Gerçek örümcek adam ağının kimyasal bileşimi. Hangisi daha güçlü - ağ mı yoksa çelik mi? En güçlü ağa kim sahip? Web işlevleri ve amacı

18. yüzyılda, Montpellier'den belirli bir Bon, örümcek ağlarından kendine bir çift çorap ve eldiven ördü. Tekstil amaçlı bir örümcek ağı kullanma deneyiminin tek olduğu ortaya çıktı. Şu anda ağ, yalnızca hassas optik aletlerin artı işareti olarak kullanılmaktadır.

Ağ, örümceğin kanındaki amino asitlerden sentezlenir. Duvarların içindeki hücrelerde olur. örümcek bezleri. Ağ, damlacıklar halinde üretilir; bezin içi boş orta kısmında birleşirler. Bu viskoz sıvı aslında örümcek ağlarının konsantre bir çözeltisidir. Çözelti, örümceğin ağa ihtiyacı olana kadar bezlerde birikir ve örümcek siğillerinin kanallarından çekilir. Ağ hızla ince bir ipliğe gerilir ve hemen viskoz bir durumdan katı bir duruma geçer.

Filamentlere çekilebilen maddeler genellikle yüksek moleküler ağırlıklı polimerlerdir. Uzun, ince moleküllerden oluşurlar. Moleküller çözelti halindeyken bükülürler. Ancak ince bir delikten çekilirlerse açılırlar ve lifin tüm uzunluğu boyunca yer alırlar. Moleküller, bitişik zincirler arasında oluşan çapraz bağlarla bu konumda tutulur.

Hareket eden örümcek genellikle çift iplik örer - sözde asılı iplik. Düşmesini önler ve örümceğin aşağı inmesi gerektiğinde bağlantı diskleriyle bağlanır.

Asılı ip bazen iki ince iple takviye edilir. Ayrıca yakalama ağının dış çerçevesinin ve radyal dişlerinin imalatında da kullanılırlar. Yakalama ağının diğer bir ana parçası spiral bir ipliktir; aslında üzerine düşen sinekleri yakalar.

Tüm ağ çok yapışkan ve son derece esnektir. Her iki örümcek ağını kaplayan ve onları bir arada tutan çok viskoz bir maddenin birçok damlacığı nedeniyle yapışkandır. Viskoz bir iplikle en ufak bir temasta sinek yapışır. İplik, kurban ne kadar güçlü olursa olsun kopmadan gerilebilir. Bu genellikle sineklerin de bitişik yapışkan ipliklere dolanmasıyla sonuçlanır. Sineği tutan örümcek, çeneleri, ayak tırnakları ve ön ayakları ile sineği döndürürken, arka ayakları örümcek siğillerinden ağını çeker. Böylece sinek kendini bir örümcek ağı "bandajı" içinde bulur ve örümcek genellikle kurbanı sığınağına götürür, burada ya hemen yenecek ya da "yedekte" asılacaktır.

Başka bir ağ daha var; koza yapmak için kullanılır. Bu iplik, örümceği sonbaharda bırakılan yumurtaların etrafına sarar. Koza, yumurtaları kötü hava koşullarından ve çeşitli avcıların saldırılarından korur.

Ağ proteinlerden oluşur. Proteinlerin tüm canlı organizmaların yapısında ve işlevinde önemli bir rol oynadığı bilinmektedir. Kaslarda miyozin, bağ dokularında kollajen, kanda hemoglobin ve bunların hepsini kontrol eden enzimleri oluştururlar. kimyasal reaksiyonlar canlı bir organizmada.

Proteinler, yirmi farklı amino asitten oluşan büyük moleküllerdir. Bir ağ protein molekülü, bir veya daha fazla konumdan bağlanan bir veya daha fazla zincirden oluşabilir. Güçlü çapraz bağlar, iki farklı zincire "yapışabilen" amino asit sistin tarafından oluşturulur. Sistin ayrıca aynı zincirin farklı parçaları arasında halkalar oluşturan bir bağlantı oluşturabilir.

Yirmi amino asit çok sayıda farklı protein oluşturabilir. Protein kimyacılarının izlediği ana hedeflerden biri, bir proteindeki amino asitlerin sayısını ve bunların göreceli konumlarını belirlemektir.

Amino asit bileşimini belirlemek için hidroklorik asitte kaynatılarak onu oluşturan amino asitlere ayrıştırılır. Daha sonra tüm bileşenler amino asit karışımından izole edilir. Yirmi beş yıl önce, bu, gerekli olan oldukça karmaşık bir prosedürdü. Büyük bir sayı malzeme ve zaman ve ayrıca her zaman doğru sonuçlar vermemektedir. Şu anda, bir günde birkaç miligram malzeme üzerinde tam bir amino asit analizi yapılabilir. Bilim adamları, bir amino asit karışımının önce bileşenlere ayrıştırıldığı ve ardından sayılarının otomatik olarak kaydedildiği ve grafikler şeklinde kaydedildiği bir cihaz yarattılar.

Bu analitik yöntemler, bir dizi örümcek ağının analizinde uygulanmıştır. Koza ipi ile askı ipinin bileşimleri arasında büyük fark vardır. Birincisinin ana amino asitleri alanin ve serin, ikincisi ise glisin ve alanindir. Her durumda proteinin yarısından fazlası, içlerinde birçok başka amino asit bulunmasına rağmen, yalnızca iki amino asitten oluşur. En çok da çok kısa yan zincirlere sahip amino asitler ağında.

Amino asitlerin bir proteinde nasıl düzenlendiğini bilmek çok önemlidir. Ancak bu yine de liflerin tüm özelliklerini açıklamayı mümkün kılmaz. Bu özellikler büyük ölçüde zincirlerin birbirine göre nasıl düzenlendiğine bağlıdır.

1913'te Peder ve Oğul Braggy, X-ışınlarında döndürülen herhangi bir maddenin kristalinin onları belirli açılarda yansıttığını, çünkü yansıma düzlemlerini oluşturan düzenli atomlardan oluştuğunu gösterdi. Aynı yıl, iki Japon - Nikishawa ve Ono - kristal yapıya sahip olmadığı varsayılan birçok lifin de belirli yansımalar verdiğini keşfettiler.

Araknoid filamanların mevcut x-ışınları, gerçek kristallerin x-ışınları ile karşılaştırıldığında göze çarpmayan görünür, ancak ağın yapısı hakkında önemli bilgiler sağlayabilirler. Böyle bir X-ışını deseninin noktalar içermesi, atomların düzenli bir düzenlemesine sahip olan ağın liflerinde kristal bölgelerin varlığına işaret eder. Bu kristal bölgelerin yapısını belirleme kredisi, öncelikle California Teknoloji Enstitüsü'nden Profesör Linus Pauling'e ve Profesör Warwicker'a aittir.

Bu çalışmalar sayesinde neredeyse tüm ağ türlerinin benzer bir yapıya sahip olduğunu biliyoruz. Bir kağıda birkaç eşit uzaklıkta paralel çizgi çizerek ve ardından bu sayfayı çizgilere dik açılarda katlar halinde toplayarak kabaca bir fikir elde edilebilir. Çizgiler, uzun peptit zincirlerini temsil eder ve kıvrımlarla kesiştikleri yerler, yan zincirlerin uzandığı karbon atomlarının konumlarını gösterir. Levha düzlemine dik açılarda giderler.

Şimdi bir araya getirilmiş birkaç benzer sayfayı düşünün; "paketlenmelerinin" yoğunluğu, I gruplarının boyutuna bağlı olacaktır. Hemen hemen tüm ağlar, tabakalar içinde benzer şekilde düzenlenmiş zincirlere sahiptir ve sadece tabakalar arasındaki mesafe bakımından farklılık gösterir: 3,3 ila 15,6 angstrom arasında değişir.

Ağın altındaki iplik, neredeyse düzenli dairesel bir enine kesite sahip uzun, düzenli silindirlerdir. Liflerin inceliğini karşılaştırmanın bir yolu, belirli bir lif uzunluğunun ağırlığını belirtmektir. Bir ağ için, genellikle denye olarak ifade edilir - 9 kilometrelik ipliğin gram cinsinden ağırlığı. Bu ölçü sisteminde ipekböceği ipliği 1 denye, insan saçı ise 40-50 denye ağırlığındadır. Örümcek kozası ipliğinin ağırlığı 0,7 denye, sarkan ip ise daha da az, 0,07 denyedir. Ekvatorda yerkürenin etrafına dolanmış asılı bir ip sadece yaklaşık 340 gram ağırlığındadır.

İpliklerin mukavemeti ve çekme mukavemeti, önem tekstil endüstrisi için. Farklı kalınlıktaki iplikleri karşılaştırmak için, mukavemetleri genellikle çekme mukavemeti cinsinden, yani kopma yükünün denyeye bölünmesiyle ifade edilir. Gerilme mukavemeti bu nedenle denye başına gram olarak ifade edilir. Koza ipliklerinin ortalama kopma mukavemeti 2,2 g/denye, sarkan ipin kopma mukavemeti ise 7,8 g/denye'dir. Kopma anındaki uzama sırasıyla %46 ve %31'e ulaşır.

Asılı ipliğin aksine, koza ipliği nispeten kırılgandır ve bu, amacından kaynaklanmaktadır. Büyük strese dayanması gerekmez, görevi koza yumurtaları için koruyucu bir kabuk oluşturmaktır. Bunu yapmak için örümcek, kıvırcık bir iplikten altı katlı bir iplik örer. Kozanın her bir ipliği altı örümcek ağından oluşur. Bu ağ kabuğu, geliştirilen hacimli ipliği anımsatıyor. son yıllar suni elyaflardan elastik triko üretimi için.

Yapışkan bir ağ tuzağı oluşturan yakalama ağının spiral ipliği çok esnektir. Genleşmesi ve büzülmesi tamamen tersine çevrilebilir ve bu yönüyle kauçuğa benzer.

Sektörün görevlerinden biri yapay malzemeler müşterilere belirli özelliklere sahip malzemeler tedarik etmektir. Örneğin, iç giyim kumaşının ısıyı tutması ve nemi emmesi gerekirken, lastik kordunun çok güçlü bir kumaşa ihtiyacı vardır.

Yapay protein liflerinin gelişimi henüz emekleme aşamasında çünkü henüz karmaşık bir amino asit yapısına sahip uzun zincirler oluşturamıyoruz. Bununla birlikte, bir amino asidi alıp, iyi dokular elde etmek için polialanin veya polialanin ve metil glutamag gibi uzun zincirler halinde polimerize edebilirsiniz. Yinelenen bir dipeptit dizisine sahip yüksek moleküler ağırlıklı polimerler elde etmek de mümkündür, örneğin ... glisin - alanin - glisin - alanin - glisin-alanin ...

Çeşitli ağ türlerinin daha fazla incelenmesi, yapay protein lifleri yaratmamıza kesinlikle yardımcı olacak yoldur.

Not: İngiliz bilim adamları başka ne hakkında konuşuyor: gelecekte, hem örümcek ipliğinin hem de diğer doğal malzemelerin daha ayrıntılı, moleküler bir çalışmasına dayanarak, bilim adamları günlük yaşamımız için çeşitli ultra yararlı şeyler elde edebilecekler, örneğin , zor görev
özel polimerlerden veya buna benzer bir şeyden yapılmış betonarme ürünler.

Araknid düzeninin temsilcileri her yerde bulunabilir. Böcekleri avlayan avcılardır. Avlarını bir ağ yardımıyla yakalarlar. Bu, sineklerin, arıların, sivrisineklerin yapıştığı esnek ve dayanıklı bir elyaftır. Bir örümceğin ağı nasıl ördüğü, bu soru genellikle harika bir yakalama ağı göründüğünde sorulur.

ağ nedir?

Örümcekler, küçük boyutları ve özel özellikleri nedeniyle gezegenin en eski sakinlerinden biridir. dış görünüş yanlışlıkla böcek olarak kabul edilirler. Aslında bunlar eklembacaklıların düzeninin temsilcileridir. Bir örümceğin gövdesi sekiz bacak ve iki bölümden oluşur:

sefalotoraks;
karın.

Böceklerin aksine, antenleri ve kafayı göğüsten ayıran bir boyunları yoktur. Bir araknidin göbeği bir tür ağ fabrikasıdır. Güç veren alanin ile zenginleştirilmiş bir protein ve esneklikten sorumlu glisinden oluşan bir sır üreten bezler içerir. Kimyasal formüle göre ağ, böceklerin ipeğine yakındır. Bezlerin içinde, sır sıvı hal ve havada katılaşır.

Bilgi. İpekböceği tırtılları ve örümcek ağlarının ipeği benzer bir bileşime sahiptir -% 50 fibroin proteinidir. Bilim adamları, bir örümceğin ipliğinin tırtılların sırrından çok daha güçlü olduğunu bulmuşlardır. Bu, lif oluşumunun özelliğinden kaynaklanmaktadır.

Örümcek ağı nereden geliyor?

Bir eklembacaklının karnında büyümeler vardır - araknoid siğiller. Üst kısımlarında iplikleri oluşturan araknoid bezlerin kanalları açılır. Farklı amaçlar için (hareket etme, alçaltma, avı dolaştırma, yumurta depolama) ipek üreten 6 tip bez vardır. Bir türde, tüm bu organlar aynı anda oluşmaz; genellikle bir bireyde 1-4 çift bez bulunur.

Siğillerin yüzeyinde, bir protein sırrı sağlayan 500 kadar dönen tüp vardır. Bir örümcek şöyle bir ağ örer:

örümcek siğilleri tabana (ağaç, çimen, duvar vb.) bastırılır;
seçilen yere az miktarda protein yapışır;
örümcek, ipliği arka ayaklarıyla çekerek uzaklaşır;
ana iş için uzun ve esnek ön ayaklar kullanılır, onların yardımıyla kuru ipliklerden bir çerçeve oluşturulur;
ağ imalatındaki son aşama, yapışkan spirallerin oluşturulmasıdır.

Bilim adamlarının gözlemleri sayesinde örümcek ağının nereden geldiği belli oldu. Karındaki mobil çift siğiller tarafından salınır.

İlginç gerçek. Ağ çok hafiftir, Dünya'yı ekvatorun etrafına saran ipliğin ağırlığı sadece 450 gr olacaktır.

Örümcek ipliği karnından çeker

Bir yakalama ağı nasıl kurulur?

Rüzgar, örümceğin yapımdaki en iyi yardımcısıdır. Siğillerden ince bir iplik alan araknid, onu sertleşmiş ipeği önemli bir mesafeye taşıyan hava akımının altına koyar. Bu, bir örümceğin ağaçların arasına ağ örmesinin gizli yoludur. Ağ, ağaç dallarına kolayca yapışır, onu bir ip olarak kullanır, araknid bir yerden bir yere hareket eder.

Ağın yapısında belirli bir model izlenebilir. Bir noktadan yayılan ışınlar şeklinde düzenlenmiş güçlü ve kalın ipliklerden oluşan bir çerçeveye dayanır. Örümcek, dış kısımdan başlayarak yavaş yavaş merkeze doğru hareket eden daireler oluşturur. Şaşırtıcı bir şekilde, herhangi bir uyarlama olmaksızın, her daire arasında aynı mesafeyi koruyor. Liflerin bu kısmı yapışkandır, içinde böcekler sıkışır.

İlginç gerçek. Örümcek kendi ağını yer. Bilim adamları bu gerçek için iki açıklama sunuyor - bu şekilde, yakalama ağının onarımı sırasında protein kaybı yenileniyor veya örümcek sadece ipek ipliklerde asılı olan suyu içiyor.

Web tasarımının karmaşıklığı eklembacaklıların türüne bağlıdır. Alt eklembacaklılar basit ağlar oluştururken, yüksek olanlar karmaşık geometrik desenler oluşturur. 39 yarıçap ve 39 spiralden oluşan bir tuzak oluşturduğu tahmin edilmektedir. Pürüzsüz radyal dişlere, yardımcı ve tutucu spirallere ek olarak, sinyal dişleri de vardır. Bu elementler yakalanan avın titreşimini yakalar ve avcıya iletir. Yabancı bir nesne (dal, yaprak) gelirse, küçük sahibi onu ayırır ve atar, ardından ağı eski haline getirir.

Büyük ağaç araknidleri, çapı 1 m'ye kadar olan tuzakları çeker, bunlara sadece böcekler değil, küçük kuşlar da girer.

Bir örümcek ne kadar süre ağ örer?

Yırtıcı, böcekler için açık bir tuzak oluşturmak için yarım saatten 2-3 saate kadar harcıyor. Çalışma süresi, hava koşullarına ve şebekenin planlanan büyüklüğüne bağlıdır. Bazı türler, yaşam tarzlarına bağlı olarak sabahları veya akşamları her gün ipek iplikler örer. Bir örümceğin ne kadar ağ ördüğünü belirleyen faktörlerden biri de görünüşüdür - düz veya hacimli. Düz olan, radyal ipliklerin ve spirallerin tanıdık bir versiyonudur ve hacimli olan, bir lif yığınından yapılmış bir tuzaktır.

web'in amacı

İnce ağlar sadece böcekler için tuzak değildir. Ağın örümceklerin yaşamındaki rolü çok daha geniştir.

av yakalamak

Bütün örümcekler avlarını zehirle öldüren avcılardır. Aynı zamanda, bazı bireylerin kırılgan bir fiziği vardır ve örneğin eşekarısı gibi böceklerin kurbanı olabilirler. Avlanmak için barınağa ve tuzağa ihtiyaçları var. Yapışkan lifler bu işlevi yerine getirir. Ağa yakalandıktan sonra avı bir iplik kozasına sararlar ve enjekte edilen enzim onu sıvı hale getirene kadar orada bırakırlar.

Araknidlerin ipek lifleri insan saçından daha incedir, ancak özgül gerilme mukavemetleri çelik telinkiyle karşılaştırılabilir.

üreme

Çiftleşme mevsimi boyunca erkekler kendi ipliklerini dişinin ağına bağlar. İpek liflerine ritmik darbeler uygulayarak potansiyel partnere niyetlerini bildirirler. Kur yapan dişi, çiftleşmek için erkeğin bölgesine iner. Bazı türlerde eş arayışını başlatan dişidir. Örümceğin onu bulması sayesinde feromonlu bir iplik salgılar.

gelecek nesiller için ev

Yumurta kozaları ipek örümcek ağlarından dokunur. Eklembacaklıların türüne bağlı olarak sayıları 2-1000 adettir. Dişi yumurtalı örümcek keseleri asılır Güvenli yer. Kozanın kabuğu yeterince güçlüdür, birkaç katmandan oluşur ve sıvı bir sır ile doyurulur.

Araknidler yuvalarında duvarları örümcek ağlarıyla örerler. Bu, uygun bir mikro iklim oluşturmaya yardımcı olur, kötü hava koşullarından ve doğal düşmanlardan korunma görevi görür.

hareketli

Bir örümceğin neden ağ ördüğüne dair cevaplardan biri, ipleri bir araç olarak kullanmasıdır. araç. Ağaçlar ve çalılar arasında hareket etmek, hızlı bir şekilde anlamak ve aşağı inmek için güçlü liflere ihtiyaç duyar. Uzun mesafeli uçuşlar için, örümcekler yükseklere tırmanır, hızla katılaşan bir ağı serbest bırakır ve ardından şiddetli bir rüzgarla birkaç kilometre uzağa taşınır. Çoğu zaman, geziler Hint yazının sıcak ve açık günlerinde yapılır.

Örümcek ağına neden yapışmaz?

Örümcek kendi tuzağına düşmemek için hareket için birkaç kuru iplik yapar. Ağların inceliklerinde çok bilgiliyim, sıkışmış ava güvenle yaklaşıyor. Genellikle yakalama ağının merkezinde avcının avını beklediği güvenli bir alan bulunur.

Bilim adamlarının araknidlerin avlanma tuzaklarıyla etkileşimlerine olan ilgisi 100 yıldan daha uzun bir süre önce ortaya çıktı. Başlangıçta, patilerinin yapışmasını önlemek için üzerlerinde özel bir kayganlaştırıcı olduğu öne sürüldü. Teori asla doğrulanmadı. Örümceğin bacaklarının donmuş sırdan lifler boyunca hareketinin özel bir kamerayla çekilmesi, temas mekanizması için bir açıklama verdi.

Bir örümcek üç nedenden dolayı ağına yapışmaz:

pençelerindeki birçok elastik kıl, yapışkan spiral ile temas alanını azaltır;
örümcek bacaklarının uçları yağlı bir sıvı ile kaplıdır;
hareket özel bir şekilde gerçekleşir.

Bacakların yapısının hangi sırrı, eklembacaklıların birbirine yapışmasını önlemesine yardımcı olur? Örümceğin her ayağında yüzeye tutunmasını sağlayan iki destek pençesi ve bir esnek pençe vardır. Hareket ederken ipleri ayaktaki esnek kıllara bastırır. Örümcek pençesini kaldırdığında pençe düzleşir ve kıllar ağı iter.

Başka bir açıklama, araknidin bacağı ile yapışkan damlacıklar arasında doğrudan temasın olmamasıdır. Ayağın kıllarına düşerler ve ardından kolayca ipliğe geri akarlar. Zoologların dikkate aldığı teoriler ne olursa olsun, örümceklerin kendi yapışkan tuzaklarının tutsağı olmadıkları gerçeği değişmeden kalır.

Diğer örümcekler de ağ örebilir - keneler ve sahte akrepler. Ancak ağları, gerçek ustaların - örümceklerin eserleriyle güçlü ve becerikli dokuma açısından karşılaştırılamaz. Modern bilim henüz web'i sentetik olarak yeniden üretemiyor. Örümcek ipeği yapma teknolojisi, doğanın gizemlerinden biri olmaya devam ediyor.

Elbette her biriniz, güneşli yaz aylarında örümceklerin ağaçlara ve çimenlere astığı narin, narin, ipeksi "mendillere" dikkat ettiniz. Ajurlu örümcek ipliği üzerinde gümüşi çiy damlaları parladığında - gördüğünüz manzara delicesine güzel ve büyüleyici. Ancak birkaç soru ortaya çıkıyor: "ağ nerede oluşuyor ve örümcek nasıl kullanılıyor", "nereden geliyor ve nelerden oluşuyor?" Bugün, bu hayvanın neden etrafındaki her şeyi “işleme” ile süslediğini anlamaya çalışacağız.

Bir an durdu

Pek çok bilim adamı kendini örümceklere ve ağlarına adadı. Andre Tilkin'in dediği gibi, ünlü filozof Fransa'dan ağ örgüsü saatlerce izlenebilecek muhteşem bir performans. İnternette beş yüzden fazla sayfalık bir risale yazdı.

Alman bilim adamı G. Peters, saatlerce örümcekleri izlediğinizde zamanın nasıl geçtiğini farketmediğinizi iddia etti. Tilkin'den önce bile dünyaya bunların kim olduğunu anlattı. inanılmaz yaratıklar Bir örümceğin ihtiyaç duyduğu ağını nasıl ördüğü.

Elbette, küçük bir örümceğin bir yaprak üzerinde zahmetli bir iş yaptığını gördüğünüzde, durup izlediniz. Ama harika küçük şeyler için her zaman yeterli zamanımız olmuyor, her zaman acelemiz var, bu yüzden duramayız, biraz daha kalamayız. Tam da bu zaman olsaydı, her birimiz kesinlikle şu soruyu yanıtlayabilirdik: "Ağ nasıl görünür, örümcek neden ağına yapışmaz?"

Bir an için duralım ve çözelim. Sonuçta, soru gerçekten ilginç ve süreç büyüleyici.

Nereden geliyor?

Örümcekler, iki yüz milyon yıldan fazla bir süredir dünya üzerinde yaşayan en eski canlılardır. Ağları olmasaydı, belki de insanlık için bu kadar ilginç olmayacaklardı. Peki örümcek ağı nereden geliyor ve nedir?

Ağ, birçok eklembacaklıda bulunan özel bezlerin içeriğidir (sahte akrepler, örümcekler, örümcek akarları vb.). Sıvı içeriği aynı anda esneyebilir ve yırtılmaz. Oluşan en ince lifler havada çok çabuk sertleşir.

Her örümceğin vücudunda ağ üretiminden sorumlu birkaç özel bez vardır. Çeşitli bezler oluşur farklı tür ve ağ yoğunluğu. Karın üzerinde en ince kanallar şeklinde bulunurlar ve "örümcek siğilleri" olarak adlandırılırlar. Bu deliklerden, kısa sürede güzel bir ağa dönüşen sıvı bir sır açığa çıkar.

Pençelerin yardımıyla örümcek, ağı ihtiyaç duyduğu yere dağıtır, "asar". Örümcek en uzun ön bacaklara sahiptir, başrol. Ve yardım ile Arka bacaklar sıvı damlacıklarını yakalar ve onları gereken uzunluğa kadar uzatır.

yardım etmek için rüzgar

Esinti ayrıca web'in doğru dağılımına da katkıda bulunur. Örümcek, ağaçların arasına veya yapraklara yerleştirmek için doğru yeri seçerse, rüzgar ipliklerin olması gereken yere yayılmasına yardımcı olur. Bir örümceğin ağaçların arasına nasıl ağ ördüğü sorusuna kendiniz cevap vermek istiyorsanız işte cevabı burada. Rüzgar ona yardım eder.

İstenilen dala bir iplik takıldığında, örümcek sürünür, tabanın gücünü kontrol eder ve bir sonrakini serbest bırakır. İkinciyi birincinin ortasına iliştirir ve böyle devam eder.

inşaat aşamaları

Ağın tabanı, ortasından birkaç ışının ayrıldığı bir kar tanesine veya bir noktaya çok benzer. Bu merkezi filamentler yapılarının en yoğun ve en kalın olanlarıdır. Bazen bir örümcek, sanki yollarını önceden güçlendiriyormuş gibi, aynı anda birkaç iplikten bir taban oluşturur.

Taban hazır olduğunda, hayvan "tutma spirallerinin" yapımına geçer. Zaten tamamen farklı bir ağ türünden yapılmışlar. Bu sıvı yapışkandır, iyi yapışır. Dairelerin taban üzerine inşa edildiği yapışkan ağdandır.

Örümcek, yavaş yavaş merkeze doğru hareket ederek yapımına dış çemberden başlar. Daireler arasındaki mesafeyi şaşırtıcı bir şekilde hissediyor. Elinde bir pusula veya özel ölçüm aletleri olmadan, örümcek ağı hatasız bir şekilde dağıtır, böylece daireler arasında yalnızca aynı mesafe kalır.

Neden yapışmıyor?

Elbette hepiniz örümceklerin nasıl avlandığını biliyorsunuzdur. Avlarının yapışkan ağa nasıl dolanıp öldüğünü. Ve belki de herkes en az bir kez merak etti: "Örümcek neden ağına yapışmaz?"

Cevap, biraz daha yukarıda tanımladığımız, bir ağ oluşturmanın belirli taktiklerinde yatmaktadır. Web, çeşitli iplik türlerinden yapılır. Örümceğin hareket ettiği temel, sıradan, çok güçlü ve tamamen güvenli bir iplikten yapılmıştır. Ancak "tutma" daireleri, aksine, birçok böcek için yapışkan ve ölümcül olan bir iplikten yapılır.

Web işlevleri

Böylece, ağın nasıl göründüğünü ve nerede oluştuğunu anladık. Ve ağın örümceğin nasıl kullandığını da artık cevaplayabiliriz. Ağın birincil görevi, elbette, yiyecek çıkarmaktır. "Yiyecek" ağa girdiğinde, örümcek titreşimi hemen hisseder. Avına yaklaşır, onu hızlı bir şekilde güçlü bir "battaniyeye" sarar, kenarını açar ve yemeği kimsenin onu yemekten zevk almasına engel olmayacağı bir yere götürür.

Ancak ağ, yiyecek elde etmenin yanı sıra örümceğe başka amaçlar için de hizmet eder. Ondan yumurtalar için bir koza ve yaşamak için bir ev yapılır. Ağ, çiftleşme oyunlarının ve çiftleşmenin gerçekleştiği bir tür hamak görevi görür. Tehlikeli düşmanlardan hızla kaçmanızı sağlayan bir paraşüt görevi görür. Onun yardımıyla örümcekler gerekirse ağaçların arasından geçebilirler.

Çelikten daha güçlü

Yani örümceğin nasıl ağ ördüğünü, özelliklerinin neler olduğunu, nasıl oluştuğunu ve yemek için yapışkan ağların nasıl yapıldığını zaten biliyoruz. Ancak soru, web'in neden bu kadar güçlü olduğuyla ilgili olarak kalır.

Tüm örümcek yapılarının çeşitli olmasına rağmen, aynı özelliğe sahiptirler - artan güç. Bu, ağın bir protein - keratin içermesi ile sağlanır. Bu arada hayvanların pençelerinde, yünde, kuşların tüylerinde de bulunur. Ağın lifleri mükemmel bir şekilde gerilir ve daha sonra yırtılmadan orijinal hallerine döner.

Bilim adamları, örümcek ağının doğal ipekten çok daha güçlü olduğunu söylüyor. İkincisi, 30-42 g / mm2'lik bir yırtılma mukavemetine sahiptir, ancak ağ, yaklaşık 170 g / mm2'dir. Farkı Hisset.

Bir örümceğin nasıl ağ ördüğü anlaşılır. Güçlü olması - sorunu da çözdü. Ancak bu kadar güçlü olmasına rağmen ağın insan saçından birkaç bin kat daha ince olduğunu biliyor muydunuz? Ağ ve diğer ipliklerin kopma performanslarını karşılaştırırsak sadece ipeği değil viskon, naylon, orlonu da geride bırakıyor. Eşit en güçlü çelik gücüyle karşılaştırılamaz.

Bir örümceğin ağını nasıl ördüğü, içinde olacak kurbanların sayısını belirleyeceğini biliyor muydunuz?

Web'de av bulunduğunda, yalnızca "tuzak" ağına yapışmakla kalmaz, aynı zamanda etkilenir elektrik şarjı. Uçuş sırasında yük biriktiren böceklerin kendilerinden oluşur ve ağa girdiklerinde ipliklere verirler ve kendilerine çarparlar.

Bir örümceğin nasıl ağ ördüğünü ve onun hangi "güçlü" niteliklere sahip olduğunu bilen insanlar neden hala bu tür ipliklerden kıyafet yapmıyorlar? O zaman ortaya çıkıyor Louis XIV ustalardan biri örümcek iplerinden kral için eldiven ve çorap dikmeye çalıştı. Ancak bu çalışmanın çok zor, özenli ve uzun olduğu ortaya çıktı.

İÇİNDE Güney Amerika örümcek ağları sadece üreticilerin kendilerine değil, aynı zamanda yerel maymunlara da yardımcı olur. Hayvanlar, ağların gücü sayesinde ustalıkla ve korkusuzca ağların üzerinde hareket eder.

Ağ, örümcek bezlerinin ürettiği bir tür sırdır. Böyle bir sır, izolasyondan kısa bir süre sonra, güçlü protein lifleri şeklinde katılaşabilir. Ağ yalnızca örümcekler tarafından değil, aynı zamanda sahte akrepler ve keneler ile kırkayaklar da dahil olmak üzere araknid grubunun diğer bazı temsilcileri tarafından da salgılanır.

Örümcekler nasıl ağ üretir?

Örümceğin karın boşluğunda çok sayıda örümcek bezi bulunur.. Bu tür bezlerin kanalları, özel örümcek siğillerinin uç kısmına erişimi olan en küçük dönen tüplere açılır. Dönen boruların sayısı örümceğin türüne göre değişebilir. Örneğin, çok yaygın bir çapraz örümceğin beş yüzü vardır.

Bu ilginç! Araknoid bezlerde, sıvı ve viskoz bir protein sırrı üretir; bunun bir özelliği, havanın etkisi altında neredeyse anında sertleşip ince uzun ipliklere dönüşme yeteneğidir.

Ağı döndürme işlemi, örümcek ağı siğillerini alt tabakaya bastırmayı içerir. Serbest bırakılan sırrın ilk, önemsiz kısmı katılaşır ve alt tabakaya güvenli bir şekilde yapışır, ardından örümcek arka ayakları yardımıyla viskoz sırrı dışarı çeker. Örümceğin ağın bağlandığı yerden çıkarılması sürecinde protein sırrı gerilir ve hızla sertleşir. Bugüne kadar, yedi iyi bilinen ve iyi çalışılmış farklı şekillerüreten örümcek bezleri farklı şekillerİş Parçacığı.

Web'in bileşimi ve özellikleri

Örümcek ağı glisin, alanin ve serin de içeren bir protein bileşiğidir. İç kısım Oluşturulan iplikler, boyutları birkaç nanometreyi geçmeyen sert protein kristalleri ile temsil edilir. Kristaller oldukça elastik protein bağları ile bir arada tutulur.

Bu ilginç! Ağın alışılmadık bir özelliği, iç menteşesidir. Bir örümcek ağına asıldığında, herhangi bir nesne bükülmeden sınırsız sayıda döndürülebilir.

Birincil iplikler örümcek tarafından iç içe geçer ve daha kalın bir araknoid lif haline gelir.. Ağın mukavemet göstergeleri naylona yakındır, ancak ipekböceğinin sırrından çok daha güçlüdür. Ağın kullanım amacına bağlı olarak, örümcek tarafından sadece yapışkan değil, aynı zamanda kalınlığı önemli ölçüde değişen kuru bir iplik de salınabilir.

Web işlevleri ve amacı

Web, örümcekler tarafından çeşitli amaçlar için kullanılır. Güçlü ve güvenilir bir ağdan dokunan bir barınak, eklembacaklılar için en uygun mikro iklim koşullarını yaratmanıza izin verir ve aynı zamanda hem kötü hava koşullarından hem de çok sayıda doğal düşmandan iyi bir barınak görevi görür. Pek çok eklembacaklı araknid, vizonlarının duvarlarını ağlarıyla örebilir veya oradan bir yuvaya bir tür kapı yapabilir.

Bu ilginç! Bazı türler ağı bir ulaşım şekli olarak kullanır ve genç örümcekler, ebeveyn yuvasını rüzgar tarafından alınan ve önemli mesafeler boyunca taşınan uzun ağ iplikleri üzerinde terk eder.

Çoğu zaman, örümcekler, avı etkili bir şekilde yakalamayı ve eklembacaklılara yiyecek sağlamayı mümkün kılan yapışkan yakalama ağlarını örmek için ağları kullanır. İçinde genç örümceklerin göründüğü, ağdan yumurta kozaları daha az ünlü değildir.. Bazı türler, eklembacaklıları atlama sırasında düşmekten korumak ve avını hareket ettirmek veya yakalamak için ağ güvenlik ipleri örer.

Çoğaltma için ağ

Üreme mevsimi, dişi tarafından çiftleşme için en uygun çifti bulmanızı sağlayan örümcek ağı ipliklerinin tahsisi ile karakterize edilir. Örneğin, erkek salyangozlar, dişiler tarafından oluşturulan ağların yanına, örümceklerin çekildiği minyatür boyutlu çiftleşme örümcek ağı bağları inşa edebilirler.

Erkek çapraz örümcekler, yatay ağlarını ustalıkla dişiler tarafından yapılan radyal olarak düzenlenmiş yakalama ağlarına bağlar. Erkekler uzuvlarıyla ağa güçlü darbeler vurarak ağın titreşmesine neden olur ve böylece alışılmadık bir şekilde, dişileri çiftleşmeye davet edin.

Avı yakalamak için ağ

Avlarını yakalamak için birçok örümcek türü özel tuzak ağları örer, ancak bazı türler özel örümcek kementleri ve iplikleri kullanır. Yuvalarda saklanan örümcekler, eklembacaklıların karnından sığınağının girişine kadar uzanan sinyal iplikleri yerleştirir. Av tuzağa düştüğünde sinyal ipinin titreşimi anında örümceğe iletilir.

Yapışkan yakalama spiral ağları biraz farklı bir prensip üzerine kuruludur.. Örümcek oluştururken kenardan dokumaya başlar ve yavaş yavaş orta kısma doğru hareket eder. Bu durumda, tüm dönüşler arasındaki aynı boşluk zorunlu olarak korunur ve bu da sözde "Arşimet sarmalı" ile sonuçlanır. Yardımcı spiral üzerindeki iplikler, örümcek tarafından özel olarak ısırılır.

Sigorta için web

Zıplayan örümcekler, bir kurbana saldırırken ağ ipliklerini sigorta olarak kullanır. Örümcekler, ağın emniyet ipini herhangi bir nesneye tutturur, ardından eklembacaklı amaçlanan avın üzerine atlar. Alt tabakaya tutturulan aynı iplik, geceyi geçirmek için kullanılır ve eklembacaklıları her türlü doğal düşmanın saldırılarına karşı korur.

Bu ilginç! Güney Rus tarantulaları, yuvalarını terk ederek, arkalarındaki en ince örümcek ağı ipini çekerler, bu da gerekirse bir sığınağa geri dönüş yolunu veya girişi hızlı bir şekilde bulmalarını sağlar.

ulaşım olarak Web

Sonbaharda, bazı örümcek türleri yavruları yumurtadan çıkarır. Büyüme sürecinde hayatta kalan genç örümcekler, bu amaçla ağaçları, uzun çalıları, evlerin ve diğer binaların çatılarını, çitleri kullanarak olabildiğince yükseğe tırmanmaya çalışırlar. yeterince beklemek güçlü rüzgar, küçük örümcek ince ve uzun bir örümcek ağı bırakır.

Hareket mesafesi doğrudan böyle bir taşıma ağının uzunluğuna bağlıdır. Örümcek ağın iyice gerilmesini bekledikten sonra ucunu ısırır ve çok hızlı bir şekilde havalanır. Kural olarak, "gezginler" web üzerinde birkaç kilometre uçabilirler.

Gümüş örümcekler ağı su taşımacılığı olarak kullanır. Bu örümceğin suda avlanmak için nefes alması gerekiyor atmosferik hava. Eklembacaklılar dibe inerken havanın bir kısmını yakalayabilir ve su bitkilerinin üzerine ağdan havayı tutan ve örümceğin avını avlamasına izin veren bir tür hava çanı yapılır.

Fizik ve Matematik Bilimleri Adayı E. Lozovskaya

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Yakalama spiralinin dişini kaplayan yapışkan madde, damlacıklar-boncuklar şeklinde ağ üzerinde eşit olarak dağılır. Resim, yakalama spiralinin iki parçasının yarıçapa bağlanma yerini göstermektedir.

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Ilk aşamalarörümcek haçı ile bir tuzak ağı oluşturmak.

Logaritmik spiral yaklaşık olarak örümceğin tekerlek şeklindeki yakalama ağının inşası sırasında döşediği yardımcı spiral ipliğin şeklini tanımlar.

Arşimet'in spirali, yapışkan bir yakalama ipliğinin şeklini tanımlar.

Zikzak iplikler, Argiope cinsinin örümcek ağlarının özelliklerinden biridir.

İpek lifinin kristal bölgeleri, şekilde gösterilene benzer şekilde katlanmış bir yapıya sahiptir. Bireysel zincirler hidrojen bağları ile bağlanır.

Örümcek ağı kozasından yeni çıkmış genç çapraz örümcekler.

Dinopidae spinosa familyasına ait örümcekler, bacaklarının arasına örümcek ağı örerek avlarının üzerine atarlar.

Örümcek-haç (Araneus diadematus), tekerlek şeklindeki büyük yakalama ağlarını örme yeteneğiyle bilinir.

Bazı örümcek türleri ayrıca yuvarlak tuzağa avlanma verimliliğini önemli ölçüde artıran uzun bir "merdiven" ekler.

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Bu, örümcek ipeği ipliklerinin çıktığı örümcek ağı tüplerinin mikroskop altında nasıl göründüğüdür.

Belki de örümcekler en çekici yaratıklar değildir, ancak yaratılışları - ağ - hayranlık uyandırmaktan başka bir şey yapamaz. Bir çalının dalları arasında veya uzun otlar arasında gerilen güneşte parıldayan en ince ipliklerin geometrik doğruluğunun gözü nasıl büyülediğini hatırlayın.

Örümcekler, 200 milyon yıldan daha uzun bir süre önce topraklarda yaşayan gezegenimizin en eski sakinlerinden biridir. Doğada yaklaşık 35 bin örümcek türü vardır. Bu her yerde bulunan sekiz ayaklı yaratıklar, renk ve boyut farklılıklarına rağmen her zaman ve her yerde tanınabilir. Ama onların en önemli ayırt edici özellik eşsiz bir doğal lif olan örümcek ipeği üretme yeteneğidir.

Örümcekler ağlarını çeşitli amaçlar için kullanırlar. Ondan yumurta kozaları yaparlar, kışlamak için barınaklar yaparlar, zıplarken onu "güvenlik halatı" olarak kullanırlar, karmaşık tuzak ağları örerler ve yakalanan avı sararlar. Çiftleşmeye hazır olan dişi, feromonlarla işaretlenmiş bir ağ ipliği üretir, bu sayede iplik boyunca hareket eden erkek kolayca bir eş bulur. Bazı türlerin genç örümcekleri, rüzgarın topladığı uzun iplikler üzerinde ebeveyn yuvalarından uçarlar.

Örümcekler esas olarak böceklerle beslenir. Yiyecek almak için kullandıkları yakalama cihazları çeşitli şekil ve türlerdedir. Bazı örümcekler barınaklarının yanına birkaç sinyal ipi uzatırlar ve böcek ipliğe dokunur dokunmaz pusudan ona doğru koşarlar. Diğerleri, bir tür kement gibi, sonunda yapışkan bir damla olan bir iplik atar. Ancak örümceklerin tasarım faaliyetinin zirvesi, yatay veya dikey olarak yerleştirilmiş yuvarlak, tekerlek şeklindeki ağlardır.

Ormanlarımızın ve bahçelerimizin yaygın bir sakini olan çapraz örümcek, tekerlek şeklinde bir tuzak ağı oluşturmak için oldukça uzun ve güçlü bir iplik salıyor. Bir esinti veya hava akımı ipliği yukarı kaldırır ve ağı inşa etmek için yer iyi seçilirse, en yakın dala veya başka bir desteğe tutunur. Örümcek, ucu sabitlemek için üzerinde sürünür, bazen güç için başka bir iplik döşer. Sonra serbestçe asılı bir ipi serbest bırakır ve üçüncüsünü ortasına iliştirir, böylece Y şeklinde bir yapı elde edilir - elliden fazla yarıçaptan ilk üçü. Radyal dişler ve çerçeve hazır olduğunda, örümcek merkeze döner ve geçici bir yardımcı spiral döşemeye başlar - "iskele" gibi bir şey. Yardımcı spiral, yapıyı sabitler ve bir yakalama spirali oluştururken örümceğe bir yol görevi görür. Ağın tüm ana çerçevesi, yarıçaplar dahil, yapışkan olmayan iplikten yapılmıştır, ancak yakalama spirali için yapışkanla kaplanmış çift iplik kullanılır.

Şaşırtıcı bir şekilde, bu iki spiral farklı geometrik şekillere sahiptir. Zaman sarmalının nispeten az dönüşü vardır ve aralarındaki mesafe her dönüşte artar. Bunun nedeni, örümceği döşerken yarıçaplarla aynı açıda hareket etmesidir. Ortaya çıkan kesikli çizginin şekli, sözde logaritmik spirale yakındır.

Yapışkan bir sarmal spiral, farklı bir prensibe göre inşa edilmiştir. Örümcek kenardan başlar ve bobinler arasında aynı mesafeyi koruyarak merkeze doğru hareket eder ve Arşimet'in spirali elde edilir. Aynı zamanda yardımcı spiralin dişlerini ısırır.

Örümcek ipeği, örümceğin karnının arkasında bulunan özel bezler tarafından üretilir. En az yedi tür örümcek bezinin farklı lifler ürettiği bilinmektedir, ancak bilinen örümcek türlerinin hiçbirinde yedi türün tümü aynı anda yoktur. Tipik olarak, bir örümceğin bu bezlerin bir ila dört çifti vardır. Bir ağ örmek hızlı bir iş değildir ve orta büyüklükte bir yakalama ağı oluşturmak yaklaşık yarım saat sürer. Farklı türde bir ağ üretimine geçmek için (bir yakalama spirali için), örümceğin bir dakika dinlenmeye ihtiyacı vardır. Örümcekler genellikle yağmur, rüzgar veya böceklerden zarar görmüş bir tuzak ağının kalıntılarını yiyerek ağı yeniden kullanırlar. Ağ, özel enzimler yardımıyla vücutlarında sindirilir.

Örümcek ipeğinin yapısı, yüz milyonlarca yıllık evrim boyunca ideal bir şekilde işlenmiştir. Bu doğal malzeme, iki harika özelliği birleştirir - güç ve esneklik. Ağlardan oluşan bir ağ, tam hızla uçan bir böceği durdurabilir. Örümceklerin yakalama ağlarının temelini ördükleri iplik, insan saçından daha incedir ve özgül (yani birim kütle başına hesaplanan) gerilme mukavemeti çelikten daha yüksektir. İnce teli aynı çaptaki çelik telle karşılaştırırsak, bunlar yaklaşık olarak aynı ağırlığa dayanacaktır. Ancak örümcek ipeği altı kat daha hafiftir ve bu nedenle altı kat daha güçlüdür.

İnsan saçı, koyun yünü ve ipekböceği koza ipeği gibi ağlar da esas olarak proteinlerden oluşur. Amino asit bileşimi açısından, ağ proteinleri - spidroinler - ipekböceği tırtılları tarafından üretilen ipeği oluşturan proteinler olan fibroinlere nispeten yakındır. Her ikisi de alışılmadık derecede yüksek miktarlarda amino asit alanin (%25) ve glisin (yaklaşık %40) içerir. Alanin açısından zengin protein moleküllerinin alanları, yoğun bir şekilde kıvrımlar halinde paketlenmiş, yüksek mukavemet sağlayan kristalli bölgeler oluşturur ve daha fazla glisin bulunan bu alanlar, iyi gerilebilen ve böylece ipliğe esneklik kazandıran daha amorf bir malzemedir.

Böyle bir iplik nasıl oluşur? Bu sorunun henüz tam ve net bir cevabı yok. Ağı döndürme işlemi, küre ağ örümceği ve Nephila clavipes'in ampulla şeklindeki bezi örneğinde en ayrıntılı şekilde incelenmiştir. En güçlü ipeği üreten ampuloid bez üç ana bölümden oluşur: merkezi bir kese, çok uzun kavisli bir kanal ve çıkışı olan bir tübül. hücrelerden iç yüzey keseden iki tür spidroin protein molekülü içeren küçük küresel damlacıklar çıkar. Bu viskoz çözelti, diğer hücrelerin glikoproteinler adı verilen başka bir protein türü salgıladığı kesenin kuyruğuna akar. Glikoproteinler sayesinde elde edilen lif, sıvı kristal bir yapı kazanır. Likit kristaller, bir yandan sahip olmaları bakımından dikkat çekicidir. yüksek derece düzen ve diğer yandan akışkanlığı korurlar. Kalın kütle çıkışa doğru hareket ettikçe, uzun protein molekülleri kendilerini yönlendirir ve ortaya çıkan lifin ekseni yönünde birbirine paralel olarak sıralanır. Bu durumda, aralarında moleküller arası hidrojen bağları oluşur.

İnsanoğlu, doğanın tasarım keşiflerinin birçoğunu kopyalamıştır, ancak şimdiye kadar ağ örmek gibi karmaşık bir işlemi yeniden üretmek mümkün olmamıştır. Bilim adamları şimdi bu zor sorunu biyoteknolojik teknikler yardımıyla çözmeye çalışıyorlar. İlk adım, ağı oluşturan proteinlerin üretiminden sorumlu genleri izole etmekti. Bu genler bakteri ve maya hücrelerine dahil edilmiştir (bkz. "Science and Life" No. 2, 2001). Kanadalı genetikçiler daha da ileri gittiler - sütü çözünmüş örümcek ağı proteinleri içeren genetiği değiştirilmiş keçiler yetiştirdiler. Ancak sorun sadece örümcek ipeği proteini elde etmek değil, doğal eğirme sürecini simüle etmek gerekiyor. Ve doğa bilim adamlarının bu dersi henüz öğrenmeleri gerekiyor.

Şunları okumak faydalı olabilir: