ترکیب شیمیایی تار مرد عنکبوتی واقعی چه چیزی قوی تر است - تار یا فولاد؟ چه کسی قوی ترین وب را دارد؟ توابع وب و هدف آن

در قرن هجدهم، یک بون از مونپلیه برای خودش یک جفت جوراب و دستکش از تار عنکبوت بافت. این تجربه استفاده از تار عنکبوت برای مقاصد نساجی تنها تجربه بود. در حال حاضر، وب تنها به عنوان خط کش ابزارهای نوری دقیق استفاده می شود.

تار از آمینو اسیدهای موجود در خون عنکبوت سنتز می شود. این در سلول هایی که در دیواره هستند اتفاق می افتد غدد عنکبوتی. وب در قطرات تولید می شود. آنها در قسمت مرکزی توخالی غده ادغام می شوند. این مایع چسبناک در واقع محلول غلیظی از تار عنکبوت است. محلول در غدد جمع می شود تا زمانی که عنکبوت به تار نیاز پیدا کند و از مجاری زگیل عنکبوتی کشیده شود. وب به سرعت به یک رشته نازک کشیده می شود و بلافاصله از حالت چسبناک به حالت جامد می رسد.

موادی که می توانند به رشته ها کشیده شوند معمولاً پلیمرهای با وزن مولکولی بالا هستند. آنها از مولکول های بلند و نازک تشکیل شده اند. وقتی مولکول ها در محلول قرار می گیرند، پیچ خورده می شوند. با این حال، اگر آنها از یک سوراخ نازک بیرون کشیده شوند، باز می شوند و در تمام طول فیبر قرار دارند. مولکول ها در این موقعیت توسط پیوندهای عرضی که بین زنجیره های مجاور تشکیل می شوند، نگه داشته می شوند.

با حرکت، عنکبوت معمولاً یک نخ دوتایی می بافد - به اصطلاح نخ آویزان. از افتادن آن جلوگیری می کند و هر زمان که عنکبوت نیاز به پایین آمدن داشته باشد با دیسک های متصل به آن متصل می شود.

نخ آویزان را گاهی با دو نخ نازک‌تر تقویت می‌کنند. همچنین برای ساخت قاب بیرونی و رزوه های شعاعی توری استفاده می شود. یکی دیگر از بخش های اصلی توری تله، یک نخ مارپیچ است. در واقع مگس هایی را که روی آن می افتند را می گیرد.

کل شبکه بسیار چسبنده و بسیار الاستیک است. به دلیل وجود قطرات بسیار چسبناکی که هر دو تار عنکبوت را می پوشاند و آنها را در کنار هم نگه می دارد، چسبناک است. در کوچکترین تماس با یک نخ چسبناک، مگس می چسبد. نخ می تواند بدون شکستگی کشیده شود، مهم نیست که قربانی چقدر قوی است. این معمولاً باعث می شود که مگس در نخ های چسبناک مجاور نیز درگیر شود. عنکبوت با نگه داشتن مگس، آن را با آرواره ها، ناخن های پا و پاهای جلویی خود می چرخاند، در حالی که پاهای عقبی تار را از زگیل عنکبوتی می کشد. بنابراین مگس خود را در یک "بانداژ" تار عنکبوت می یابد و عنکبوت اغلب قربانی را به پناهگاه خود می برد، جایی که یا فورا خورده می شود یا "در ذخیره" آویزان می شود.

وب دیگری وجود دارد. از آن برای ساخت پیله استفاده می شود. این نخ عنکبوت را دور تخم هایی که در پاییز گذاشته اند می پیچد. پیله از تخم ها در برابر آب و هوای بد و تجاوزات شکارچیان مختلف محافظت می کند.

وب از پروتئین تشکیل شده است. پروتئین ها نقش اساسی در ساختار و عملکرد همه موجودات زنده دارند. آنها میوزین در ماهیچه ها، کلاژن در بافت های همبند، هموگلوبین در خون و همچنین آنزیم هایی را می سازند که همه را کنترل می کنند. واکنش های شیمیاییدر یک موجود زنده

پروتئین ها مولکول های بزرگی هستند که از بیست اسید آمینه مختلف ساخته شده اند. یک مولکول پروتئین وب ممکن است از یک یا چند زنجیره تشکیل شده باشد که در یک یا چند مکان به هم متصل شده اند. پیوندهای متقابل قوی توسط آمینو اسید سیستین ایجاد می شود که می تواند به دو زنجیره مختلف "چسبیده" شود. سیستین همچنین می تواند پیوندی بین قسمت های مختلف یک زنجیره ایجاد کند و حلقه ها را تشکیل دهد.

بیست اسید آمینه می توانند تعداد زیادی پروتئین مختلف را تشکیل دهند. یکی از اهداف اصلی که توسط شیمیدانان پروتئین دنبال می شود، تعیین تعداد اسیدهای آمینه در یک پروتئین و موقعیت نسبی آنها است.

برای تعیین ترکیب اسید آمینه، آن را با جوشاندن در اسید هیدروکلریک به اسیدهای آمینه تشکیل دهنده خود تجزیه می کنند. سپس تمام اجزاء از مخلوط اسیدهای آمینه جدا می شوند. بیست و پنج سال پیش، این یک روش نسبتاً پیچیده بود که نیاز داشت تعداد زیادیمواد و زمان، و همچنین همیشه نتایج دقیق نمی دهد. در حال حاضر می توان آنالیز کامل اسیدهای آمینه را روی چند میلی گرم ماده در یک روز انجام داد. دانشمندان دستگاهی ساخته اند که در آن ابتدا مخلوطی از اسیدهای آمینه به اجزاء تجزیه می شود و سپس تعداد آنها به صورت خودکار ثبت و در قالب نمودار ثبت می شود.

این روش های تحلیلی در تجزیه و تحلیل تعدادی از تار عنکبوت به کار گرفته شده است. در ترکیبات نخ پیله و نخ آویز تفاوت زیادی وجود دارد. اسیدهای آمینه اصلی اولی آلانین و سرین، دومی گلیسین و آلانین هستند. بیش از نیمی از پروتئین در هر مورد تنها توسط دو اسید آمینه تشکیل می شود، اگرچه بسیاری از اسیدهای آمینه دیگر در آنها وجود دارد. بیشتر از همه در شبکه ای از اسیدهای آمینه با زنجیره های جانبی بسیار کوتاه.

دانستن نحوه آرایش اسیدهای آمینه در یک پروتئین بسیار مهم است. اما این هنوز توضیح همه خواص الیاف را ممکن نمی کند. این ویژگی ها تا حد زیادی به نحوه چیدمان زنجیره ها نسبت به یکدیگر بستگی دارد.

در سال 1913، پدر و پسر براگی نشان دادند که یک کریستال از هر ماده ای که در اشعه ایکس می چرخد، آنها را در زوایای خاصی منعکس می کند، زیرا شامل اتم های مرتب شده ای است که صفحات بازتاب را تشکیل می دهند. در همان سال، دو ژاپنی - نیکیشووا و اونو - دریافتند که بسیاری از الیافی که قرار بود ساختار کریستالی نداشته باشند، بازتاب های خاصی را نیز ایجاد می کنند.

اشعه ایکس موجود رشته های عنکبوتیه در مقایسه با پرتوهای ایکس کریستال های واقعی نامحسوس به نظر می رسند، اما می توانند اطلاعات قابل توجهی در مورد ساختار شبکه ارائه دهند. این واقعیت که چنین الگوی اشعه ایکس حاوی نقاطی است، نشان دهنده وجود مناطق کریستالی در الیاف تار است که دارای آرایش منظمی از اتم ها هستند. اعتبار تعیین ساختار این مناطق کریستالی در درجه اول به پروفسور لینوس پاولینگ از موسسه فناوری کالیفرنیا و پروفسور وارویک تعلق دارد.

به لطف این مطالعات، می دانیم که تقریباً همه انواع وب ساختار مشابهی دارند. با کشیدن چندین خط موازی با فاصله مساوی روی یک کاغذ و سپس جمع کردن این ورق به شکل چین‌هایی در زوایای قائم به خطوط، می‌توان ایده‌ای کلی از آن به دست آورد. خطوط نشان دهنده زنجیره های پپتیدی طولانی هستند و مکان هایی که با چین ها تلاقی می کنند، موقعیت اتم های کربن را نشان می دهد که زنجیره های جانبی از آن ها امتداد می یابند. آنها در زوایای قائم به صفحه ورق می روند.

اکنون تعدادی از صفحات مشابه را در کنار هم در نظر بگیرید. چگالی "بسته بندی" آنها به اندازه گروه های I بستگی دارد. تقریباً همه تارها دارای زنجیره‌هایی هستند که به روشی مشابه در داخل صفحات چیده شده‌اند و فقط در فاصله بین صفحات متفاوت هستند: از 3.3 تا 15.6 آنگستروم متغیر است.

رشته تار زیر استوانه‌ای بلند و منظم با مقطع دایره‌ای تقریباً منظم است. یکی از راه های مقایسه ظرافت الیاف، نشان دادن وزن یک طول خاص از الیاف است. برای یک وب، معمولاً به صورت انکار بیان می شود - وزن 9 کیلومتر نخ بر حسب گرم. در این سیستم اندازه گیری، نخ کرم ابریشم 1 دنیر وزن دارد، در حالی که وزن موی انسان 40 تا 50 دنیر است. وزن نخ پیله عنکبوت 0.7 دنیر است و نخ آویزان حتی کمتر، 0.07 دنیر است. یک نخ آویزان که در سراسر کره زمین در خط استوا پیچیده شده باشد تنها حدود 340 گرم وزن دارد.

استحکام و استحکام کششی رزوه ها می باشد اهمیتبرای صنعت نساجی برای مقایسه رزوه هایی با ضخامت های مختلف، استحکام آنها را معمولا بر حسب مقاومت کششی، یعنی بر حسب بار شکست تقسیم بر دنیر بیان می کنند. بنابراین استحکام کششی بر حسب گرم بر دنیر بیان می شود. میانگین قدرت شکستن نخ های پیله 2.2 گرم در دنیر و نخ آویزان 7.8 گرم در دنیر است. ازدیاد طول تا زمان گسیختگی به ترتیب به 46% و 31% می رسد.

برخلاف نخ آویزان، نخ پیله نسبتاً شکننده است و این به دلیل هدف آن است. او مجبور نیست استرس زیادی را تحمل کند، وظیفه او ایجاد یک پوسته محافظ برای تخم های پیله است. برای این کار، عنکبوت یک نخ شش لایه از یک نخ مجعد می بافد. هر نخ پیله از شش تار عنکبوت تشکیل شده است. این پوسته وب یادآور نخ حجیمی است که در آن ایجاد شده است سال های گذشتهبرای ساخت لباس بافتنی الاستیک از الیاف مصنوعی.

رزوه مارپیچ توری که یک تله چسبنده را تشکیل می دهد بسیار کشسان است. انبساط و انقباض آن کاملاً برگشت پذیر است و از این نظر شبیه لاستیک است.

یکی از وظایف این صنعت است مواد مصنوعیتامین موادی با خواص خاص به مشتریان است. به عنوان مثال، پارچه لباس زیر نیاز به حفظ گرما و جذب رطوبت دارد، در حالی که طناب لاستیک به پارچه بسیار محکمی نیاز دارد.

توسعه الیاف پروتئین مصنوعی هنوز در مراحل اولیه است، زیرا ما هنوز قادر به ایجاد زنجیره های بلند با ساختار اسید آمینه پیچیده نیستیم. با این حال، می توانید یک اسید آمینه را بردارید و آن را به زنجیره های بلند مانند پلی آلانین یا پلی آلانین و متیل گلوتامگ پلیمریزه کنید تا بافت های خوبی از آنها خارج شود. همچنین می توان پلیمرهای با وزن مولکولی بالا را با یک توالی دی پپتیدی تکرار شونده به دست آورد، به عنوان مثال، ... گلیسین - آلانین - گلیسین - آلانین - گلیسین - آلانین ...

مطالعه بیشتر انواع مختلف تارها راهی است که مطمئناً به ما در ایجاد الیاف پروتئین مصنوعی کمک می کند.

P.S. دانشمندان بریتانیایی در مورد چه چیز دیگری صحبت می کنند: اینکه در آینده، بر اساس یک مطالعه دقیق تر و مولکولی بیشتر در مورد نخ عنکبوت و سایر مواد طبیعی، دانشمندان می توانند چیزهای بسیار مفید مختلفی را برای زندگی روزمره ما به دست آورند، برای مثال. ، وظیفه ی سنگین
محصولات بتن مسلح ساخته شده از پلیمرهای خاص یا چیزی شبیه به آن.

نمایندگان راسته عنکبوتیان را می توان در همه جا یافت. آنها شکارچیانی هستند که حشرات را شکار می کنند. آنها طعمه خود را با کمک یک تار می گیرند. این یک فیبر انعطاف پذیر و بادوام است که مگس ها، زنبورها، پشه ها به آن می چسبند. چگونه یک عنکبوت تار می بافد، این سوال اغلب با مشاهده یک تار تله ای شگفت انگیز پرسیده می شود.

وب چیست؟

عنکبوت ها به دلیل جثه کوچک و خاص خود یکی از قدیمی ترین ساکنان سیاره زمین هستند ظاهرآنها به اشتباه حشره محسوب می شوند. در واقع اینها نمایندگانی از راسته بندپایان هستند. بدن عنکبوت دارای هشت پا و دو قسمت است:

  • سفالوتوراکس؛
  • شکم

برخلاف حشرات، آنتن ها و گردنی ندارند که سر را از سینه جدا کند. شکم عنکبوتیه نوعی کارخانه وب است. این حاوی غدد است که مخفی تولید می کنند که شامل پروتئین غنی شده با آلانین است که قدرت می دهد و گلیسین که مسئول خاصیت ارتجاعی است. طبق فرمول شیمیایی، تار به ابریشم حشرات نزدیک است. در درون غدد، راز در آن است حالت مایعو در هوا جامد می شود.

اطلاعات. ابریشم کرم ابریشم و تار عنکبوت ترکیب مشابهی دارد - 50٪ پروتئین فیبروئین است. دانشمندان دریافته اند که نخ عنکبوت بسیار قوی تر از راز کرم ها است. این به دلیل ویژگی تشکیل فیبر است

تار عنکبوت از کجا می آید؟

روی شکم یک بندپایان زگیل های عنکبوتیه وجود دارد. در قسمت بالایی آنها، کانال های غدد عنکبوتیه که رشته ها را تشکیل می دهند باز می شوند. 6 نوع غده وجود دارد که ابریشم را برای اهداف مختلف (حرکت، پایین آوردن، درگیر کردن طعمه، نگهداری تخم ها) تولید می کنند. در یک گونه، همه این اندام ها به طور همزمان ایجاد نمی شوند، معمولاً یک فرد دارای 1-4 جفت غده است.

بر روی سطح زگیل، تا 500 لوله در حال چرخش وجود دارد که یک راز پروتئین را تامین می کند. یک عنکبوت تار را به شکل زیر می چرخاند:

  • زگیل عنکبوتی بر روی پایه (درخت، چمن، دیوار و غیره) فشار داده می شود.
  • مقدار کمی پروتئین به محل انتخاب شده می چسبد.
  • عنکبوت دور می شود و نخ را با پاهای عقب خود می کشد.
  • برای کار اصلی از پایه های جلویی بلند و انعطاف پذیر استفاده می شود که با کمک آنها یک قاب از نخ های خشک ایجاد می شود.
  • آخرین مرحله در ساخت شبکه، تشکیل مارپیچ های چسبنده است.

به لطف مشاهدات دانشمندان، مشخص شد که تار عنکبوت از کجا می آید. توسط زگیل های جفت متحرک روی شکم منتشر می شود.

حقیقت جالب. تار بسیار سبک است، وزن نخی که زمین را به دور استوا می پیچد، تنها 450 گرم خواهد بود.

عنکبوت نخ را از شکم می کشد

چگونه یک شبکه تله سازی ساخته می شود

باد بهترین دستیار عنکبوت در ساخت و ساز است. عنکبوتیه با برداشتن یک نخ نازک از زگیل، آن را در زیر جریان هوا قرار می دهد که ابریشم سفت شده را به فاصله قابل توجهی می برد. این روش پنهانی است که چگونه یک عنکبوت تار بین درختان می بافد. تار به راحتی به شاخه های درخت می چسبد، با استفاده از آن به عنوان طناب، عنکبوتیان از مکانی به مکان دیگر حرکت می کند.

الگوی خاصی را می توان در ساختار وب ردیابی کرد. این بر اساس یک قاب از رشته های قوی و ضخیم است که به شکل پرتوهایی که از یک نقطه ساطع می شوند، چیده شده اند. با شروع از قسمت بیرونی، عنکبوت دایره هایی ایجاد می کند و به تدریج به سمت مرکز حرکت می کند. با کمال تعجب، بدون هیچ گونه سازگاری، فاصله یکسانی را بین هر دایره حفظ می کند. این قسمت از الیاف چسبنده است، در آن است که حشرات گیر می کنند.

حقیقت جالب. عنکبوت تار خودش را می خورد. دانشمندان دو توضیح برای این واقعیت ارائه می دهند - به این ترتیب، از دست دادن پروتئین در طول تعمیر شبکه به دام انداختن دوباره پر می شود، یا عنکبوت به سادگی آب آویزان شده بر روی نخ های ابریشمی را می نوشد.

پیچیدگی طراحی وب به نوع عنکبوتیه بستگی دارد. بندپایان پایین تر شبکه های ساده ای می سازند، در حالی که بندپایان بالاتر الگوهای هندسی پیچیده ای می سازند. تخمین زده می شود که تله ای با 39 شعاع و 39 مارپیچ بسازد. علاوه بر رزوه های شعاعی صاف، مارپیچ های کمکی و به دام انداختن، رشته های سیگنال نیز وجود دارد. این عناصر ارتعاش طعمه صید شده را گرفته و به شکارچی منتقل می کنند. اگر جسم خارجی (شاخه، برگ) برخورد کرد، صاحب کوچک آن را جدا می کند و دور می اندازد، سپس شبکه را بازیابی می کند.

عنکبوتیان درختی بزرگ تله هایی به قطر 1 متر می کشند و نه تنها حشرات، بلکه پرندگان کوچک نیز وارد آنها می شوند.

عنکبوت چقدر تار را می چرخاند؟

شکارچی از نیم ساعت تا 2-3 ساعت برای ایجاد یک تله روباز برای حشرات صرف می کند. زمان بهره برداری آن به شرایط آب و هوایی و اندازه برنامه ریزی شده شبکه بستگی دارد. برخی از گونه ها بسته به سبک زندگی خود روزانه، صبح یا عصر، نخ ابریشم می بافند. یکی از عواملی که عنکبوت تار می بافد، ظاهر آن است - مسطح یا حجیم. تخت یک نسخه آشنا از رشته ها و مارپیچ های شعاعی است و نوع حجیم تله ای است که از توده ای از الیاف ساخته شده است.

هدف وب

تورهای نازک تنها تله حشرات نیستند. نقش وب در زندگی عنکبوتیان بسیار گسترده تر است.

شکار گرفتن

همه عنکبوت ها شکارچیانی هستند که طعمه خود را با سم می کشند. در عین حال، برخی از افراد دارای بدنی شکننده هستند و می توانند قربانی حشرات مانند زنبورها شوند. آنها برای شکار به پناهگاه و تله نیاز دارند. الیاف چسبنده این عملکرد را انجام می دهند. هنگامی که در تور گرفتار می شوند، طعمه را در پیله ای از نخ ها می پوشانند و آن را رها می کنند تا آنزیم تزریق شده آن را به حالت مایع برساند.

الیاف ابریشم عنکبوتیان نازکتر از موی انسان است، اما استحکام کششی خاص آنها با سیم فولادی قابل مقایسه است.

تولید مثل

در طول فصل جفت گیری، نرها نخ های خود را به تار ماده می چسبانند. با وارد کردن ضربات موزون به الیاف ابریشم، شریک بالقوه را از نیت خود آگاه می کنند. ماده خواستگار برای جفت گیری به قلمرو نر فرود می آید. در برخی از گونه ها، آغازگر جستجوی شریک جنسی، ماده است. او یک رشته با فرمون ترشح می کند که به لطف آن عنکبوت او را پیدا می کند.

خانه برای آیندگان

پیله برای تخم مرغ از تار عنکبوت ابریشم بافته می شود. تعداد آنها بسته به نوع بندپایان 2-1000 قطعه است. کیسه های عنکبوت با تخم های ماده آویزان شده اند محل امن. پوسته پیله به اندازه کافی قوی است، از چندین لایه تشکیل شده و با یک راز مایع اشباع شده است.

عنکبوتیان در لانه خود دیوارها را با تار عنکبوت می بافند. این به ایجاد یک میکرو اقلیم مطلوب کمک می کند، به عنوان محافظت از آب و هوای بد و دشمنان طبیعی عمل می کند.

در حال حرکت

یکی از پاسخ هایی که چرا عنکبوت تار می چرخد ​​این است که از نخ ها به عنوان استفاده می کند وسیله نقلیه. برای حرکت بین درختان و بوته ها، برای درک سریع و فرود، به الیاف قوی نیاز دارد. برای پرواز در فواصل طولانی، عنکبوت‌ها به ارتفاعات بالا می‌روند، شبکه‌ای را آزاد می‌کنند که به سرعت جامد می‌شود و سپس با وزش باد چندین کیلومتر دور می‌شوند. اغلب، سفرها در روزهای گرم و صاف تابستان هند انجام می شود.

چرا عنکبوت به تار خود نمی چسبد؟

عنکبوت برای اینکه در دام خودش نیفتد، چندین نخ خشک برای حرکت ایجاد می کند. من در پیچیدگی های شبکه ها به خوبی آشنا هستم، او با خیال راحت به طعمه گیر افتاده نزدیک می شود. معمولاً در مرکز تور تله‌گیری، یک منطقه امن وجود دارد که شکارچی در انتظار طعمه است.

علاقه دانشمندان به تعامل عنکبوتیان با تله های شکار آنها بیش از 100 سال پیش ظاهر شد. در ابتدا پیشنهاد شد که روی پنجه های آنها روان کننده خاصی برای جلوگیری از چسبندگی وجود داشته باشد. این نظریه هرگز تایید نشده است. عکسبرداری با دوربین مخصوص از حرکت پاهای عنکبوت در امتداد الیاف از راز یخ زده توضیحی برای مکانیسم تماس داد.

عنکبوت به سه دلیل به تار خود نمی چسبد:

  • بسیاری از موهای الاستیک روی پنجه های آن ناحیه تماس با مارپیچ چسبنده را کاهش می دهد.
  • نوک پاهای عنکبوت با مایع روغنی پوشیده شده است.
  • حرکت به روش خاصی رخ می دهد.

کدام راز ساختار پاها به عنکبوتیان کمک می کند تا از چسبیدن خودداری کنند؟ روی هر پای عنکبوت دو پنجه نگهدارنده وجود دارد که با آن به سطح می چسبد و یک پنجه انعطاف پذیر. هنگام حرکت، نخ ها را به موهای انعطاف پذیر روی پا فشار می دهد. هنگامی که عنکبوت پنجه خود را بالا می برد، پنجه صاف می شود و موها تار را دفع می کنند.

توضیح دیگر عدم تماس مستقیم پای عنکبوتیه و قطرات چسبنده است. آنها روی موهای پا می ریزند و سپس به راحتی روی نخ جریان می یابند. هر نظری که جانورشناسان در نظر بگیرند، این واقعیت باقی می ماند که عنکبوت ها اسیر تله های چسبنده خودشان نمی شوند.

سایر عنکبوتیان نیز می توانند تار ببافند - کنه و عقرب کاذب. اما تارهای آنها را نمی توان از نظر استحکام و بافندگی ماهرانه با آثار استادان واقعی - عنکبوت ها مقایسه کرد. علم مدرن هنوز قادر به بازتولید وب به صورت مصنوعی نیست. فناوری ساخت ابریشم عنکبوت همچنان یکی از رازهای طبیعت است.

مطمئناً هر یک از شما به «دستمال‌های» ظریف، ظریف و ابریشمی که عنکبوت‌ها در تابستان آفتابی بر درختان و علف‌ها آویزان می‌کنند توجه کرده‌اید. وقتی قطرات شبنم نقره ای روی نخ عنکبوت روباز می درخشد - می بینید که این منظره فوق العاده زیبا و مسحورکننده است. اما چندین سوال مطرح می شود: "تار از کجا تشکیل شده و چگونه از عنکبوت استفاده می شود"، "از کجا آمده و از چه چیزی تشکیل شده است." امروز سعی خواهیم کرد بفهمیم که چرا این حیوان همه چیز را با "گلدوزی" خود تزئین می کند.

یک لحظه متوقف شد

بسیاری از دانشمندان به عنکبوت ها و تارهای آنها نه تنها کل رساله ها و ساعت ها، بلکه سال ها از زندگی آنها را وقف کردند. همانطور که آندره تیلکین گفت، فیلسوف معروفاز فرانسه، بافت وب یک اجرای شگفت انگیز است که می توان ساعت ها و ساعت ها تماشا کرد. او بیش از پانصد صفحه رساله در وب نوشت.

دانشمند آلمانی G. Peters ادعا کرد که وقتی ساعت ها عنکبوت ها را تماشا می کنید، حتی متوجه نمی شوید که چگونه زمان می گذرد. حتی قبل از تیلکین، او به دنیا گفت که اینها چه کسانی هستند موجودات شگفت انگیزچگونه یک عنکبوت تار خود را می بافد که برای آن به آن نیاز دارد.

مطمئناً بیش از یک بار وقتی عنکبوت کوچکی را دیدید که کار پر زحمت خود را روی برگ انجام می دهد، ایستاده اید و تماشا می کنید. اما ما همیشه زمان کافی برای چیزهای کوچک شگفت انگیز نداریم، ما همیشه عجله داریم، بنابراین نمی توانیم متوقف شویم، کمی بیشتر بمانیم. اگر همین زمان وجود داشت، هر یک از ما مطمئناً می توانستیم به این سؤال پاسخ دهیم: "تار چگونه ظاهر می شود، چرا عنکبوت به تار خود نمی چسبد؟"

بیایید یک لحظه بایستیم و آن را بفهمیم. پس از همه، سوال واقعا جالب است، و روند جذاب است.

از کجا آمده است؟

عنکبوت ها قدیمی ترین موجوداتی هستند که بیش از دویست میلیون سال روی زمین زندگی می کنند. بدون وب آنها، شاید برای بشریت چندان جالب نباشند. بنابراین تار عنکبوت از کجا می آید و چیست؟

تار محتوای غدد خاصی است که بسیاری از بندپایان دارند (عقرب کاذب، عنکبوت، کنه عنکبوتی و غیره). محتوای مایع می تواند به طور همزمان کشیده شود و پاره نشود. نازک ترین رشته های تشکیل شده خیلی سریع در هوا سخت می شوند.

هر عنکبوت دارای چندین غده خاص در بدن خود است که وظیفه تولید تارها را بر عهده دارند. غدد مختلفی تشکیل می شود نوع متفاوتو تراکم وب آنها به شکل نازک ترین مجاری روی شکم قرار دارند و به آنها زگیل عنکبوتی می گویند. از این سوراخ ها است که یک راز مایع آزاد می شود که به زودی به یک شبکه زیبا تبدیل می شود.

با کمک پنجه ها، عنکبوت توزیع می کند، تار را در جایی که به آن نیاز دارد "آویزان" می کند. عنکبوت دارای طولانی ترین پاهای جلویی است، آنها به داخل بیرون زده اند نقش رهبری. و با کمک پاهای عقبیقطرات مایع را می گیرد و آنها را به طول مورد نیاز می کشد.

باد برای کمک کردن

نسیم نیز به توزیع صحیح وب کمک می کند. اگر عنکبوت مکان مناسبی را برای قرار دادن خود انتخاب کند، مثلاً بین درختان یا در برگ‌ها، آنگاه باد کمک می‌کند تا نخ‌ها را به جایی که باید باشند، پخش کنند. اگر می‌خواستید برای خودتان به این سوال پاسخ دهید که چگونه یک عنکبوت تار بین درختان می‌بافد، پاسخ اینجاست. باد به او کمک می کند.

هنگامی که یک نخ روی شاخه مورد نظر گیر می کند، عنکبوت می خزد، استحکام پایه را بررسی می کند و نخ بعدی را رها می کند. دومی را به وسط اولی و غیره وصل می کند.

مراحل ساخت و ساز

پایه وب بسیار شبیه به یک دانه برف یا یک نقطه است که چندین پرتو از مرکز آن جدا می شود. این رشته های مرکزی متراکم ترین و ضخیم ترین در ساختار خود هستند. گاهی اوقات یک عنکبوت به طور همزمان از چندین رشته پایه می سازد، گویی مسیرهای خود را از قبل تقویت می کند.

هنگامی که پایه آماده شد، حیوان به ساخت "مارپیچ های به دام انداختن" ادامه می دهد. آنها قبلاً از نوع کاملاً متفاوتی از وب ساخته شده اند. این مایع چسبناک است، به خوبی می چسبد. از روی تار چسبناک است که دایره ها روی پایه ساخته می شوند.

عنکبوت ساخت خود را از دایره بیرونی شروع می کند و به تدریج به سمت مرکز حرکت می کند. او به طرز شگفت آوری فاصله بین دایره ها را احساس می کند. این عنکبوت کاملاً بدون قطب نما یا ابزار اندازه گیری خاص در دسترس است، تار را به گونه ای توزیع می کند که بین دایره ها فقط همان فاصله وجود داشته باشد.

چرا نمی چسبه؟

مطمئناً همه شما می دانید که عنکبوت ها چگونه شکار می کنند. چگونه طعمه آنها در تار چسبناک گیر می کند و می میرد. و، شاید، همه حداقل یک بار تعجب کردند: "چرا یک عنکبوت به تار خود نمی چسبد؟"

پاسخ در تاکتیک های خاص ساخت یک وب نهفته است که کمی بالاتر توضیح دادیم. وب از چندین نوع نخ ساخته شده است. اساس حرکت عنکبوت از یک نخ معمولی، بسیار قوی و کاملا ایمن ساخته شده است. اما برعکس، دایره های "به دام انداختن" از نخی چسبناک و کشنده برای بسیاری از حشرات ساخته می شوند.

توابع وب

بنابراین، ما متوجه شدیم که وب چگونه ظاهر می شود و کجا شکل می گیرد. و اینکه چگونه عنکبوت از وب استفاده می کند، اکنون می توانیم پاسخ دهیم. وظیفه اصلی وب البته استخراج غذا است. هنگامی که "غذا" وارد تار می شود، عنکبوت بلافاصله ارتعاش را احساس می کند. او به طعمه نزدیک می شود، به سرعت آن را در یک "پتو" محکم می پیچد، لبه آن را باز می کند و غذا را به جایی می برد که هیچ کس مانع از لذت بردن از غذا نشود.

اما علاوه بر استخراج غذا، تار عنکبوت برای اهداف دیگری نیز خدمت می کند. از آن پیله ای برای تخم مرغ و خانه ای برای زندگی درست می کنند. وب به عنوان نوعی بانوج عمل می کند که بازی های جفت گیری و جفت گیری روی آن انجام می شود. این به عنوان یک چتر نجات عمل می کند که به شما امکان می دهد به سرعت از دست دشمنان خطرناک فرار کنید. با کمک آن، عنکبوت ها، در صورت لزوم، می توانند از طریق درختان حرکت کنند.

قوی تر از فولاد

بنابراین، ما قبلاً می دانیم که عنکبوت چگونه تار می بافد و چه ویژگی هایی دارد، چگونه تشکیل می شود و چگونه تارهای چسبنده برای غذا ساخته می شوند. اما این سوال باقی می ماند که چرا وب اینقدر قوی است.

علیرغم این واقعیت که همه ساختارهای عنکبوت متنوع هستند، آنها دارای همان خاصیت هستند - افزایش قدرت. این با این واقعیت تضمین می شود که وب حاوی پروتئین - کراتین است. به هر حال، در پنجه حیوانات، در پشم، در پر پرندگان نیز یافت می شود. الیاف تار کاملاً کشیده می شوند و سپس به حالت اولیه خود باز می گردند، در حالی که پاره نمی شوند.

دانشمندان می گویند که تار عنکبوت بسیار قوی تر از ابریشم طبیعی است. دومی دارای قدرت پارگی 30-42 گرم بر میلی متر مربع است، اما تار حدود 170 گرم بر میلی متر مربع است. تفاوت را احساس کنید.

اینکه چگونه یک عنکبوت تار می بافد قابل درک است. این که قوی است - همچنین این موضوع را تصمیم گرفت. اما آیا می دانستید که با وجود چنین استحکامی، تار چندین هزار بار نازکتر از موی انسان است؟ اگر عملکرد شکستن وب و سایر رشته ها را مقایسه کنیم، نه تنها از ابریشم، بلکه از ویسکوز، نایلون، اورلون نیز پیشی می گیرد. زوج قوی ترین فولاداز نظر قدرت با آن قابل مقایسه نیست.

آیا می‌دانستید که چگونه یک عنکبوت تار خود را می‌چرخاند، تعداد قربانیان آن را تعیین می‌کند؟

هنگامی که طعمه در وب یافت می شود، نه تنها به شبکه "به دام انداختن" می چسبد، بلکه تحت تأثیر قرار می گیرد شارژ الکتریکی. از خود حشرات تشکیل می شود که در طول پرواز باری جمع می کنند و وقتی وارد تار می شوند آن را به نخ ها می دهند و به خود ضربه می زنند.

با دانستن اینکه چگونه یک عنکبوت تار می بافد و چه ویژگی های "قوی" دارد، چرا مردم هنوز از چنین نخ هایی لباس نمی سازند؟ معلوم می شود که در آن زمان لویی چهاردهمیکی از صنعتگران سعی کرد از نخ های عنکبوت برای پادشاه دستکش و جوراب بدوزد. با این حال، این کار بسیار دشوار، پر دردسر و طولانی شد.

که در آمریکای جنوبی تار عنکبوتنه تنها به خود تولید کنندگان، بلکه به میمون های محلی نیز کمک کنید. حیوانات، به لطف قدرت تورها، ماهرانه و بدون ترس در امتداد آنها حرکت می کنند.

تار نوعی راز است که توسط غدد عنکبوت تولید می شود. چنین رازی، پس از مدت کوتاهی پس از جداسازی، می تواند به شکل رشته های پروتئینی قوی جامد شود. تار نه تنها توسط عنکبوت ها، بلکه توسط برخی دیگر از نمایندگان گروه عنکبوتی از جمله عقرب های کاذب و کنه ها و همچنین هزارپاها ترشح می شود.

عنکبوت ها چگونه تار می سازند؟

تعداد زیادی غدد عنکبوت در حفره شکمی عنکبوت قرار دارند. مجاری چنین غدد به کوچکترین لوله های چرخان باز می شود که به قسمت انتهایی زگیل های عنکبوتی ویژه دسترسی دارند. تعداد لوله های چرخان بسته به نوع عنکبوت می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، یک عنکبوت متقابل بسیار رایج پانصد عدد از آنها را دارد.

جالب است!در غدد عنکبوتیه، یک راز پروتئینی مایع و چسبناک تولید می کند که از ویژگی های آن توانایی تقریباً فوری سخت شدن تحت تأثیر هوا و تبدیل شدن به رشته های بلند نازک است.

فرآیند چرخاندن تار شامل فشار دادن زگیل های تار عنکبوت به زیرلایه است. بخش اول و ناچیز راز آزاد شده جامد می شود و به طور ایمن به بستر می چسبد، پس از آن عنکبوت با کمک پاهای عقب خود راز چسبناک را بیرون می کشد. در فرآیند برداشتن عنکبوت از محل اتصال تار، راز پروتئین کشیده شده و به سرعت سفت می شود. تا به امروز، هفت مورد شناخته شده و مورد مطالعه وجود دارد انواع متفاوتغدد عنکبوتی که تولید می کنند انواع متفاوتموضوعات.

ترکیب و خواص وب

تار عنکبوت یک ترکیب پروتئینی است که شامل گلیسین، آلانین و سرین نیز می باشد. قسمت داخلیرشته های تشکیل شده توسط کریستال های پروتئینی سفت و سخت نشان داده می شوند که اندازه آنها از چند نانومتر تجاوز نمی کند. کریستال ها توسط پیوندهای پروتئینی بسیار الاستیک در کنار هم نگه داشته می شوند.

جالب است!یکی از ویژگی های غیر معمول وب، لولای داخلی آن است. هنگامی که روی یک تار عنکبوت معلق است، هر جسمی را می توان به تعداد نامحدودی، بدون پیچش، چرخاند.

رزوه های اولیه توسط عنکبوت در هم تنیده شده و به فیبر عنکبوتیه ضخیم تر تبدیل می شوند.. شاخص‌های قدرت تار به شاخص‌های نایلون نزدیک است، اما بسیار قوی‌تر از راز کرم ابریشم است. بسته به هدفی که قرار است از تار استفاده شود، نه تنها یک نخ چسبناک، بلکه یک نخ خشک که ضخامت آن به طور قابل توجهی متفاوت است، می تواند توسط عنکبوت آزاد شود.

توابع وب و هدف آن

عنکبوت ها از وب برای اهداف مختلفی استفاده می کنند. پناهگاه بافته شده از یک شبکه قوی و قابل اعتماد به شما امکان می دهد مطلوب ترین شرایط ریز اقلیمی را برای بندپایان ایجاد کنید و همچنین به عنوان پناهگاه خوبی هم در برابر آب و هوای بد و هم از دشمنان طبیعی متعدد عمل می کند. بسیاری از عنکبوتیان بندپایان قادرند دیواره های راسو خود را با تار خود ببافند یا از آن نوعی در به خانه بسازند.

جالب است!برخی از گونه ها از تار به عنوان نوعی حمل و نقل استفاده می کنند و عنکبوت های جوان لانه والدین را روی رشته های تار بلندی که باد آنها را می گیرد و در فواصل قابل توجهی حمل می کند، ترک می کنند.

بیشتر اوقات، عنکبوت ها از تارها برای بافتن تارهای چسبنده استفاده می کنند که این امر امکان گرفتن مؤثر طعمه و تأمین غذای بندپایان را فراهم می کند. به اصطلاح پیله های تخم مرغی از وب که در داخل آنها عنکبوت های جوان ظاهر می شوند کمتر معروف نیستند.. برخی از گونه‌ها برای محافظت از بندپایان از افتادن در حین پرش و حرکت یا گرفتن طعمه، نخ‌های ایمنی شبکه می‌بافند.

وب برای تولید مثل

فصل تولید مثل با تخصیص رشته های تار عنکبوت توسط ماده مشخص می شود که به شما امکان می دهد جفت بهینه را برای جفت گیری پیدا کنید. برای مثال، حلزون‌های نر می‌توانند در کنار توری‌هایی که توسط ماده‌ها ایجاد می‌شود، توری‌های تار عنکبوت جفت‌گیری به‌اندازه مینیاتوری بسازند که عنکبوت‌ها را درون آن‌ها فریب می‌دهند.

عنکبوت های متقاطع نر به طرز ماهرانه ای تارهای افقی خود را به رشته های شعاعی از تارهای تله ای که توسط ماده ها ساخته شده است وصل می کنند. نرها با وارد کردن ضربات قوی به شبکه با اندام خود باعث لرزش شبکه و در نتیجه به روشی غیر معمول، ماده ها را به جفت گیری دعوت کنید.

وب برای گرفتن طعمه

بسیاری از گونه‌های عنکبوت‌ها برای گرفتن طعمه خود، تورهای مخصوص به دام انداختن می‌بافند، اما برخی از گونه‌ها با استفاده از کمند و نخ‌های عنکبوتی عجیب و غریب مشخص می‌شوند. عنکبوت هایی که در خانه های لانه پنهان می شوند، رشته های سیگنالی را قرار می دهند که از شکم بندپایان تا ورودی پناهگاه آن امتداد دارند. هنگامی که طعمه در تله می افتد، ارتعاش رشته سیگنال فورا به عنکبوت منتقل می شود.

شبکه های مارپیچی چسبنده بر اساس اصول کمی متفاوت ساخته شده اند.. هنگام ایجاد آن، عنکبوت از لبه شروع به بافتن می کند و به تدریج به سمت قسمت مرکزی حرکت می کند. در این حالت، شکاف یکسان بین تمام پیچ ها لزوما حفظ می شود و در نتیجه به اصطلاح "مارپیچ ارشمیدس" ایجاد می شود. نخ های روی مارپیچ کمکی به طور خاص توسط عنکبوت گزیده می شوند.

وب برای بیمه

عنکبوت های جهنده هنگام حمله به قربانی از رشته های وب به عنوان بیمه استفاده می کنند. عنکبوت ها نخ ایمنی تار را به هر جسمی متصل می کنند و پس از آن بندپایان روی طعمه مورد نظر می پرند. همان نخ متصل به بستر، برای اقامت در شب استفاده می شود و بندپایان را از حمله انواع دشمنان طبیعی بیمه می کند.

جالب است!رتیل های روسیه جنوبی، با ترک محل زندگی خود، نازک ترین نخ تار عنکبوت را پشت سر خود می کشند، که به آنها امکان می دهد در صورت لزوم، راه بازگشت یا ورودی پناهگاه را به سرعت پیدا کنند.

وب به عنوان حمل و نقل

تا پاییز، برخی از گونه‌های عنکبوت از جوجه‌های جوان بیرون می‌آیند. عنکبوت های جوانی که در روند رشد زنده مانده اند سعی می کنند تا حد امکان بالا بروند و برای این منظور از درختان، درختچه های بلند، سقف خانه ها و سایر ساختمان ها، نرده ها استفاده می کنند. منتظر به اندازه کافی باد شدید, عنکبوت کوچولوتار عنکبوت نازک و بلندی را آزاد می کند.

فاصله حرکت مستقیماً به طول چنین شبکه حمل و نقل بستگی دارد. پس از انتظار برای کشش خوب تار، عنکبوت انتهای خود را گاز می گیرد و خیلی سریع بلند می شود. به عنوان یک قاعده، "مسافران" می توانند چندین کیلومتر در وب پرواز کنند.

عنکبوت های نقره ای از تار به عنوان وسیله انتقال آب استفاده می کنند. این عنکبوت برای شکار در آب نیاز به تنفس دارد هوای جوی. وقتی بندپایان به پایین فرود می آیند، می توانند بخشی از هوا را بگیرند و نوعی زنگ هوا از روی تار روی گیاهان آبزی ساخته می شود که هوا را نگه می دارد و به عنکبوت اجازه می دهد طعمه خود را شکار کند.

کاندیدای علوم فیزیک و ریاضی E. Lozovskaya

علم و زندگی // تصاویر

ماده چسبنده ای که نخ مارپیچ تله را می پوشاند به صورت قطرات مهره ای به طور مساوی روی تار پخش می شود. تصویر محل اتصال دو قطعه از مارپیچ تله را به شعاع نشان می دهد.

علم و زندگی // تصاویر

علم و زندگی // تصاویر

علم و زندگی // تصاویر

علم و زندگی // تصاویر

مراحل اولیهساخت یک شبکه تله گذاری با یک صلیب عنکبوت.

مارپیچ لگاریتمی تقریباً شکل رزوه مارپیچی کمکی را که عنکبوت در حین ساخت توری چرخ‌شکل می‌گذارد را توصیف می‌کند.

مارپیچ ارشمیدس شکل یک نخ چسبنده را توصیف می کند.

نخ های زیگزاگ یکی از ویژگی های تار عنکبوت از جنس آرژیوپ است.

نواحی کریستالی الیاف ابریشم ساختاری چین خورده دارند، مشابه آنچه در شکل نشان داده شده است. زنجیرهای منفرد توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل می شوند.

عنکبوت های متقاطع جوان، فقط از پیله تار عنکبوت بیرون آمده اند.

عنکبوت های خانواده Dinopidae spinosa تار عنکبوت را بین پاهای خود می بافند و سپس آن را روی طعمه خود می اندازند.

صلیب عنکبوتی (Araneus diadematus) به دلیل توانایی‌اش در بافتن تورهای بزرگ چرخ‌شکل معروف است.

برخی از گونه های عنکبوت نیز یک "نردبان" طولانی را به تله گرد متصل می کنند که به طور قابل توجهی کارایی شکار را افزایش می دهد.

علم و زندگی // تصاویر

این همان چیزی است که لوله های تار عنکبوت در زیر میکروسکوپ به نظر می رسند که از آن رشته هایی از ابریشم عنکبوت خارج می شود.

شاید عنکبوت ها جذاب ترین موجودات نباشند، اما خلقت آنها - وب - نمی تواند تحسین را برانگیزد. به یاد بیاورید که چگونه درستی هندسی بهترین نخ هایی که زیر نور خورشید می درخشند، بین شاخه های بوته یا در میان علف های بلند کشیده شده اند، چشم را مجذوب خود می کند.

عنکبوت ها یکی از قدیمی ترین ساکنان سیاره ما هستند که بیش از 200 میلیون سال پیش در زمین زندگی می کردند. در طبیعت، حدود 35 هزار گونه عنکبوت وجود دارد. این موجودات هشت پا که در همه جا حاضر هستند، با وجود تفاوت در رنگ و اندازه، همیشه و همه جا قابل تشخیص هستند. اما مهمترین آنها ویژگی متمایز کنندهتوانایی تولید ابریشم عنکبوت، الیاف طبیعی بی نظیر از نظر استحکام است.

عنکبوت ها از تارهای خود برای اهداف مختلفی استفاده می کنند. آنها از آن پیله های تخم مرغ می سازند، پناهگاه هایی برای زمستان گذرانی می سازند، هنگام پریدن از آن به عنوان "طناب ایمنی" استفاده می کنند، تورهای تله ای پیچیده می بافند و طعمه های گرفته شده را می پیچند. ماده، آماده برای جفت گیری، یک نخ وب را تولید می کند که با فرمون مشخص شده است، به لطف آن، نر، با حرکت در امتداد نخ، به راحتی یک شریک پیدا می کند. عنکبوت‌های جوان برخی از گونه‌ها روی رشته‌های بلندی که توسط باد گرفته می‌شوند، از لانه مادری دور می‌شوند.

عنکبوت ها عمدتا از حشرات تغذیه می کنند. دستگاه های تله گذاری که برای تهیه غذا استفاده می کنند اشکال و انواع مختلفی دارند. برخی از عنکبوت‌ها به سادگی چند رشته سیگنال را در نزدیکی پناهگاه خود دراز می‌کنند و به محض اینکه حشره نخ را لمس می‌کند، از یک کمین به سمت او هجوم می‌آورند. برخی دیگر مانند نوعی کمند، نخی را با یک قطره چسبنده در انتهای آن به سمت جلو پرتاب می کنند. اما اوج فعالیت طراحی عنکبوت ها هنوز هم شبکه های گرد و چرخی شکل است که به صورت افقی یا عمودی قرار دارند.

عنکبوت متقاطع، ساکن معمولی جنگل‌ها و باغ‌های ما، برای ساختن توری چرخ‌شکل، نخ نسبتاً بلند و محکمی را آزاد می‌کند. نسیم یا جریان هوا نخ را به سمت بالا می برد و اگر محل ساخت تار به خوبی انتخاب شود، به نزدیکترین شاخه یا تکیه گاه دیگر می چسبد. عنکبوت در امتداد آن می خزد تا انتهای آن را محکم کند، گاهی اوقات نخ دیگری را برای استحکام می گذارد. سپس یک نخ آویزان آزادانه آزاد می کند و یک سوم را به وسط آن می چسباند، به طوری که یک ساختار Y شکل به دست می آید - سه شعاع اول از بیش از پنجاه. هنگامی که رشته های شعاعی و قاب آماده هستند، عنکبوت به مرکز باز می گردد و شروع به گذاشتن یک مارپیچ کمکی موقت می کند - چیزی شبیه به "داربست". مارپیچ کمکی ساختار را محکم می کند و به عنوان مسیری برای عنکبوت هنگام ساخت مارپیچ تله ای عمل می کند. کل قاب اصلی توری با احتساب شعاع ها از نخ بدون چسب ساخته شده است اما برای مارپیچ تله از نخ دوتایی پوشیده شده با چسب استفاده می شود.

در کمال تعجب، این دو مارپیچ دارای اشکال هندسی متفاوتی هستند. مارپیچ زمانی دارای پیچ های نسبتا کمی است و فاصله بین آنها با هر چرخش افزایش می یابد. این به این دلیل اتفاق می افتد که عنکبوت در حین قرار دادن آن با همان زاویه نسبت به شعاع حرکت می کند. شکل خط شکسته حاصل نزدیک به مارپیچ لگاریتمی است.

یک مارپیچ چسبنده بر اساس یک اصل متفاوت ساخته شده است. عنکبوت از لبه شروع می شود و با حفظ همان فاصله بین سیم پیچ ها به سمت مرکز حرکت می کند و مارپیچ ارشمیدس به دست می آید. در همان زمان نخ های مارپیچ کمکی را گاز می گیرد.

ابریشم عنکبوت توسط غدد خاصی که در پشت شکم عنکبوت قرار دارند تولید می شود. حداقل هفت نوع غدد عنکبوت برای تولید رشته های مختلف شناخته شده است، اما هیچ یک از گونه های عنکبوت شناخته شده هر هفت نوع را به طور همزمان ندارند. به طور معمول، یک عنکبوت دارای یک تا چهار جفت از این غدد است. تار بافی کار سریعی نیست و ساخت یک تار دام با اندازه متوسط ​​حدود نیم ساعت طول می کشد. برای تغییر به تولید نوع دیگری از تار (برای مارپیچ به دام انداختن)، عنکبوت به یک دقیقه استراحت نیاز دارد. عنکبوت‌ها اغلب از تار استفاده می‌کنند و بقایای توری را می‌خورند که در اثر باران، باد یا حشرات آسیب دیده است. تار در بدن آنها با کمک آنزیم های خاصی هضم می شود.

ساختار ابریشم عنکبوت به طور ایده آل در طول صدها میلیون سال تکامل شکل گرفته است. این ماده طبیعی دو خاصیت شگفت انگیز - استحکام و کشش را با هم ترکیب می کند. شبکه ای از تارها می توانند پرواز یک حشره را با سرعت کامل متوقف کنند. نخی که عنکبوت ها پایه تار تله خود را از آن می بافند از موی انسان نازکتر است و استحکام کششی خاص آن (یعنی بر حسب واحد جرم محاسبه می شود) از فولاد بیشتر است. اگر نخ گوسامر را با سیم فولادی با همان قطر مقایسه کنیم، تقریباً وزن یکسانی را تحمل می کنند. اما ابریشم عنکبوت شش برابر سبک تر است و بنابراین شش برابر قوی تر است.

مانند موی انسان، پشم گوسفند و ابریشم پیله‌های کرم ابریشم، تارها عمدتاً از پروتئین تشکیل شده‌اند. از نظر ترکیب اسید آمینه، پروتئین های وب - اسپیدروئین ها - نسبتا نزدیک به فیبروئین ها هستند، پروتئین هایی که ابریشم تولید شده توسط کرم ابریشم را تشکیل می دهند. هر دو حاوی مقادیر غیرعادی بالایی از آمینو اسیدهای آلانین (25٪) و گلیسین (حدود 40٪) هستند. مناطقی از مولکول های پروتئینی غنی از آلانین، مناطق کریستالی را تشکیل می دهند که به طور متراکم در چین ها بسته می شوند و استحکام بالایی را ارائه می دهند، و آن مناطقی که گلیسین بیشتری وجود دارد، ماده آمورف تری هستند که می تواند به خوبی کشیده شود و در نتیجه به نخ خاصیت ارتجاعی بدهد.

چگونه چنین نخی تشکیل می شود؟ هنوز پاسخ کامل و روشنی برای این سوال وجود ندارد. فرآیند چرخاندن تار با جزئیات بیشتر بر روی نمونه غده آمپول شکل عنکبوت گوی تار و ترقوه Nephila مورد مطالعه قرار گرفته است. غده آمپولوئید که قوی ترین ابریشم را تولید می کند از سه بخش اصلی تشکیل شده است: یک کیسه مرکزی، یک کانال خمیده بسیار طولانی و یک لوله با یک خروجی. از سلول ها به سطح داخلیقطرات کروی کوچک حاوی دو نوع مولکول پروتئین اسپیدروین از کیسه خارج می شود. این محلول چسبناک به سمت دم کیسه جریان می یابد، جایی که سلول های دیگر نوع دیگری از پروتئین به نام گلیکوپروتئین ترشح می کنند. به لطف گلیکوپروتئین ها، فیبر حاصل ساختار کریستالی مایع به دست می آورد. کریستال های مایع از این جهت قابل توجه هستند که از یک طرف دارای آن هستند درجه بالانظم، و از سوی دیگر، آنها سیالیت را حفظ می کنند. همانطور که توده ضخیم به سمت خروجی حرکت می کند، مولکول های پروتئینی بلند خود را جهت می دهند و به موازات یکدیگر در جهت محور فیبر در حال ظهور قرار می گیرند. در این حالت پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی بین آنها تشکیل می شود.

بشر بسیاری از اکتشافات طراحی طبیعت را کپی کرده است، اما تاکنون امکان بازتولید چنین فرآیند پیچیده ای مانند چرخش وب وجود نداشته است. اکنون دانشمندان در تلاش برای حل این مشکل دشوار با کمک تکنیک های بیوتکنولوژیک هستند. اولین قدم جداسازی ژن‌های مسئول تولید پروتئین‌هایی بود که تار را می‌سازند. این ژن ها به سلول های باکتریایی و مخمر وارد شده اند (به "علم و زندگی" شماره 2، 2001 مراجعه کنید). ژنتیک دانان کانادایی حتی فراتر رفته اند - آنها بزهای اصلاح شده ژنتیکی را پرورش داده اند که شیر آنها حاوی پروتئین های تار عنکبوت حل شده است. اما مشکل تنها در به دست آوردن پروتئین ابریشم عنکبوت نیست، بلکه باید فرآیند طبیعی ریسندگی را شبیه سازی کرد. و این درسی که دانشمندان طبیعت هنوز باید بیاموزند.



 

شاید خواندن آن مفید باشد: