú úrodu bavlny od ’/g ha. Toto množstvo vlákna stačí na výrobu štyroch tisíc párov dámskych pančúch alebo 1 500 m hodvábnej tkaniny.“

„Ak si predstavíte pavučinu hrubú ako guľôčkové pero,“ hovorí Xiang Wu z Národnej univerzity v Singapure, „bolo by dosť silné na to, aby zastavilo obrovský Airbus Boeing 747 počas letu.“ Hodvábna niť ani zďaleka nedosahuje takú pevnosť. Odkiaľ pochádza tento rozdiel, keďže štrukturálne sú obe takmer totožné?

Xiang a jeho spoluautori vykonali pomerne zaujímavú štúdiu, v ktorej vytvorili zložité počítačové modely, ktoré simulujú štruktúru a správanie hodvábu aj pavučiny. Obidva sú polypeptidy - polymérne reťazce aminokyselín, medzi ktorými sú bežné najmä tie najjednoduchšie - glycín a alanín. Množstvo predchádzajúcich prác, počas ktorých vedci študovali štruktúru oboch materiálov pomocou rôznych mikroskopických a zobrazovacích techník, však ukázalo, že sekvencie, v ktorých sa tieto aminokyseliny striedajú, sa mierne líšia. Tento rozdiel však sám o sebe nemôže vysvetliť rozdiel vo vlastnostiach.

Pavučina je výlučok pavúkovitých žliaz, ktorý čoskoro po výlučku stuhne vo forme nití. Chemickou povahou je to proteín podobný zložením hodvábu hmyzu Tento proteín je obohatený o glycín, alanín a serín. Vo vnútri arachnoidálnej žľazy existuje v tekutej forme. Pri izolácii cez početné spriadacie trubice, otvor na povrchu pavúčie bradavice, mení sa štruktúra proteínu, v dôsledku čoho sa vytvrdzuje vo forme tenkej nite. Následne pavúk splieta tieto primárne vlákna do hrubšieho vlákna siete.

Najznámejším využitím sietí pavúkmi je budovanie odchytových sietí, ktoré v závislosti od štruktúry dokážu korisť úplne znehybniť, brániť jej v pohybe alebo len signalizovať jej vzhľad. Pavúky tiež často zabalia svoju ulovenú korisť do siete.

Pavúky spriadajú siete, ktoré zohrávajú v ich živote veľmi dôležitú úlohu a nachádzajú pre ne rozmanité využitie. Sú to pavúčie kukly, kde sa z vajíčok v teple a bezpečí vyvinú malé bábätká; a záchranné laná, ako sú horolezecké laná, ktoré sa pripájajú k rastlinám a zabraňujú pavúkovi spadnúť na zem. Z pavučiny si pavúky robia hniezda na zimu a nakoniec pletú záchytné siete.

Pavúky môžu spriadať rôzne vlákna na rôzne účely. Ak je pre rybársku sieť potrebná niť, potom ju špeciálne žľazy umiestnené vedľa arachnoidných žliaz zakryjú vrstvou lepiacej látky. Na presun z miesta na miesto alebo na pripevnenie záchytnej siete sa vyrába suchá niť. Iné žľazy vylučujú látky, z ktorých sa spriada niť na spriadanie zámotku. Vlákno pavučiny je pevnejšie ako oceľový drôt rovnakého priemeru a môže sa natiahnuť o ďalšiu tretinu svojej dĺžky bez toho, aby sa pretrhol, aby sa pavúk nezachytil do vlastnej lapacej siete. Dobre vie, kde sú bezpečné oblasti, a v jednom z nich sa schováva a trpezlivo čaká, kým obeť nepadne do siete. Nohy pavúka navyše vylučujú mastnú látku, vďaka ktorej sa nelepia na pavučinu.

pavúk začne tkať pavučinu a hádže niť do vetra. Hodváb lieta vo vetre a priľne k predmetu, ako je napríklad konár stromu, čo umožňuje pavúkovi vyliezť po tomto vlákne a pridať k pôvodnému vláknu ďalšie vlákno, aby bolo pevnejšie. Potom, čo pavúk vytvorí všeobecný obrys siete, spriada niť spájajúcu jednu stranu siete s druhou. Zo stredu tohto spojovacieho vlákna pavúk začne tkať ďalšiu niť, ktorý spojí stred pásu s bočným závitom.

Potom pavúk položí veľa spojovacích suchých nití od okrajov siete pozdĺž jej polomerov do stredu, ako lúče v kolese bicykla. Potom sú tieto „lúče“ tkané kruhovými vláknami. Výsledkom je špirálovitá suchá sieť. Potom sa na povrch suchého pásu nanesie lepiaca niť. Teraz sa pavúk zbaví suchej siete a zje ju. Rybárske náčinie je hotové, nástrahy na hmyz sú pripravené.

Pavúčí hodváb- nezvyčajný materiál. Jednou z jeho vlastností jes nezvyčajnou ľahkosťou webu- obrovská sila.Trhacia sila vyjadrená v kg na 1 mm2 pre pavučiny sa pohybuje od 40 do 261 a pre húsenicu a umelý hodváb nepresahuje 43 a 20.Hodvábna niť tenká ako ceruzka môže zastaviť Boeing 747.

Už v sedemnástom storočí inžinieri upozorňovali na sieť, konkrétne na skutočnosť, že ide o mimoriadne racionálnu mechanickú štruktúru, ktorá pracuje v napätí tak, že všetky vlákna sú v najpriaznivejších podmienkach z hľadiska pevnosť materiálu.

Akékoľvek narušenie nervového systému pavúkov sa okamžite odrazí na vzore siete. Pavúky dostávali rôzne látky a zakaždým si utkali svoj vlastný špeciálny vzor, ​​ktorý presne zodpovedal konkrétnej látke.

Tento objav bol nečakane užitočný vo forenznej vede. Tým, že pavúkovi dáte kvapku krvi osoby, ktorá je podozrivá z otravy, povaha vzoru môže určiť jed, ktorým bola osoba otrávená.

Prečo sa pavúk nezamotá do jeho siete tak, ako sa do nej zapletú jeho obete? A to sa deje preto, že pavúk vždy beží len pozdĺž hladkých radiálnych závitov a nikdy nie pozdĺž lepkavých, sústredných.

Najstaršia fosílna sieť s prichyteným hmyzom bola nájdená v Španielsku (v kúsku jantáru), ktorá je stará 110 miliónov rokov.

Pavúky sú veľmi citlivé. Podľa ich správania sa dá predpovedať počasie. Ak pavúky vyvíjajú intenzívnu aktivitu vo večerných hodinách, počkajte na dobré počasie. Ak sa tak stane ráno, počasie bude búrlivé.

Chemické zloženie siete je blízke hodvábu motýľových húseníc. Z sietí pavúkov nefilných, ktoré sa nachádzajú na tropických ostrovoch, Číňania vyrobili odolnú látku nazývanú „Eastern Sea Satin“. V Európe sa z pavučín vyrábali nádherné odevy.

Polenskí rybári používajú ako vlasec niť zlatého pavúka.
Niektoré kmene na Novej Guinei používali siete ako klobúky na ochranu hlavy pred dažďom.

Hmotnosť pavučiny je taká, že ak by pavučina omotala Zem raz okolo rovníka, jej hmotnosť by bola iba 450 gramov.

Prečo pavúk potrebuje sieť?

Väčšina ľudí si myslí, že pavúky používajú hodváb iba na spriadanie svojich sietí. V skutočnosti len málokedy nejaké zviera používa hodváb tak všestranný ako pavúk, ktorý z neho robí domy, pletie „šnúry života“, „potápačské zvončeky“, „lietadlá“, laso, elastické pasce a známu sieť.

Pavúky nie sú hmyz, ale patria do triedy pavúkovcov. Na rozdiel od hmyzu majú osem nôh, vo väčšine prípadov osem očí, nemajú krídla a telo rozdelené na dve časti.

Pavúky sa nachádzajú takmer v akomkoľvek podnebí. Môžu behať po zemi, liezť po stromoch a dokonca žiť vo vode. A na to potrebujú sieť...

Pavúk vyrába rôzne druhy hodvábu: priľnavý hodváb na sieť, ktorý má chytať hmyz, odolný a nelepivý hodváb na kroky siete a špeciálny hodváb na kuklu.

Dokonca aj siete utkané pavúkmi majú úplne iné tvary. Najbežnejšia je guľatá pavučina, ale existujú aj štvorcové pavučiny, ploché a lievikovité alebo kupolovité. Existujú siete s krytmi, aby z nich korisť neunikla, niektoré pavúky stavajú dom vo forme zvonu, ktorý sa nachádza úplne pod vodou.

Pavúk používa svoju sieť na vytváranie sietí na chytenie koristi, potom pavúk pre každý prípad priviaže svoju niť okolo svojej obete. Pavúk môže tiež bez strachu skákať alebo zostupovať pomocou svojej nite a behať po pavučinách ako po cestičkách. No a nie je to nepodstatné, pavúky si z tej istej hodvábnej nite pletú zámotky pre svoje vajíčka, aby ochránili budúcich potomkov pred nečakanými situáciami, ktoré ohrozujú ich smrť.

V džungli Madagaskaru žije pavúk, ktorý utká sieť, ktorá sa môže natiahnuť z jedného brehu rieky alebo jazera na druhý, a vlákno, ktoré používa, pozostáva z najsilnejšieho materiálu biologického pôvodu na svete. „Darwinov pavúk“, ktorý objavila Ingi Agnarssonová z Univerzity v Portoriku, ktorá sa s podobnými sieťami prvýkrát stretla v roku 2001 v národnom parku Ranamofana na Madagaskare, nie je nijako zvlášť veľká, má iba 1,5 palca (s rovnými končatinami), ale ide o sieť, ktorú tkanín je obrovský. Dĺžka hlavného vlákna môže byť až 80 stôp a obvod pásu je 9 štvorcových stôp. Elasticita vlákna je dvakrát väčšia ako u akéhokoľvek iného pavúka a vzhľadom na skutočnosť, že jeho pevnosť v ťahu je vyššia ako pevnosť ocele, vlákno tohto pavúka je najsilnejším prirodzene sa vyskytujúcim materiálom, ktorý veda pozná.

Zástupcov rádu pavúkovcov možno nájsť všade. Sú to predátori, ktorí lovia hmyz. Svoju korisť chytia pomocou siete. Ide o flexibilné a odolné vlákno, na ktoré sa lepia muchy, včely a komáre. Ako pavúk pletie sieť, to je otázka, ktorá sa často pýta pri pohľade na úžasnú záchytnú sieť.

čo je web?

Pavúky sú jedným z najstarších obyvateľov planéty kvôli svojej malej veľkosti a špecifickému vzhľadu, sú mylne považované za hmyz. V skutočnosti ide o zástupcov radu článkonožcov. Telo pavúka má osem nôh a dve časti:

• cefalotorax;
• brucha.

Na rozdiel od hmyzu nemajú antény a krk oddeľujúci hlavu od hrudníka. Brucho pavúkovca je akousi továrňou na výrobu pavučín. Obsahuje žľazy, ktoré produkujú sekrét pozostávajúci z bielkovín obohatených o alanín, ktorý dodáva silu, a glycínu, ktorý je zodpovedný za elasticitu. Podľa chemického vzorca sú pavučiny blízke hmyziemu hodvábu. Vo vnútri žliaz je sekrét tekutý, ale pri pôsobení vzduchu stvrdne.

Informácie. Hodváb húseníc priadky morušovej a pavučiny majú podobné zloženie – 50 % tvorí fibroínový proteín. Vedci zistili, že pavučina je oveľa silnejšia ako sekrét húsenice. Je to spôsobené zvláštnosťou tvorby vlákien

Odkiaľ pochádza pavučina?

Na bruchu článkonožca sú výrastky - arachnoidné bradavice. V ich hornej časti sa otvárajú kanály arachnoidných žliaz, ktoré tvoria vlákna. Existuje 6 typov žliaz, ktoré produkujú hodváb na rôzne účely (pohybovanie, spúšťanie, zamotávanie koristi, skladovanie vajec). U jedného druhu sa všetky tieto orgány nevyskytujú súčasne;

Na povrchu bradavíc sa nachádza až 500 rotujúcich trubíc, ktoré dodávajú sekréciu bielkovín. Pavúk roztočí svoju sieť takto:

• pavúkové bradavice sú pritlačené k základni (strom, tráva, stena atď.);
• malé množstvo proteínu priľne na vybrané miesto;
• pavúk sa vzďaľuje a ťahá niť zadnými nohami;
• na hlavnú prácu sa používajú dlhé a flexibilné predné nohy, rám je vytvorený zo suchých nití;
• Poslednou fázou vytvárania siete je vytvorenie lepkavých špirál.

Vďaka pozorovaniam vedcov sa zistilo, odkiaľ pochádza pavučina. Je produkovaný pohyblivými párovými bradavicami na bruchu.

Zaujímavý fakt. Tkanina je veľmi ľahká, hmotnosť nite, ktorá ovinie Zem pozdĺž rovníka, by bola iba 450 g.

Ako postaviť rybársku sieť

Vietor je najlepším pomocníkom pavúka pri stavbe. Po vytiahnutí tenkej nite z bradavíc ju pavúkovec vystaví prúdu vzduchu, ktorý unáša zmrazený hodváb na značnú vzdialenosť. Toto je tajný spôsob, akým pavúk tká sieť medzi stromami. Pletivo sa ľahko prichytáva na konáre stromov, pričom ho pavúkovec používa ako lano a pohybuje sa z miesta na miesto.

V štruktúre webu možno vysledovať určitý vzor. Jeho základom je rám silných a hrubých nití usporiadaných vo forme lúčov rozbiehajúcich sa z jedného bodu. Počnúc od vonkajšej časti pavúk vytvára kruhy, ktoré sa postupne pohybujú smerom k stredu. Je úžasné, že bez akéhokoľvek vybavenia udržiava rovnakú vzdialenosť medzi každým kruhom. Táto časť vlákien je lepkavá a hmyz v nej uviazne.

Zaujímavý fakt. Pavúk žerie svoju vlastnú sieť. Vedci ponúkajú pre túto skutočnosť dve vysvetlenia - týmto spôsobom sa doplní strata bielkovín pri oprave rybárskej siete alebo pavúk jednoducho pije vodu visiacu na hodvábnych vláknach.

Zložitosť vzoru siete závisí od typu pavúkovca. Nižšie článkonožce vytvárajú jednoduché siete, zatiaľ čo vyššie článkonožce vytvárajú zložité geometrické vzory. Odhaduje sa, že stavia pascu s 39 polomermi a 39 špirálami. Okrem hladkých radiálnych závitov, pomocných a zachytávacích špirál existujú signálne závity. Tieto prvky zachytávajú a prenášajú na dravca vibrácie ulovenej koristi. Ak narazí na cudzí predmet (konár, list), malý majiteľ ho oddelí a vyhodí a potom obnoví sieť.

Veľké stromové pavúkovce ťahajú pasce s priemerom až 1 m. Do nich padá nielen hmyz, ale aj malé vtáky.

Ako dlho trvá pavúkovi utkať sieť?

Predátor strávi od pol hodiny do 2-3 hodín vytvorením prelamovanej pasce na hmyz. Jeho prevádzkový čas závisí od poveternostných podmienok a plánovanej veľkosti siete. Niektoré druhy tkajú hodvábne nite denne, robia to ráno alebo večer, v závislosti od ich životného štýlu. Jedným z faktorov určujúcich, ako dlho trvá pavúkovi utkať sieť, je jej typ – plochý alebo objemný. Plochá je známa verzia radiálnych závitov a špirál a objemová je pasca vyrobená z hrudky vlákien.

Účel webu

Jemné siete nie sú len pasce na hmyz. Úloha webu v živote pavúkovcov je oveľa širšia.

Chytanie koristi

Všetky pavúky sú predátori, zabíjajú svoju korisť jedom. Niektorí jedinci majú zároveň krehkú konštitúciu a môžu sa sami stať obeťami hmyzu, napríklad ôs. Na lov potrebujú úkryt a pascu. Túto funkciu vykonávajú lepkavé vlákna. Korisť ulovenú v sieti zapletú do zámotku nití a nechajú ju, kým ju vstreknutý enzým neuvedie do tekutého stavu.

Vlákna pavúkovitého hodvábu sú tenšie ako ľudský vlas, ale ich špecifická pevnosť v ťahu je porovnateľná s oceľovým drôtom.

Reprodukcia

Počas obdobia párenia samce pripevňujú svoje vlastné vlákna na pavučinu samice. Rytmickým úderom na hodvábne vlákna oznamujú potenciálnemu partnerovi svoje zámery. Žena prijímajúca dvorenie zostúpi na územie samca, aby sa spárila. U niektorých druhov iniciuje hľadanie partnera samica. Vylučuje vlákno s feromónmi, vďaka čomu ju pavúk nájde.

Domov pre potomkov

Zámotky na vajíčka sú tkané zo sekrétov hodvábnych pavúkov. Ich počet v závislosti od druhu článkonožca je 2-1000 kusov. Samice zavesia sieťové vaky s vajíčkami na bezpečné miesto. Škrupina kokónu je pomerne pevná, pozostáva z niekoľkých vrstiev a je napustená tekutým sekrétom.

Vo svojej nore pavúkovce tkajú siete okolo stien. To pomáha vytvárať priaznivú mikroklímu a slúži ako ochrana pred nepriaznivým počasím a prirodzenými nepriateľmi.

Sťahovanie

Jednou z odpovedí na otázku, prečo pavúk tká sieť, je, že ako dopravný prostriedok používa vlákna. Na pohyb medzi stromami a kríkmi, rýchlo pochopiť a spadnúť, potrebuje silné vlákna. Na prelet na veľké vzdialenosti sa pavúky vyšplhajú do zvýšených výšok, uvoľnia rýchlo tvrdnúcu sieť a potom s poryvom vetra odletia niekoľko kilometrov. Najčastejšie sa výlety robia v teplých, jasných dňoch babieho leta.

Prečo sa pavúk nelepí na sieť?

Aby sa pavúk nedostal do vlastnej pasce, vytvorí niekoľko suchých nití na pohyb. Dokonale sa orientujem v spletitosti sietí a bezpečne sa približuje k uviaznutej koristi. Zvyčajne v strede rybárskej siete zostáva bezpečná oblasť, kde dravec čaká na korisť.

Záujem vedcov o interakciu pavúkovcov s ich loveckými pascami sa začal pred viac ako 100 rokmi. Spočiatku sa navrhovalo, že na ich labkách je špeciálne mazivo, ktoré zabraňuje lepeniu. Žiadne potvrdenie teórie sa nikdy nenašlo. Natáčanie pohybu pavúčích nôh po vláknach zo zamrznutého sekrétu poskytlo vysvetlenie mechanizmu kontaktu pomocou špeciálnej kamery.

Pavúk sa nelepí na svoju sieť z troch dôvodov:

• veľa elastických chĺpkov na nohách znižuje oblasť kontaktu s lepkavou špirálou;
• špičky nôh pavúka sú pokryté olejovou kvapalinou;
• pohyb prebieha zvláštnym spôsobom.

Aké je tajomstvo štruktúry nôh, ktoré pomáha pavúkovcom vyhnúť sa lepeniu? Na každej nohe pavúka sú dva podporné pazúry, ktorými sa drží na povrchu, a jeden pružný pazúr. Pri pohybe tlačí vlákna na pružné chĺpky na chodidle. Keď pavúk zdvihne nohu, pazúr sa narovná a chĺpky odtlačia pavučinu.

Ďalším vysvetlením je nedostatok priameho kontaktu medzi nohou pavúka a lepkavými kvapôčkami. Padajú na chĺpky na nohe a potom ľahko tečú späť na niť. Nech už zoológovia uvažujú o akejkoľvek teórii, fakt zostáva nezmenený, že pavúky sa nestávajú väzňami svojich vlastných lepkavých pascí.

Iné pavúkovce, ako sú roztoče a pseudoškorpióny, môžu tiež tkať siete. Ich siete sa však v sile a zručnom tkaní nedajú porovnávať s dielami skutočných majstrov - pavúkov. Moderná veda ešte nie je schopná reprodukovať web pomocou syntetickej metódy. Technológia výroby pavúčieho hodvábu zostáva jednou zo záhad prírody.