Kemična sestava prave pajkove mreže. Kaj je močnejše - mreža ali jeklo? Kdo ima najmočnejši splet? Spletne funkcije in njihov namen

V 18. stoletju si je neki Bon iz Montpelliera iz pajčevine spletel nogavice in rokavice. Ta izkušnja uporabe pajkove mreže v tekstilne namene se je izkazala za edino. Trenutno se splet uporablja le kot nitni križec natančnih optičnih instrumentov.

Mreža se sintetizira iz aminokislin v pajkovi krvi. To se zgodi v celicah, ki so v stenah pajkove žleze. Mreža se proizvaja v kapljicah; združita se v votlem osrednjem delu žleze. Ta viskozna tekočina je pravzaprav koncentrirana raztopina pajčevine. Raztopina se kopiči v žlezah, dokler pajek ne potrebuje mreže in se izvleče iz kanalov pajkovih bradavic. Mreža se hitro raztegne v tanko nit in takoj preide iz viskoznega stanja v trdno.

Snovi, ki se lahko vlečejo v filamente, so običajno polimeri z visoko molekulsko maso. Sestavljeni so iz dolgih, tankih molekul. Molekule so zvite, ko so v raztopini. Če pa jih izvlečemo iz tanke luknje, se razprejo in se nahajajo po celotni dolžini vlakna. Molekule držijo v tem položaju navzkrižne vezi, ki nastanejo med sosednjimi verigami.

Med premikanjem pajek običajno plete dvojno nit - tako imenovano visečo nit. Preprečuje padec in je pritrjen s pritrdilnimi diski, kadar koli se mora pajek spustiti.

Nit za obešanje je včasih ojačana z dvema tanjšima nitima. Uporabljajo se tudi za izdelavo zunanjega okvirja in radialnih niti lovilne mreže. Drugi glavni del mreže za lovljenje je spiralna nit; dejansko ujame muhe, ki padajo nanj.

Celotna mreža je zelo lepljiva in izjemno elastična. Lepljiva je zaradi številnih kapljic zelo viskozne snovi, ki prekriva obe pajčevinah in ju drži skupaj. Ob najmanjšem stiku z viskozno nitjo se muha zlepi. Nit se lahko raztegne, ne da bi se zlomila, ne glede na to, kako močna je žrtev. To običajno povzroči, da se muha zaplete tudi v sosednje lepljive niti. Pajek, ki drži muho, jo vrti s čeljustmi, nohti na nogah in sprednjimi nogami, medtem ko zadnje noge vlečejo mrežo iz pajkovih bradavic. Muha se tako znajde v pajčevinastem »povoju«, pajek pa žrtev pogosto odnese v svoje zavetje, kjer jo bodisi takoj pojedo bodisi obesijo »v rezervi«.

Obstaja še en splet; uporablja se za izdelavo kokona. S to nitjo se pajek ovija okoli jajčec, izleženih jeseni. Zapredek ščiti jajca pred slabim vremenom in pred posegi raznih plenilcev.

Mreža je sestavljena iz beljakovin. Znano je, da imajo beljakovine bistveno vlogo v zgradbi in delovanju vseh živih organizmov. Sestavljajo miozin v mišicah, kolagen v vezivnem tkivu, hemoglobin v krvi, pa tudi encime, ki nadzorujejo vse kemične reakcije v živem organizmu.

Beljakovine so velike molekule, zgrajene iz dvajsetih različnih aminokislin. Molekula spletne beljakovine je lahko sestavljena iz ene ali več verig, povezanih na enem ali več mestih. Močne navzkrižne povezave tvori aminokislina cistin, ki se lahko »oprime« dveh različnih verig. Cistin lahko tvori tudi povezavo med različnimi deli iste verige in tvori zanke.

Dvajset aminokislin lahko tvori ogromno različnih beljakovin. Eden glavnih ciljev kemikov za beljakovine je določiti število aminokislin v beljakovini in njihov relativni položaj.

Za določitev aminokislinske sestave ga razgradimo na sestavne aminokisline z vrenjem v klorovodikovi kislini. Nato vse komponente izoliramo iz mešanice aminokislin. Pred petindvajsetimi leti je bil to precej zapleten postopek, ki je zahteval veliko število materiala in časa ter tudi ne daje vedno natančnih rezultatov. Trenutno je mogoče popolno analizo aminokislin opraviti na nekaj miligramih materiala v enem dnevu. Znanstveniki so izdelali aparat, v katerem se mešanica aminokislin najprej razgradi na komponente, nato pa se njihovo število samodejno zabeleži in zapiše v obliki grafov.

Te analitične metode so bile uporabljene pri analizi številnih pajčevin. Velika razlika je v sestavi kokonske niti in viseče niti. Glavne aminokisline prve so alanin in serin, druge pa glicin in alanin. Več kot polovico beljakovin v vsakem primeru tvorita samo dve aminokislini, čeprav je v njih prisotnih veliko drugih aminokislin. Predvsem v spletu aminokislin z zelo kratkimi stranskimi verigami.

Zelo pomembno je vedeti, kako so aminokisline razporejene v beljakovini. Vendar to še vedno ne omogoča razlage vseh lastnosti vlaken. Te lastnosti so v veliki meri odvisne od tega, kako so verige razporejene ena glede na drugo.

Leta 1913 sta oče in sin Braggy pokazala, da kristal katere koli snovi, ki se vrti v rentgenskih žarkih, le-te odbija pod določenimi specifičnimi koti, saj je sestavljen iz urejenih atomov, ki tvorijo refleksijske ravnine. Istega leta sta dva Japonca - Nikishawa in Ono - ugotovila, da mnoga vlakna, ki naj ne bi imela kristalne strukture, dajejo tudi določene odseve.

Obstoječi rentgenski posnetki arahnoidnih filamentov so videti neopazni v primerjavi z rentgenskimi posnetki pravih kristalov, vendar lahko zagotovijo pomembne informacije o strukturi mreže. Dejstvo, da tak rentgenski vzorec vsebuje lise, kaže na prisotnost kristalnih regij v vlaknih mreže, ki imajo urejeno razporeditev atomov. Zasluge za določitev strukture teh kristalnih območij pripadajo predvsem profesorju Linusu Paulingu s Kalifornijskega tehnološkega inštituta in profesorju Warwickerju.

Zahvaljujoč tem študijam vemo, da imajo skoraj vse vrste mrež podobno strukturo. Približno predstavo o tem lahko dobite tako, da na kos papirja narišete več enako oddaljenih vzporednih črt in nato ta list zberete v gube pravokotno na črte. Črte predstavljajo dolge peptidne verige, mesta, kjer se sekajo z gubami, pa označujejo položaje ogljikovih atomov, iz katerih segajo stranske verige. Gredo pravokotno na ravnino lista.

Zdaj razmislite o številnih podobnih listih, sestavljenih skupaj; gostota njihovega "pakiranja" bo odvisna od velikosti I-skupin. Skoraj vse mreže imajo verige znotraj listov razporejene na podoben način, razlikujejo pa se le po razdalji med listi: giblje se od 3,3 do 15,6 angstromov.

Spodnja nit koprene je dolg, pravilen valj s skoraj pravilnim krožnim prerezom. Eden od načinov za primerjavo finosti vlaken je navedba teže določene dolžine vlaken. Za splet je običajno izražena v denijih - teža v gramih 9 kilometrov niti. V tem merilnem sistemu nit sviloprejke tehta 1 denier, medtem ko človeški las tehta 40-50 denier. Teža niti pajkovega kokona je 0,7 denija, viseče niti pa še manj, 0,07 denija. Viseča nit, prepletena okoli sveta na ekvatorju, bi tehtala le okoli 340 gramov.

Trdnost in natezna trdnost niti sta pomembnost za tekstilno industrijo. Za primerjavo niti različnih debelin je njihova trdnost običajno izražena z natezno trdnostjo, to je s pretržno obremenitvijo, deljeno z denijemi. Natezna trdnost je tako izražena v gramih na denier. Povprečna pretržna trdnost niti kokona je 2,2 g/denier, povprečna pretržna trdnost viseče niti pa 7,8 g/denier. Raztezek do trenutka zloma doseže 46% oziroma 31%.

Za razliko od viseče niti je kokon nitka razmeroma krhka, kar je posledica njenega namena. Ni ji treba vzdržati velikega stresa, njena naloga je ustvariti zaščitno lupino za jajca kokona. Da bi to naredil, pajek iz kodraste niti splete šestplastno prejo. Vsaka nit kokona je sestavljena iz šestih pajčevin. Ta spletna lupina spominja na voluminozno prejo, ki je bila razvita v Zadnja leta za izdelavo elastičnih pletenin iz umetnih vlaken.

Spiralna nit lovilne mreže, ki tvori lepljivo mrežo, je zelo elastična. Njeno širjenje in krčenje je popolnoma reverzibilno in v tem pogledu spominja na gumo.

Ena od nalog industrije umetni materiali je dobava kupcem materialov z določenimi lastnostmi. Tkanina za spodnje perilo, na primer, mora zadrževati toploto in absorbirati vlago, medtem ko vrvica za gume potrebuje zelo močno tkanino.

Razvoj umetnih beljakovinskih vlaken je še v povojih, saj še ne moremo ustvariti dolgih verig s kompleksno strukturo aminokislin. Lahko pa vzamete eno aminokislino in jo polimerizirate v dolge verige, kot so polialanin ali polialanin in metil glutamag, da iz njih dobite dobra tkiva. Prav tako je mogoče pridobiti polimere z visoko molekulsko maso s ponavljajočim se dipeptidnim zaporedjem, na primer ... glicin - alanin - glicin - alanin - glicin-alanin ...

Nadaljnje preučevanje različnih vrst mrež je pot, ki nam bo zagotovo pomagala pri ustvarjanju umetnih beljakovinskih vlaken.

P.S. O čem še govorijo britanski znanstveniki: da bodo znanstveniki v prihodnosti na podlagi podrobnejše, molekularne študije tako pajkove niti kot drugih naravnih materialov lahko dobili različne ultra uporabne stvari za naš vsakdan, npr. , težka
armiranobetonski izdelki iz posebnih polimerov ali kaj podobnega.

Predstavnike reda pajkovcev najdemo povsod. So plenilci, ki plenijo žuželke. Svoj plen lovijo s pomočjo mreže. To je prožno in trpežno vlakno, na katerega se lepijo muhe, čebele, komarji. Kako pajek plete mrežo, se to vprašanje pogosto postavlja ob pogledu na neverjetno mrežo za pasti.

Kaj je splet?

Pajki so eni najstarejših prebivalcev planeta, zaradi svoje majhnosti in specifičnosti videz jih zmotno štejejo za žuželke. Pravzaprav so to predstavniki reda členonožcev. Telo pajka ima osem nog in dva dela:

cefalotoraks;
trebuh.

Za razliko od žuželk nimajo anten in vratu, ki ločuje glavo od prsi. Trebuh pajkovca je nekakšna tovarna spleta. Vsebuje žleze, ki proizvajajo skrivnost, sestavljeno iz beljakovine, obogatene z alaninom, ki daje moč, in glicinom, ki je odgovoren za elastičnost. Po kemijski formuli je splet blizu svile žuželk. V notranjosti žlez je skrivnost tekoče stanje in se na zraku strdi.

Informacije. Svila gosenic sviloprejk in pajčevine imajo podobno sestavo - 50% je beljakovina fibroin. Znanstveniki so ugotovili, da je nit pajka veliko močnejša od skrivnosti gosenic. To je posledica posebnosti tvorbe vlaken

Od kod prihaja pajkova mreža?

Na trebuhu členonožca so izrastki - arahnoidne bradavice. V njihovem zgornjem delu se odpirajo kanali arahnoidnih žlez, ki tvorijo niti. Obstaja 6 vrst žlez, ki proizvajajo svilo za različne namene (premikanje, spuščanje, zapletanje plena, shranjevanje jajčec). Pri eni vrsti se vsi ti organi ne pojavijo hkrati, običajno ima posameznik 1-4 pare žlez.

Na površini bradavic je do 500 vrtečih se cevk, ki dovajajo beljakovinsko skrivnost. Pajek plete mrežo takole:

pajkove bradavice pritisnemo na podlago (drevo, trava, stena itd.);
majhna količina beljakovin se prilepi na izbrano mesto;
pajek se odmakne in vleče nit z zadnjimi nogami;
za glavno delo se uporabljajo dolge in prožne sprednje noge, z njihovo pomočjo se ustvari okvir iz suhih niti;
zadnja faza izdelave mreže je oblikovanje lepljivih spiral.

Zahvaljujoč opažanjem znanstvenikov je postalo znano, od kod prihaja pajkova mreža. Izločajo ga mobilne parne bradavice na trebuhu.

Zanimivo dejstvo. Mreža je zelo lahka, teža niti, ki je ovila Zemljo okoli ekvatorja, bi bila le 450 g.

Pajek potegne nit iz trebuha

Kako je zgrajena mreža za prestrezanje

Veter je pajkov najboljši pomočnik pri gradnji. Pajkovec vzame tanko nit iz bradavic in jo položi pod zračni tok, ki strjeno svilo odnese na veliko razdaljo. To je skrivni način, kako pajek plete mrežo med drevesi. Mreža se zlahka oprime drevesnih vej in jo uporablja kot vrv, pajkovec se premika iz kraja v kraj.

V strukturi spleta je mogoče zaslediti določen vzorec. Temelji na okvirju močnih in debelih niti, razporejenih v obliki žarkov, ki sevajo iz ene točke. Začenši z zunanjega dela, pajek ustvarja kroge, ki se postopoma premikajo proti sredini. Presenetljivo je, da brez prilagoditev ohranja enako razdaljo med vsakim krogom. Ta del vlaken je lepljiv, v njem se bodo žuželke zataknile.

Zanimivo dejstvo. Pajek žre lastno mrežo. Znanstveniki ponujajo dve razlagi za to dejstvo - na ta način se izguba beljakovin dopolni med popravilom lovilne mreže ali pa pajek preprosto pije vodo, ki visi na svilenih nitih.

Kompleksnost spletnega dizajna je odvisna od vrste pajkovca. Nižji členonožci gradijo preproste mreže, višji pa kompleksne geometrijske vzorce. Ocenjuje se, da sestavi past 39 radijev in 39 spiral. Poleg gladkih radialnih niti, pomožnih in lovilnih spiral, obstajajo signalne niti. Ti elementi zajamejo in prenesejo na plenilca vibracije ujetega plena. Če naleti tujek (veja, list), ga mali lastnik loči in odvrže, nato pa vzpostavi omrežje.

Veliki drevesni pajki vlečejo pasti s premerom do 1 m.V njih ne pridejo samo žuželke, ampak tudi majhne ptice.

Kako dolgo pajek plete mrežo?

Plenilec porabi od pol ure do 2-3 ure, da ustvari odprto past za žuželke. Njegov čas delovanja je odvisen od vremenskih razmer in načrtovane velikosti omrežja. Nekatere vrste pletejo svilene niti vsak dan, zjutraj ali zvečer, odvisno od načina življenja. Eden od dejavnikov, koliko pajek plete mrežo, je njegov videz - raven ali voluminozen. Ravna je znana različica radialnih niti in spiral, voluminozna pa je past iz kepe vlaken.

Namen spleta

Tanke mreže niso samo pasti za žuželke. Vloga spleta v življenju pajkov je veliko širša.

Lovljenje plena

Vsi pajki so plenilci, ki svoj plen ubijejo s strupom. Hkrati imajo nekateri posamezniki krhko postavo in lahko sami postanejo žrtev žuželk, na primer os. Za lov potrebujejo zavetje in past. To funkcijo opravljajo lepljiva vlakna. Ko se ujamejo v mrežo, plen ovijejo v kokon iz niti in ga pustijo, dokler ga vbrizgani encim ne spravi v tekoče stanje.

Svilena vlakna pajkovcev so tanjša od človeškega lasu, vendar je njihova specifična natezna trdnost primerljiva z jekleno žico.

razmnoževanje

Med sezono parjenja samci sami pritrdijo lastne nitke na mrežo samice. Z ritmičnimi udarci po svilenih vlaknih obvestijo potencialnega partnerja o svojih namerah. Dvoreča samica se spusti na samčevo ozemlje, da bi se parila. Pri nekaterih vrstah je pobudnica iskanja partnerja samica. Izloča nit s feromoni, zahvaljujoč kateri jo pajek najde.

dom zanamcem

Zapredki za jajca so tkani iz svilene pajčevine. Njihovo število, odvisno od vrste členonožcev, je 2-1000 kosov. V njih so obešeni pajkovi mešički z jajčeci samic varno mesto. Lupina kokona je dovolj močna, sestavljena je iz več plasti in je nasičena s tekočo skrivnostjo.

V svojem rovu pajkovci pletejo stene s pajčevino. To pomaga ustvariti ugodno mikroklimo, služi kot zaščita pred slabim vremenom in naravnimi sovražniki.

premikanje

Eden od odgovorov, zakaj pajek plete mrežo, je ta, da uporablja niti kot vozilo. Za premikanje med drevesi in grmovjem, za hitro razumevanje in spuščanje potrebuje močna vlakna. Za lete na dolge razdalje se pajki povzpnejo na višine, sprostijo mrežo, ki se hitro strdi, nato pa jih s sunkom vetra odnese nekaj kilometrov. Najpogosteje se potovanja izvajajo v toplih, jasnih dneh indijskega poletja.

Zakaj se pajek ne drži svoje mreže?

Da ne bi padel v lastno past, pajek naredi več suhih niti za gibanje. Dobro sem seznanjen z zapletenostjo omrežij, varno se približa zataknjenemu plenu. Običajno je na sredini mreže za lovljenje varno območje, kjer plenilec čaka na plen.

Zanimanje znanstvenikov za interakcijo pajkov z njihovimi lovskimi pastmi se je pojavilo pred več kot 100 leti. Sprva je bilo predlagano, da imajo njihove tace poseben lubrikant, ki preprečuje sprijemanje. Teorija ni bila nikoli potrjena. Snemanje gibanja pajkovih nog vzdolž vlaken iz zamrznjene skrivnosti s posebno kamero je razložilo mehanizem stika.

Pajek se ne drži svoje mreže iz treh razlogov:

številne elastične dlake na tacah zmanjšajo območje stika z lepljivo spiralo;
konice pajkovih nog so prekrite z oljnato tekočino;
gibanje poteka na poseben način.

Katera skrivnost zgradbe nog pomaga pajkovcem, da se izognejo lepljenju? Na vsaki nogi pajka sta dva oporna kremplja, s katerima se oprime površine, in en gibljiv krempelj. Pri premikanju pritiska niti na prožne dlake na tački. Ko pajek dvigne šapo, se krempelj zravna in dlake odbijajo mrežo.

Druga razlaga je pomanjkanje neposrednega stika med nogo pajkovca in lepljivimi kapljicami. Padejo na dlake stopala in se nato zlahka vrnejo nazaj na nit. Ne glede na teorije, ki jih upoštevajo zoologi, ostaja dejstvo, da pajki ne postanejo ujetniki lastnih lepljivih pasti.

Tudi drugi pajkovci lahko pletejo mreže - klopi in lažni škorpijoni. Toda njihove mreže se po trdnosti in spretnosti tkanja ne morejo primerjati z deli pravih mojstrov - pajkov. Sodobna znanost spleta še ni sposobna sintetično reproducirati. Tehnologija izdelave pajkove svile ostaja ena od skrivnosti narave.

Zagotovo je vsak od vas bil pozoren na nežne, nežne, svilnate "robčke", ki jih pajki v sončnem poletju obesijo na drevesa in travo. Ko se srebrne kapljice rose lesketajo na odprti pajkovi preji - vidite, spektakel je noro lep in čaroben. Poraja pa se več vprašanj: "kje nastane mreža in kako se uporablja pajek", "od kod prihaja in iz česa je sestavljena." Danes bomo poskušali ugotoviti, zakaj ta žival okrasi vse okoli s svojim "vezenjem".

Ustavil za trenutek

Mnogi znanstveniki so pajkom in njihovim mrežam posvetili ne le cele razprave in ure, ampak tudi leta svojega življenja. Kot je rekel Andre Tilkin, slavni filozof iz Francije je tkanje mreže neverjetna predstava, ki jo lahko gledamo ure in ure. Na spletu je napisal več kot petsto strani razprave.

Nemški znanstvenik G. Peters je trdil, da ko ure in ure opazujete pajke, sploh ne opazite, kako čas beži. Še pred Tilkinom je svetu povedal, kdo so ti neverjetna bitja kako pajek plete svojo mrežo, za kar jo potrebuje.

Zagotovo ste se več kot enkrat ustavili in opazovali, ko ste opazili majhnega pajka, kako mukotrpno dela na listu papirja. Vedno pa imamo premalo časa za čudovite malenkosti, vedno se nam mudi, zato se ne moremo ustaviti, ostati še malo. Če bi bil ravno ta čas, bi lahko vsak od nas zagotovo odgovoril na vprašanje: "Kako se splet pojavi, zakaj se pajek ne drži svoje mreže?"

Ustavimo se za trenutek in ugotovimo. Navsezadnje je vprašanje res zanimivo, postopek pa fascinanten.

Od kod prihaja?

Pajki so najstarejša bitja, ki živijo na zemlji že več kot dvesto milijonov let. Brez njihove mreže morda ne bi bili tako zanimivi za človeštvo. Od kod torej pajkova mreža in kaj je?

Mreža je vsebina posebnih žlez, ki jih imajo številni členonožci (lažni škorpijoni, pajki, pršice itd.). Tekoča vsebina se lahko razteza in ne trga hkrati. Nastali najtanjši filamenti se na zraku zelo hitro strdijo.

Vsak pajek ima na svojem telesu več posebnih žlez, ki so odgovorne za izdelavo mrež. Nastanejo različne žleze drugačne vrste in gostoto spleta. Nahajajo se na trebuhu v obliki najtanjših kanalov in se imenujejo "pajkove bradavice". Iz teh lukenj se sprosti tekoča skrivnost, ki se kmalu spremeni v čudovito mrežo.

S pomočjo tačk pajek razdeli, "obesi" mrežo, kjer jo potrebuje. Pajek ima najdaljše sprednje noge, štrlijo v glavna vloga. In s pomočjo zadnje noge zajame kapljice tekočine in jih raztegne na želeno dolžino.

veter na pomoč

K pravilni razporeditvi spleta prispeva tudi vetrič. Če pajek izbere pravo mesto, da ga postavi, na primer med drevesa ali med listje, potem veter pomaga razširiti niti tja, kamor morajo biti. Če ste želeli sami odgovoriti na vprašanje, kako pajek plete mrežo med drevesi, potem je tukaj odgovor. Veter mu pomaga.

Ko se ena nit ujame na želeno vejo, pajek leze, preveri trdnost podlage in izpusti naslednjo. Drugega pritrdi na sredino prvega in tako naprej.

Faze gradnje

Osnova mreže je zelo podobna snežinki ali piki, od središča katere se razhaja več žarkov. Ti osrednji filamenti so najgostejši in najdebelejši v svoji strukturi. Včasih pajek naredi osnovo iz več niti hkrati, kot da vnaprej krepi svoje poti.

Ko je osnova pripravljena, žival nadaljuje z gradnjo "lovilne spirale". Izdelani so že iz popolnoma drugačne vrste mreže. Ta tekočina je lepljiva, dobro se drži. Iz lepljive mreže so na podlagi zgrajeni krogi.

Pajek začne svojo konstrukcijo od zunanjega kroga in se postopoma premika proti središču. Presenetljivo začuti razdaljo med krogi. Popolnoma brez kompasa ali posebnih merilnih instrumentov pri roki pajek nedvoumno porazdeli mrežo tako, da je med krogi le enaka razdalja.

Zakaj ne drži?

Zagotovo vsi veste, kako lovijo pajki. Kako se njihov plen zaplete v lepljivo mrežo in pogine. In morda se je vsak vsaj enkrat vprašal: "Zakaj se pajek ne drži svoje mreže?"

Odgovor se skriva v specifičnih taktikah gradnje spleta, ki smo jih opisali malo višje. Mreža je izdelana iz več vrst niti. Osnova, po kateri se premika pajek, je narejena iz navadne, zelo močne in popolnoma varne niti. Toda "lovilni" krogi so narejeni, nasprotno, iz niti, ki je lepljiva in smrtonosna za številne žuželke.

Spletne funkcije

Tako smo ugotovili, kako se splet pojavi in kje se oblikuje. In kako mrežo uporablja pajek, lahko zdaj tudi odgovorimo. Primarna naloga spleta je seveda pridobivanje hrane. Ko "hrana" vstopi v mrežo, pajek takoj začuti tresenje. Približa se plenu, ga hitro zavije v močno »odejo«, odpre rob in odnese hrano tja, kjer mu nihče ne bo preprečil uživanja v obroku.

A mreža pajku poleg pridobivanja hrane služi še za nekatere druge namene. Iz njega se naredi kokon za jajca in hišica za bivanje. Splet deluje kot nekakšna viseča mreža, na kateri potekajo paritvene igre in parjenje. Deluje kot padalo, ki vam omogoča hiter beg pred nevarnimi sovražniki. Z njegovo pomočjo se lahko pajki, če je potrebno, premikajo po drevesih.

Močnejši od jekla

Tako že vemo, kako pajek plete mrežo in kakšne so njene značilnosti, kako nastane in kako se gradijo lepljive mreže za hrano. Ostaja pa vprašanje, zakaj je splet tako močan.

Kljub dejstvu, da so vse strukture pajkov raznolike, imajo enako lastnost - povečano moč. To je zagotovljeno z dejstvom, da splet vsebuje beljakovino - keratin. Mimogrede, najdemo ga tudi v krempljih živali, v volni, v perju ptic. Vlakna mreže se popolnoma raztegnejo in se nato vrnejo v prvotno obliko, pri tem pa se ne trgajo.

Znanstveniki pravijo, da je pajčevina veliko močnejša od naravne svile. Slednji ima trdnost trganja 30-42 g / mm 2, mreža pa približno 170 g / mm 2. Občutite razliko.

Kako pajek plete mrežo, je razumljivo. Da je močna - je tudi odločilo vprašanje. Toda ali ste vedeli, da je mreža kljub takšni trdnosti nekaj tisočkrat tanjša od človeškega lasu? Če primerjamo lomljenje tkanine in drugih niti, ne prekaša le svile, ampak tudi viskozo, najlon, orlon. celo najmočnejše jeklo po moči ni primerljiv z njim.

Ali ste vedeli, da je od tega, kako pajek plete svojo mrežo, odvisno število žrtev, ki bodo v njej?

Ko se plen najde v mreži, se ta ne le prilepi na mrežo »pasti«, ampak je tudi prizadet električni naboj. Nastane iz samih žuželk, ki med letom kopičijo naboj, in ko pridejo v mrežo, ga predajo nitim in se udarijo.

Če vemo, kako pajek plete mrežo in kakšne "močne" lastnosti ima, zakaj ljudje še vedno ne izdelujejo oblačil iz takih niti? Izkazalo se je, da takrat Ludvik XIV eden od rokodelcev je poskušal iz pajkovih niti sešiti rokavice in nogavice za kralja. Vendar se je izkazalo, da je to delo zelo težko, mukotrpno in dolgotrajno.

IN Južna Amerika pajkove mreže pomagati ne samo proizvajalcem samim, ampak tudi lokalnim opicam. Živali se zahvaljujoč moči mrež spretno in neustrašno premikajo po njih.

Mreža je nekakšna skrivnost, ki jo proizvajajo pajkove žleze. Takšna skrivnost se po kratkem času po izolaciji lahko strdi v obliki močnih beljakovinskih filamentov. Mrežo izločajo ne le pajki, ampak tudi nekateri drugi predstavniki skupine pajkovcev, vključno z lažnimi škorpijoni in klopi ter stonogami.

Kako pajki izdelujejo mreže?

V trebušni votlini pajka se nahaja veliko število pajkovih žlez. Kanali takšnih žlez se odpirajo v najmanjše vrtljive cevke, ki imajo dostop do končnega dela posebnih pajkovih bradavic. Število predilnih cevi se lahko razlikuje glede na vrsto pajka. Na primer, zelo pogost križni pajek jih ima petsto.

To je zanimivo! V arahnoidnih žlezah proizvaja tekočo in viskozno beljakovinsko skrivnost, katere značilnost je sposobnost, da se pod vplivom zraka skoraj takoj strdi in spremeni v tanke dolge niti.

Postopek vrtenja mreže je sestavljen iz pritiskanja bradavic pajkove mreže na podlago. Prvi, nepomemben del sproščene skrivnosti se strdi in varno prilepi na podlago, nato pa pajek s pomočjo zadnjih nog izvleče viskozno skrivnost. V procesu odstranjevanja pajka iz mesta pritrditve mreže se beljakovinska skrivnost raztegne in hitro strdi. Do danes je sedem dobro znanih in dobro raziskanih različni tipi pajkove žleze, ki proizvajajo različni tipi niti.

Sestava in lastnosti spleta

Pajkova mreža je beljakovinska spojina, ki vključuje tudi glicin, alanin in serin. Notranji del Oblikovane niti predstavljajo togi proteinski kristali, katerih velikost ne presega nekaj nanometrov. Kristale držijo skupaj visoko elastične beljakovinske vezi.

To je zanimivo! Nenavadna lastnost mreže je njen notranji tečaj. Obešen na pajkovo mrežo lahko katerikoli predmet zavrtimo neomejeno število krat, brez zvijanja.

Primarne niti se prepletajo s pajkom in postanejo debelejše arahnoidno vlakno. Indikatorji trdnosti mreže so blizu tistim iz najlona, vendar veliko močnejši od skrivnosti sviloprejke. Odvisno od namena, za katerega naj bi se mreža uporabljala, lahko pajek sprosti ne samo lepljivo, ampak tudi suho nit, katere debelina se precej razlikuje.

Spletne funkcije in njihov namen

Mrežo pajki uporabljajo za različne namene. Zavetje, tkano iz močne in zanesljive mreže, vam omogoča, da ustvarite najugodnejše mikroklimatske pogoje za členonožce, služi pa tudi kot dobro zavetje, tako pred slabim vremenom kot pred številnimi naravnimi sovražniki. Številni členonožci so sposobni s svojo mrežo preplesti stene svoje kune ali narediti iz nje nekakšna vrata v bivališče.

To je zanimivo! Nekatere vrste uporabljajo mrežo kot obliko prevoza in mladi pajki zapustijo starševsko gnezdo na dolgih mrežastih nitih, ki jih dvigne veter in prenese na znatne razdalje.

Najpogosteje pajki uporabljajo mreže za tkanje lepljivih pasti, kar omogoča učinkovito lovljenje plena in zagotavljanje hrane členonožcu. Nič manj znani so tako imenovani jajčni kokoni iz mreže, znotraj katerih se pojavijo mladi pajki.. Nekatere vrste pletejo varnostne niti, da členonožce zaščitijo pred padcem med skokom in da premaknejo ali ujamejo plen.

Splet za reprodukcijo

Za gnezditveno sezono je značilna dodelitev pajčevine s strani samice, ki vam omogoča, da najdete optimalen par za parjenje. Samci so na primer sposobni poleg mrež, ki jih ustvarijo samice, zgraditi paritvene pajčevine miniaturne velikosti, v katere zvabijo pajke.

Samci križnih pajkov svoje vodoravne mreže spretno pritrdijo na radialno razporejene niti lovilne mreže, ki jo naredijo samice. Samci z močnimi udarci v mrežo s svojimi okončinami povzročijo vibriranje mreže in s tem na nenavaden način, povabi samice k parjenju.

Splet za lovljenje plena

Da bi ujeli svoj plen, številne vrste pajkov pletejo posebne mreže za lovljenje, za nekatere vrste pa je značilna uporaba nenavadnih pajkovih lasov in niti. Pajki, ki se skrivajo v rovih, postavljajo signalne niti, ki se raztezajo od trebuha členonožca do samega vhoda v njegovo zavetje. Ko plen pade v past, se vibracija signalne niti takoj prenese na pajka.

Lepljive lovilne spiralne mreže so zgrajene po nekoliko drugačnem principu.. Pri ustvarjanju pajek začne tkati od roba in se postopoma premika proti osrednjemu delu. V tem primeru se nujno ohrani enaka vrzel med vsemi zavoji, kar ima za posledico tako imenovano "Arhimedovo spiralo". Niti na pomožni spirali pajek posebej pregrizne.

Splet za zavarovanje

Pajki skakači uporabljajo niti mreže kot zavarovanje, ko napadejo žrtev. Pajki pritrdijo varnostno nit mreže na kateri koli predmet, po katerem členonožec skoči na predvideni plen. Ista nit, pritrjena na podlago, se uporablja za nočitev in ščiti členonožca pred napadom vseh vrst naravnih sovražnikov.

To je zanimivo! Južnoruske tarantule, ko zapustijo svoje bivališče, za seboj potegnejo najtanjšo pajčevino, ki jim omogoča, da po potrebi hitro najdejo pot nazaj ali vhod v zavetje.

Splet kot transport

Do jeseni nekatere vrste pajkov izležejo mladiče. Mladi pajki, ki so preživeli v procesu odraščanja, se poskušajo povzpeti čim višje, pri čemer v ta namen uporabljajo drevesa, visoko grmovje, strehe hiš in drugih zgradb, ograje. Dovolj čakanja močan veter, mali pajek sprosti tanko in dolgo pajčevino.

Razdalja gibanja je neposredno odvisna od dolžine takšne transportne mreže. Ko počaka na dobro napetost mreže, pajek odgrizne njen konec in zelo hitro vzleti. Po spletu so "popotniki" praviloma sposobni preleteti več kilometrov.

Srebrni pajki uporabljajo mrežo kot vodni prevoz. Ta pajek mora za lov v vodi dihati atmosferski zrak. Pri spustu na dno lahko členonožec zajame del zraka, iz mreže na vodnih rastlinah pa se zgradi nekakšen zračni zvonec, ki zadržuje zrak in omogoča pajku, da lovi svoj plen.

Kandidat fizikalnih in matematičnih znanosti E. Lozovskaya

Znanost in življenje // Ilustracije

Lepilo, ki pokriva nit lovilne spirale, je enakomerno porazdeljeno po mreži v obliki kapljic-perlic. Slika prikazuje mesto pritrditve dveh fragmentov lovilne spirale na radij.

Znanost in življenje // Ilustracije

Začetne faze izgradnja lovilne mreže s pajkovim križem.

Logaritemska spirala približno opisuje obliko pomožne spiralne niti, ki jo pajek polaga med izdelavo kolesaste lovilne mreže.

Arhimedova spirala opisuje obliko lepljive lovilne niti.

Cik-cak niti so ena od značilnosti pajkovih mrež iz rodu Argiope.

Kristalna področja svilenega vlakna imajo nagubano strukturo, podobno tisti, prikazani na sliki. Posamezne verige so povezane z vodikovimi vezmi.

Mladi križni pajki, pravkar iz kokona pajčevine.

Pajki iz družine Dinopidae spinosa spletejo mrežo pajčevine med nogami in jo nato vržejo čez svoj plen.

Pajkov križanec (Araneus diadematus) je znan po tem, da lahko plete velike mreže za lovljenje v obliki koles.

Nekatere vrste pajkov na okroglo past pritrdijo tudi dolgo »lestev«, kar bistveno poveča učinkovitost lova.

Znanost in življenje // Ilustracije

Tako so pod mikroskopom videti cevke pajkove mreže, iz katerih izhajajo niti pajkove svile.

Morda pajki niso najbolj privlačna bitja, vendar njihova stvaritev - mreža - ne more, da ne bi vzbudila občudovanja. Spomnite se, kako geometrijska pravilnost najfinejših niti, ki se lesketajo na soncu, raztegnjenih med vejami grmovja ali med visoko travo, očara oko.

Pajki so eni najstarejših prebivalcev našega planeta, saj so kopno naselili pred več kot 200 milijoni let. V naravi je približno 35 tisoč vrst pajkov. Ta vseprisotna osemnožna bitja so prepoznavna vedno in povsod, kljub razlikam v barvi in velikosti. Toda njihov najpomembnejši značilnost je sposobnost izdelave pajkove svile, naravnega vlakna, neprekosljivega po trdnosti.

Pajki uporabljajo svoje mreže za različne namene. Iz njega delajo jajčne kokone, gradijo zavetja za prezimovanje, uporabljajo ga kot "varovalno vrv" pri skakanju, pletejo zapletene mreže za lovljenje in ovijajo ujeti plen. Samica, pripravljena na parjenje, proizvaja spletno nit, označeno s feromoni, zahvaljujoč kateri samec, ki se giblje po niti, zlahka najde partnerja. Mladi pajki nekaterih vrst odletijo iz matičnega gnezda na dolgih nitih, ki jih dvigne veter.

Pajki se prehranjujejo predvsem z žuželkami. Naprave za lovljenje hrane, ki jih uporabljajo za pridobivanje hrane, so različnih oblik in vrst. Nekateri pajki preprosto raztegnejo nekaj signalnih niti blizu svojega zavetišča in takoj, ko se žuželka dotakne niti, hitijo nanj iz zasede. Drugi vržejo nit z lepljivo kapljico na koncu naprej, kot nekakšen laso. Toda vrhunec oblikovalske dejavnosti pajkov so še vedno okrogle mreže v obliki koles, ki se nahajajo vodoravno ali navpično.

Za izdelavo kolesaste lovilne mreže pajek križec, običajen prebivalec naših gozdov in vrtov, spusti precej dolgo, močno nit. Veter ali pihanje zraka dvigne nit navzgor in če je mesto za gradnjo mreže dobro izbrano, se oprime najbližje veje ali druge opore. Pajek se plazi po njem, da zavaruje konec, včasih položi še eno nit za moč. Nato sprosti prosto visečo nit in na njeno sredino pritrdi tretjo, tako da dobimo strukturo v obliki črke Y - prve tri radije od več kot petdesetih. Ko so radialne niti in okvir pripravljeni, se pajek vrne v sredino in začne polagati začasno pomožno spiralo - nekaj podobnega "odru". Pomožna spirala pritrdi strukturo in služi kot pot za pajka pri gradnji lovilne spirale. Celoten glavni okvir mreže, vključno z radiji, je izdelan iz nelepilne niti, za lovilno spiralo pa je uporabljena dvojna nit, premazana z lepilom.

Presenetljivo je, da imata ti dve spirali različne geometrijske oblike. Časovna spirala ima relativno malo zavojev, razdalja med njimi pa se z vsakim zavojem povečuje. To se zgodi zato, ker se pajek med polaganjem premika pod enakim kotom glede na polmere. Oblika nastale lomljene črte je blizu tako imenovane logaritemske spirale.

Lepljiva lovilna spirala je zgrajena po drugačnem principu. Pajek se začne na robu in se pomika proti sredini, pri čemer ohranja enako razdaljo med tuljavami in dobimo Arhimedovo spiralo. Hkrati grize niti pomožne spirale.

Pajkovo svilo proizvajajo posebne žleze, ki se nahajajo na zadnji strani pajkovega trebuha. Znanih je vsaj sedem vrst pajkovih žlez, ki proizvajajo različne filamente, vendar nobena znana vrsta pajkov nima vseh sedem vrst hkrati. Običajno ima pajek od enega do štirih parov teh žlez. Tkanje mreže ni hiter posel, izdelava srednje velike mreže za lovljenje pa traja približno pol ure. Za preklop na izdelavo druge vrste mreže (za spiralo pasti) potrebuje pajek minuto predaha. Pajki pogosto ponovno uporabijo mrežo in jedo ostanke lovilne mreže, poškodovane zaradi dežja, vetra ali žuželk. Splet se v njihovem telesu prebavi s pomočjo posebnih encimov.

Struktura pajkove svile je bila idealno izdelana v stotinah milijonov let evolucije. Ta naravni material združuje dve čudoviti lastnosti - moč in elastičnost. Mreža mrež je sposobna ustaviti žuželko, ki leti s polno hitrostjo. Nit, iz katere pajki pletejo osnovo svoje lovilne mreže, je tanjša od človeškega lasu, njena specifična (to je preračunana na enoto mase) natezna trdnost pa je večja kot pri jeklu. Če primerjamo gossamer nit z jekleno žico enakega premera, bosta zdržali približno enako težo. Toda pajkova svila je šestkrat lažja in zato šestkrat močnejša.

Tako kot človeški lasje, ovčja volna in svila zapredkov sviloprejk so mreže sestavljene predvsem iz beljakovin. Po aminokislinski sestavi so spletne beljakovine – spidroini – razmeroma blizu fibroinom, beljakovinam, ki sestavljajo svilo, ki jo proizvajajo gosenice sviloprejke. Oba vsebujeta nenavadno visoke količine aminokislin alanina (25 %) in glicina (približno 40 %). Področja beljakovinskih molekul, bogata z alaninom, tvorijo kristalne regije, gosto zapakirane v gube, kar zagotavlja visoko trdnost, tista področja, kjer je več glicina, pa so bolj amorfen material, ki se lahko dobro raztegne in s tem daje elastičnost niti.

Kako nastane taka nit? Popolnega in jasnega odgovora na to vprašanje še ni. Proces predenja mreže je bil najbolj podrobno raziskan na primeru žleze v obliki ampule pri pajku in Nephila clavipes. Ampuloidna žleza, ki proizvaja najmočnejšo svilo, je sestavljena iz treh glavnih delov: osrednje vrečke, zelo dolgega ukrivljenega kanala in tubule z izhodom. Od celic do notranja površina iz vrečke pridejo majhne sferične kapljice, ki vsebujejo dve vrsti proteinskih molekul spidroina. Ta viskozna raztopina teče v rep vrečke, kjer druge celice izločajo drugo vrsto beljakovin, imenovanih glikoproteini. Zaradi glikoproteinov pridobljeno vlakno pridobi tekoče kristalno strukturo. Tekoči kristali so izjemni v tem, da imajo po eni strani visoko stopnjo urejenost, po drugi strani pa ohranjajo pretočnost. Ko se gosta masa premika proti izhodu, se dolge beljakovinske molekule usmerijo in postavijo vzporedno druga z drugo v smeri osi nastajajočega vlakna. V tem primeru se med njimi tvorijo medmolekularne vodikove vezi.

Človeštvo je posnemalo mnoga oblikovalska odkritja narave, vendar doslej ni bilo mogoče reproducirati tako zapletenega procesa, kot je pletenje mreže. Znanstveniki zdaj skušajo rešiti to težavno težavo s pomočjo biotehnoloških tehnik. Prvi korak je bil izolacija genov, odgovornih za proizvodnjo beljakovin, ki sestavljajo mrežo. Ti geni so bili vneseni v celice bakterij in kvasovk (glej "Znanost in življenje" št. 2, 2001). Kanadski genetiki so šli še dlje – vzredili so gensko spremenjene koze, katerih mleko vsebuje raztopljene beljakovine pajčevine. Toda težava ni le v pridobivanju beljakovin pajkove svile, potrebno je simulirati naravni proces predenja. In te lekcije se morajo naravoslovci šele naučiti.

Morda bi bilo koristno prebrati: