Как паук плетет паутину, откуда берется паутинный шелк? Загадки паутины Из чего паук плетет паутину.

⁰

Несмотря на всю нелюбовь человечества к паукам, а также на обилие предрассудков и страшных историй, связанных с ними, вопрос, как паук плетет паутину, появляется у малышей чуть ли не одновременно с интересом, а вода мокрая. Результат труда этих малопривлекательных животных действительно зачастую напоминает изящное кружево. И если самих пауков разглядывать неприятно, и многие даже их боятся, то паутина, созданная ими, невольно привлекает внимание и вызывает искреннее восхищение.

Между тем не все знают, что такие «занавески» ткут вовсе не все представители отряда. Почти каждый из видов способен создать нить для основы, но ловчие сети плетут только те, которые охотятся ловушками. Их называют тенетными. Они даже выделены в отдельное надсемейство «Araneoidea». И названия пауков, плетущих охотничьи сети, насчитывает целых 2308 пунктов, среди которых присутствуют и ядовитые - те же и каракурт. Те же, кто охотится, нападая из засады или выслеживая добычу, паутину используют исключительно в бытовых целях.

Уникальные качества паучьего «текстиля»

Несмотря на мелкие размеры создателей, особенности паутины вызывают некоторую зависть со стороны венца природы - человека. Некоторые ее параметры невероятны даже с достижениями современной науки.

Прочность. Паутина может порваться от своего веса, только если паук выплетет ее длиной в 50 метров.
Исключительная тонкость. Отдельная паутинка заметна, только когда попадает в луч света.
Эластичность и упругость. Растягивается ниточка без разрыва в 2-4 раза, причем без потери прочности.

И все эти качества достигаются без всякого технического оборудования - паук обходится тем, чем снабдила его природа.

Виды паутинок

Интересно не только то, как паук плетет паутину, но и то, что он умудряется вырабатывать ее разных «сортов». Грубо говоря, их можно разделить на три типа:

Учеными выделяется и еще один вид паутины, которая отзеркаливает ультрафиолет, подманивая бабочек. Многие считают, что готовая паутина обязательно имеет свой узор. Однако это не так: названия пауков, способных на творческие изыски, можно пересчитать без особого труда, и все такие художники относятся к аранеоморфным представителям этого отряда членистоногих.

Для чего она нужна

Если задать человеку вопрос, зачем пауку паутина, он без всяких сомнений ответит: для охоты. Но этим вовсе не исчерпываются ее функции. Дополнительно она применяется в таких направлениях:

для утепления норок перед зимовкой;
для создания коконов, в которых созревает потомство;
для защиты от дождя - из нее пауки делают своего рода навесы, предотвращающие попадание воды в «домик»;
для путешествий. Некоторые пауки переселяются сами и выпроваживают из лона семьи детей на длинных паутинках, уносимых ветром.

Образование строительного материала

Итак, разберемся все же, как паук плетет паутину. На брюшке у «ткача» расположены шесть желез, которые считаются трансформированными рудиментами ног. Внутри тельца вырабатывается особый секрет, который принято называть жидким шелком. На выходе через прядильные трубочки он начинает затвердевать. Одна такая ниточка настолько тонка, что ее трудно разглядеть даже под микроскопом. Лапами, расположенными ближе к «работающим» в текущий момент железам, паук скручивает несколько ниток в одну паутинку - приблизительно так, как это делали женщины в старину при прядении из кудели. Именно в тот момент, как паук плетет паутину, закладывается основная характеристика будущей паутинки - липкость или повышенная крепость. И каков механизм выбора, ученые пока не выяснили.

Технология растяжки

Ловчая сеть для ее эффективности должна быть между чем-нибудь растянута - например, между ветками. Когда первая нить создана ее создателем достаточно длинной, он прекращает прядение и растопыривает прядильные органы. Так он ловит ветерок. Малейшее шевеление ветра (даже от нагретой земли) относит паутинку к соседней «опоре», за которую та и цепляется. Паук по «мостику» перемещается (чаще всего провиснув спинкой вниз) и начинает плетение новой радиальной нити. Только когда основа закреплена, он начинает двигаться по окружности, вплетая в нее липкие поперечные линии. Надо сказать, пауки - весьма экономные создания. Оказавшуюся ненужной поврежденную или старую паутину они съедают, пуская «вторсырье» на второй круг использования. А старой она становится, по мнению создателя, довольно быстро, так как паук плетет паутину зачастую каждый день (или ночь, если он - сумеречный охотник).

Чем питаются пауки

Принципиально важный вопрос, так как паук плетет паутину все же в первую очередь для добычи пропитания. Отметим, что все без исключения виды пауков - хищники. Однако их рацион сильно зависит от размеров, методов охоты и места проживания. Все тенетные (плетущие сети) пауки насекомоядны, причем в основе их рациона - преимущественно летающие формы. Хотя если на паутину свалится с дерева ползающий персонаж, ее владелец им не побрезгует. Те, кто живет в норках и поближе к земле, едят в основном прямокрылых и жуков, хотя могут затащить в свое убежище небольшую улитку или червя. Среди разнообразия того, чем питаются пауки, есть и более крупные объекты. Для водяного представителя племени с названием Argyroneta жертвами становятся рачки, водные насекомые и рыбьи мальки. Экзотические гиганты-птицееды охотятся на лягушек, птиц, маленьких ящериц и мышей, хотя большую часть их рациона составляют все те же насекомые. Но есть и более привередливые виды. Особи семейства Mimetidae охотятся только на пауков, не принадлежащих их виду. Огромный птицеед Grammostola ест молодых змей - и изничтожает их в поражающих воображение количестве. Пять семейств пауков (в частности, Ancylometes) ловят рыбу, причем способны нырять, плавать, выслеживать добычу и даже вытаскивать ее на сушу.

В брюшной полости пауков есть многочисленные паутинные железы. Их протоки открываются мельчайшими прядильными трубочками, которые находятся на концах шести паутинных бородавок на брюшке паука. У паука-крестовика, например, таких трубочек около 500-550. Паутинные железы вырабатывают жидкий вязкий секрет, состоящий из белка. Этот секрет обладает способностью мгновенно затвердевать на воздухе. Поэтому, когда белковый секрет паутинных желез выделяется через прядильные трубочки, он застывает в форме тонких нитей.

12
1. Паук-крестовик (со вскрытой брюшной полостью)
2. Паутинные бородавки паука

Паук начинает прясть свою паутину так: он прижимает паутинные бородавки к субстрату; при этом небольшая порция выделившегося секрета, застывая, приклеивается к нему. Затем паук продолжает вытягивать вязкий секрет из паутинных трубочек при помощи задних ног. Когда он удаляется от места прикрепления, остальной секрет просто растягивается в быстро затвердевающие нити.

Пауки используют паутину для самых разных нужд. В паутинном убежище паук находит благоприятный микроклимат, там же он укрывается от врагов и непогоды. Некоторые пауки оплетают паутиной стенки норки. Из паутины паук плетет липкие ловчие сети для поимки добычи. Яйцевые коконы, в которых развиваются яйца и молодые паучки, тоже делаются из паутины. Паутина используется пауками также для путешествий - из нее маленькие тарзаны плетут страховочные нити, которые защищают от падения при прыжках. В зависимости от цели использования паук может выделять липкую или сухую нить определенной толщины.

По химическому составу и физическим свойствам паутина близка к шелку тутовых шелкопрядов и гусениц, только она гораздо прочнее и эластичнее: если нагрузка разрыва для гусеничного шелка составляет 33-43 кг на 1 мм 2 , то для паутины - от 40 до 261 кг на мм 2 (в зависимости от вида)!

Паутину могут выделять и другие паукообразные, например, паутинные клещи и ложноскорпионы. Однако подлинного мастерства в плетении паутины достигли именно пауки. Ведь важно не только уметь делать паутину, но и производить ее в большом количестве. Кроме того, «ткацкий станок» должен быть расположен в том месте, где им удобнее пользоваться. У ложноскорпионов и паутинных клещей сырьевая база паутины располагается... в голове, а ткацкий аппарат - на ротовых придатках. В условиях борьбы за существование преимущество получают животные, у которых голова утяжелена мозгами, а не паутиной. Такими и являются пауки. Брюшко паука - самая настоящая паутинная фабрика а прядильные устройства - паутинные бородавки - образованы из атрофированных брюшных ног на нижней стороне брюшка. Да и конечности пауков просто "золотые" - они прядут так ловко, что им может позавидовать любая кружевница.

Все пауки, независимо от вида, плетут паутину. Она представляет собой сеть, в которую падают мелкие насекомые. Они служат для животных пищей. Нити, из которых выполнена сеть, липкие, но пауки к ней не приклеиваются.

Дело в том, что паутина имеет свою структуру. Одни нити служат ловушкой, а другие предназначены для поддержания тканевого полотна. В них клейкого вещества меньше.

Паук передвигается по сплетённой сети, едва касаясь конечностями. Кончики волосков смазаны гелем, который не позволяет особи попасть в свои же сети. Для чего плетёт паутину паук-птицеед? Из чего состоят нити?

Пауки-птицееды тоже плетут паутину, но не для того чтобы установить ловушку для ловли насекомых. Животные охотятся, выжидают свою добычу в укрытии. Нити они разбрасывают вокруг своего убежища. Они тонкие, незаметные для человеческого глаза.

Самцы в период размножения плетут сперма-паутину.

При строительстве тканевого полотна из половых желёз, которые у паука находятся на брюшке, выделяется семенная жидкость. В дальнейшем особи собирают жидкость в бульбусы, которые находятся на концах педипальп; бульбусы функционируют, как помпа.

Некоторые виды пауков плетут паутину для сбора воды. На нитях образуется роса, которую употребляют и взрослые особи, и молодняк в качестве питья. Особенно это актуально в жаркий сезон. Много воды ткань не удержит, но капельки росы на ней оседают.

Толщина паутинной нити 10 микрон. У птицеедов она обладает большей прочностью, чем шёлковая нити шелкопряда. Полотно площадью в 1 мм2 выдерживает силу на разрыв в 260 кг.

В конце 17 в. во Франции велись разработки по созданию тканей из паутины, которые должны были заменить шёлк. Были сшиты перчатки и чулки. Изделия представлялись при Королевском дворе.

Паутина представляет собой секрет, который выделяется паутинными железами. Они находятся в брюшке, соединены тонкими канальцами с выходными отверстиями. Отверстия располагаются в паутинных бородавках. Они находятся на конце брюшка. У птицееда это парный орган.

Паутинных желёз в членистоногих животных несколько. Каждая имеет свою функцию, выделяет секрет для создания определённого участка паутины и для ткани, которая выполняет определённую функцию; строительство жилища и кокона, сигнализация, уборка территории.

У пауков отмечается наличие следующих желёз:

дольковидная – отвечает за создание мягкого слоя кокона; нити используются ещё и для оборачивания жертвы, чтобы её легче было удержать хелицерами;
трубковидная – секрет выделяется для изготовления верхнего слоя кокона; он более прочный и жёсткий;
венечная – из нитей выстраивается внешний контур паутины и её крепление к какому-либо предмету: коре дерева, веткам, к грунту; птицеед используют нити данной природы для укрепления своей норы, для создания «воздушных» туннелей на дереве;
древовидная железа выделяет секрет, из которого выводятся нити внутреннего контура паутины; на нитях находятся капельки клея; они распределяются по всей длине чётко на определённом расстоянии; для плетения пауки не используют узлы;
большая ампуловидная железа выделяет секрет для изготовления основного «тела» полотна; нити ложатся точно на клейкие капельки;
существует ещё малая ампуловидная железа, но у птицеедов она развита плохо; пауки изготавливают из нитей дополнительную спираль для ловчей зоны, что птицеедам несвойственно.

Нити состоят из белка, фиброина, который представляет собой цепочку аминокислот. Основную часть занимает аланин и глицин. В небольших количествах в паутинном секрете содержится глутаминовая кислота, лейцин, тирозин, серин. 13% приходится на протеид.

Это сложный белок. Он состоит из аминокислот и из соединений, которые относятся к неаминокислотной природе происхождения.

Состав секрета у самки и самца птицееда неодинаков. В период размножения мужские особи находят паучих по их паутине. Секрет выводится из паутинных бородавок с большой скоростью.

Он будто бы выстреливается пауком. Он жидкий, но соприкасаясь с воздухом, быстро кристаллизуется, превращаясь в прочную и эластичную нить.

Каждый паук-птицеед выплетает свою конструкцию полотна. Паутина отличается индивидуальным рисунком, способом расположения нитей, креплением.

По полотну арахнологи могут определить только пол и вид членистоногого животного. Для плетения особи используют передние и задние конечности. Арахнологи продолжают изучать мир насекомых, и в начале 2000 года они установили, что на конечностях у членистоногих животных тоже имеются паутинные микрожелезы. Которые активно используются для создания полотна.

Паутина членистоногих животных имеет сложную структуру. Плетение полотна является безусловным рефлексом паука. Птицееды не учат своё потомство создавать сети. Способность закладывается природой.

Личинки уже могут вести самостоятельный образ жизни. Они выкапывают небольшие норы, в которых укрепляют грунт с помощью тонких нитей или обустраивают жилище под корой дерева, густо оплетая близлежащую площадь.

YouTube responded with an error: Daily Limit Exceeded. The quota will be reset at midnight Pacific Time (PT). You may monitor your quota usage and adjust limits in the API Console: https://console.developers.google.com/apis/api/youtube.googleapis.com/quotas?project=268921522881

Как паук плетет паутину? Делает он это уже более 200 млн. лет. Каждый из 42 тыс. видов делает это по индивидуальной схеме: классическая колесовидная сеть, гамак, навес или одиночные нити-ловушки.

Природа снабдила этих животных уникальным прядильным аппаратом. Точно воспроизвести его конструкцию и состав выпускаемых нитей ученые не могут до сих пор.

Где образуется и откуда выходит

Пауки и их паутина – в своем роде уникальное природное явление. Процесс плетения напоминает производство сахарной ваты – заранее смешанный состав вытягивается из узкого отверстия резервуара и застывает на воздухе в виде тонкой нити.

Емкостью служит брюшко животного, а материалом – секрет, вырабатываемый его внутренними паутинными железами.

В нижней части тела паука (опистоме) расположены от 1 до 4 пар наростов – паутинные бородавки. У некоторых видов эти выросты подвижны и одновременно выполняют функцию органа осязания. Это и есть та область, откуда у паука появляется паутина.

Часть поверхности бородавок усеяна мелкими волосками – паутинными трубочками. Каждая из них является выходным протоком внутренней железы и состоит из двух частей – толстой (базальной, внутренней) и тонкой (формирующей, концевой). Участок с трубочками называется паутинным полем.

Наряду с трубочками в производстве паутины участвуют хитиновые конусы, также расположенные на поверхности бородавок. В них открываются более крупные железы.

Выделение нити контролируется центральной нервной системой паука. Толщина, липкость и даже оттенок могут варьироваться.

Для этого в процессе плетения задействуются различные типы желез, например:

трубковидные – выпускают нити для яйцевого кокона. У самцов данный тип желез отсутствует;
ампуловидные – производят сухие толстые нити для основы сети;
грушевидные – прочные тонкие волокна для крепления паутины к основе;
дольковидные – двойное шелковое волокно, основа спиральных нитей ловчей сети;
древовидные – выделяют клей для покрытия основы, не застывающий при контакте с воздухом. При сильном увеличении на нитях будут заметны капельки – липкий секрет древовидных желез. Именно на них во время дождя концентрируется влага.

У каждой разновидности пауков свой набор желез. Переключение с одной на другую занимает примерно минуту. Паук-крестовик плетет паутину, используя 6 желез. На его паутинных бородавках расположено от 480 до 560 трубочек и около 20 конусов.

Как пауки плетут паутину

Все виды пауков предпочитают плести сети или растягивать нити-ловушки по ночам. В это время создаются оптимальные условия: нет жары, ветра, солнечного света, воздух достаточно увлажнен.

Для фиксации нити к какой-либо поверхности паук прижимает к ней бородавки, а затем отползает, увлекая застывающее волокно за собой.

Вытягивание нити производится при помощи задних ног, одновременно регулируется ее натяжение и положение.

Как паук-крестовик плетет паутину:

Паук выбирает место, выпускает нить и ждет, пока она в свободном парении зацепится за опору. Расстояние между точками крепления может достигать 2 м и более.
Затем животное переползает на другую сторону нити, закрепляет ее, возвращается примерно на 1/3 расстояния и свисает вниз, выпуская другую нить, которую под наклоном фиксирует к расположенной ниже опоре.
Паук по наклонной нити возвращается вверх на опорную, одновременно выпуская новое волокно, но не закрепляя его. Конец будет зафиксирован к опорной нити ближе к ее противоположному концу. Таким образом строится паутиновая рама в форме перевернутого треугольника. Могут быть варианты в виде квадрата или неправильного многоугольника.
В плоскости рамы строятся внутренние радиусы (от 30 до 50). Паук протягивает их не через единую точку в середине, а крепит к густому паутинному сплетению. По завершении он возвращается в центр и начинает по кругу соединять радиусы временными вспомогательными перемычками (провизорная спираль). У временной спирали витков мало, расстояние между ними при приближении к краю рамы увеличивается.
Оказавшись на периферии, паук разворачивается и начинает плести уже постоянные перемычки (ловчую спираль из клейкой нити), перекусывая временные и скатывая их в комочки. Движение происходит по сужающейся спирали от краев к центру. Расстояние между витками уже одинаковое («спираль Ахимеда»).

Любой предмет, попавший в ловушку, тщательно обследуется, затем либо сбрасывается, либо закручивается в кокон. Сам паук не прилипает к клейким волокнам благодаря особым волоскам на лапах.

Не все пауки плетут ловчую сеть. Одни виды зависают на прочном паутинном волокне, выжидая жертву, затем набрасываются на нее и быстро опутывают. Другие сидят в норе и ждут, пока завибрируют растянутые неподалеку сигнальные нити.

Некоторые плетут сети в виде навеса, располагая их горизонтально. Такая паутина держится на проходящих сквозь нее нитях, зафиксированных сверху и снизу.

Видео

Пауки настраивают паутину как гитару

Состав паутины

Основа паутины (2/3 ее состава) – это нерастворимый в воде белок фиброин (фибриллярный белок). Это вещество, которое дает паутине паука повышенную прочность. Состоит из комплекса простых белков (альбуминов), d-аланина (аминокислота), глютаминовой и аминоуксусной кислот.

Клейкость паутине обеспечивает серицин (вещество белкового происхождения, шелковый клей). В химический состав паутины также входит нитрат и гидрофосфат калия, обеспечивающие защиту от бактерий и грибков.

В зависимости от типа используемых желез паук производит около 7 разновидностей волокон различного химического состава, из чего и сплетает структурные части паутины.

Структура нити неоднородна. Она составлена жесткими белковыми кристаллами, прочно соединенными эластичными связками. По химическому составу и свойствам паутина похожа на шелк тутового шелкопряда, но паучий прочнее.

Нить сохраняет прочность при растяжении, не перекручивается даже при длительном вращении. Последнее свойство называется «шарнирность». Солнечный свет, жаркий и сухой воздух ослабляют прочность нити.

Роль паутины в жизни паука

Паутина – это не только ловчая сеть, которой паук опутывает свою жертву. Ее роль гораздо важнее. Реализация инстинкта размножения − одна из основных целей, вот зачем пауки плетут свою паутину. Самки используют ее для привлечения самца, оставляя на нитях феромоны.

Самцы аранеоморфных пауков в преддверии брачного периода плетут особую сперматическую сетку, на которую выделяют семенную жидкость для последующего переноса в особый резервуар на передних конечностях-щупальцах (педипальпы). Они же являются органом совокупления.

Из паутины также ткутся яйцевые коконы. Некоторые из них имеют очень сложную барьерную структуру. Бактериостатические свойства паутины защищают яйца от воздействия плесневых грибков, бактерий и высыхания.

Еще одна причина, зачем паукам нужна паутина — это защита. Взрослые особи прячутся в паутинных коконах в периоды линьки. В это время они наиболее уязвимы, а плотный воздухопроницаемый чехол надежно защищает от внешних факторов.

Водяные пауки создают из паутинных нитей кокон для сбора пузырьков воздуха. Многие виды устилают волокнами стены своего жилища, оплетают вход в него.

Паукообразные выделяются из всех насекомых способностью плести удивительные паутинные узоры.
Как паук плетет паутину — невозможно себе представить. Маленькое существо создает большие и прочные сети. Удивительная способность сформировалась 130 млн лет назад.

Все возможности у животных появляются и закрепляются при естественном отборе неслучайно. Каждое действие имеет строго определенное назначение.

Паук плетет паутину для достижения жизненно важных целей:

ловли добычи;
размножения;
укрепления своих норок;
страхования при падении;
обмана хищников;
облегчения передвижения по поверхностям.

Отряд пауков состоит из 42 тысяч видов, у каждого из которых есть свои предпочтения в использовании паутинной конструкции. Для удержания жертвы сетку используют все представители. Самцы — аранеморфы на сетке оставляют выделения семенной жидкости. Затем паук на паутине прогуливается, собирая выделения на органы совокупления.

После оплодотворения малыши формируются в защитном паутинном коконе. Некоторые самки на сетке оставляют ферромоны – вещества, привлекающие партнеров. Кругопряды обволакивают нитями листья, веточки. В результате получаются муляжи для отвлечения хищников. Серебрянки, живущие в воде, делают домики с воздушными полостями.

Размеры сети зависят от вида пауков. Некоторые тропические паукообразные создают «шедевры» с диаметром 2 м, способные удержать даже птицу. Обычные паутинные сети имеют меньшие размеры.
Интересно узнать – сколько паук плетет паутину. Зоологам удалось выяснить, что крестовик справляется с работой за несколько часов. На создание узоров большой площади у представителей жарких стран уходит несколько дней. Главную роль в процессе выполняют специальные органы.

Строение паутинных желез

На брюшке насекомого имеются выросты – паутинные бородавки с отверстиями в виде трубочек.
По этим протокам из паутинной железы наружу поступает вязкая жидкость. При попадании на воздух гель превращается в тонкие волокна.

Химический состав паутины

Уникальная способность выделяющегося раствора застывать объясняется структурными компонентами.

В состав жидкости содержится большая концентрация белка, содержащая следующие аминокислоты:

глицин;
аланин;
серин.

Четвертичная структура белка при выталкивании из протока изменяется таким образом, что в результате формируются нити. Из нитевидных образований впоследствии получаются волокна, прочность которых
в 4 – 10 раз больше прочности человеческого волоса.,
в 1,5 – 6 раз прочнее стальных сплавов.

Теперь становится понятно — как паук плетет паутину между деревьями. Тонкие прочные волокна не разрываются, легко сжимаются, растягиваются, вращаются без скручивания, соединяют ветки в единую сеть.

Цель жизни паука – добыча белковой пищи. Ответ на вопрос «Почему пауки плетут паутину» очевиден. Прежде всего, для охоты на насекомых. Они изготавливают ловчую сеть сложной конструкции. Внешний вид узорчатых структур отличается.

Чаще всего мы видим многоугольные сети. Иногда они бывают почти круглыми. Плетение от пауков требует невероятной сноровки и терпения. Сидя на верхней ветке, они формируют нить, которая зависает в воздухе. Если повезет, то нитка быстро зацепится за ветку в подходящем месте и паук, переместится на новую точку для дальнейшей работы. Если нитка никак не зацепляется, паук подтягивает ее к себе, съедает ее, чтобы продукт не пропадал, и начинает процесс заново. Постепенно формируя каркас, насекомое приступает к созданию радиальных основ. Когда и они будут готовы, дело остается за малым — сделать соединительные нити между радиусами;
У воронковых представителей подход другой. Они изготавливают воронку и затаиваются на дне. Когда приближается жертва, паук выскакивает и затягивает ее в воронку;
Некоторые особи формируют сеть из зигзагообраных нитей. Вероятность того, что жертва не выпутается из такого узора значительно больше;
Паук с названием «бола» не утруждает себя, выплетает всего одну нить, на которой в конце находится капелька клея. Охотник выстреливает нитью в жертву, приклеивая ее намертво;
Пауки – огры оказались еще хитрее. Они делает маленькую сетку между лапами, затем набрасывают на требуемый объект.

Конструкции зависят от условий проживания насекомых, их видовой принадлежности.

Заключение

Выяснив — как паук плетет паутину, каковы ее особенности, остается восхититься этим творением природы, пытаться создать что-то подобное. В нежных узорах вязанных шалей мастерицы копируют узоры. По аналогичным схемам делают антенны, сети для ловли рыб и животных. Полностью смоделировать процесс человеку пока не удалось.