To'rning iplari qanday moddadan yasalgan. Nima kuchliroq - to'r yoki po'lat? Kimda eng kuchli tarmoq bor? Reproduktsiya uchun veb

Dunyodagi eng kuchli materiallar hisobga olinadi veb. Uning elastikligi va mustahkamligi shundaki, agar to'rni (barcha xususiyatlarini saqlab qolgan holda) hech bo'lmaganda qalam kabi qalin qilish mumkin bo'lsa, unda zamonaviy tankni osongina osib qo'yish mumkin edi.

Bundan tashqari, o'rgimchak jarayoni eng yuqori toifaga ko'ra tuzatiladi - zamonaviy sanoat kompaniyalari bundan uzoqdir.

Bundan tashqari, o'rgimchak "shunchaki" to'rni emas, balki aynan shu vaqtda unga kerak bo'lgan to'rni yaratadi. Joylashtirish joyini o'zgartirish - bu boshqa narsa, oziq-ovqat olish - boshqa narsa, o'zi uchun uy-joy qurish - uchinchisi. Qopqog'i to'r odatda bir-biridan o'ziga xos xususiyatlari bilan farq qiladigan bir necha turdagi to'rlardan yaratiladi. Biroq, "model" ni o'zgartirish uchun o'rgimchak qayta qurmaydi va quvur liniyasini to'xtatmaydi - u har doim qaysi ip kerakligini "biladi".

Mashhur klassik, g'ildirak shaklidagi to'rni yaratish uchun o'rgimchak birinchi navbatda "poydevor" kabi narsalarni tortadi - unchalik yopishqoq va og'ir iplar emas. katta diametri, keyin u ularga yupqaroq "trikotaj ignalari" qo'yadi va shundan keyingina markazda qolgan bo'shliqni deyarli ko'rinmas, eng xavfli va yopishqoq spirallar bilan bog'laydi, ular turli hasharotlar uchun tuzoqdir.

Baliqchi o'rgimchak to'rni umuman to'qimaydi. U uchida yopishqoq to'p bo'lgan bitta yupqa ip yasaydi, shundan so'ng u bu qurolni jangovar tarzda silkitadi. turli tomonlar. Shu bilan birga, u sherik izlayotgan urg'ochi kuya chiqaradigan xushbo'y hidni chiqaradi. Ishonchli kuya hidga to'planadi, ammo natijada ular peshonalarida yopishqoq to'pni oladi va o'rgimchak uchun kechki ovqatga aylanadi.

O'rgimchak sayr qilish uchun yumshoq, qalin va yumshoq to'r qiladi - kim o'z tuzog'iga tushishni xohlaydi? Va agar hunarmand o'z yashash joyini o'zgartirishga qaror qilsa, u maxsus veb-parashyutni chiqaradi - shamol tomonidan ko'tarilib, u egasini uzoq masofaga ko'chirishi mumkin.

Va o'rgimchaklar haqida yana bir qancha qiziqarli ma'lumotlar. Bir necha yil oldin olimlar Madagaskarda kashf qilishgan yangi tur uzunligi 25 metrgacha bo'lgan to'rni to'qishga qodir bo'lgan va tegishli kuch va qalinlikdagi o'rgimchak (hozircha bu jahon rekordi). O'rgimchak o'zining ulkan to'rlarini oddiy butalar orasiga emas, balki to'g'ridan-to'g'ri ko'llar va daryolar bo'ylab tortadi - suv ustida aylanib yurgan hasharotlarni ushlaydi.

Va o'tgan yili olimlar bir qismda veb qanday ko'rinishini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi. Ma'lum bo'lishicha, to'r oqsilli ip bo'lib, u pancakes to'plamiga o'xshaydi. Har bir "pancake" ning diametri 3 nanometr bo'lib, u vodorod aloqalari natijasida qo'shni bilan bog'langan.

Nima kuchliroq - to'r yoki po'lat? Kimda eng kuchli tarmoq bor?

Ehtimol, to'r kuchliroqdir, lekin kim kuchliroq, bilmayman, ehtimol ipak qurti.
Sevimli odam ...
Afrikada yirik, yorqin rangli nefila o'rgimchaklari yashaydi. Nefillar bizning xochlarimizning qarindoshlari. Ular hammamizga tanish bo'lgan o'rgimchak to'ri doiralariga o'xshash tuzoq to'rlarini to'qishadi. Faqat doiralar kattaroqdir va odatda ularda aylananing yuqori yarmi yo'q va uning o'rnida iplarning xaotik chigalligi: dushmanlardan himoya qilish, ulardan yog 'va ishtahani ochuvchi nefila juda ko'p.
To'r yoki o'rgimchak ipak - bu tabiat tomonidan yaratilgan va g'ayrioddiy materiallarning ajoyib namunalaridan biridir jismoniy xususiyatlar. Uning kuchi bir kvadrat millimetr bo'limda 260 kg ga bardosh bera oladi, u po'latdan kuchliroq va engilroqdir.
O'rgimchakning qornida o'rgimchak ipak ishlab chiqaradigan bir nechta bezlar mavjud. Har bir bez ma'lum bir maqsad uchun ipak ishlab chiqaradi. Etti xil bezlar ma'lum. Lekin turli xil turlari o'rgimchaklarda bu bezlarning hammasi emas, faqat bir nechtasi bor.
O'lchangan eng nozik filament atigi 0,02 mm edi. Shuning uchun biz tarmoqni faqat quyosh nurlarining ip orqali aks ettirishi tufayli ko'rishimiz mumkin. Ammo bu yupqa ip to'liq tezlikda uchayotgan asalarilarni to'xtatishga qodir. Bu ip nafaqat juda kuchli, balki juda chidamli. Ushbu xususiyatlar tufayli o'rgimchak ipak bizga ma'lum bo'lgan boshqa materiallar yoki metallarga qaraganda qattiqroqdir. Materialning mustahkamligi dernier deb ataladigan birliklarda o'lchanadi (1 dernier = 9000 m uchun 1 g). O'rgimchak ipining mustahkamligi 5 dan 8 gacha. Bu o'rgimchak ipak ipi uzunligi 45 - 72 km bo'lganda o'z og'irligi ostida yiqilib tushishini anglatadi. Taqqoslanadigan materiallar neylon va shishadir. Chelik taxminan 3 quvvatga ega.
O'rgimchak ipak bir necha maqsadlarda ishlatiladi. Polineziyalik baliqchilar baliq ovlash liniyasi sifatida oltin sharsimon o'rgimchakning (Nefila) ipidan foydalanadilar. Yangi-Gebridlarda oʻrgimchak toʻrlaridan oʻq uchlari, tamaki va oʻq uchlari uchun quritilgan zaharni tashish uchun toʻrlar yasagan. Yangi Gvineyadagi ba'zi qabilalar boshlarini yomg'irdan himoya qilish uchun shlyapa sifatida to'rlardan foydalanganlar.
Birinchi jahon urushida Araneus diadematus, Zilla atrica, Argiope aurantia va boshqa orb to'quvchi o'rgimchaklarning iplari asboblarda kesishuvchi sifatida ishlatilgan.
Polineziyaning tub aholisi katta o'rgimchak to'ridan uzoq vaqtdan beri bardoshli baliq ovlash vositalarini tikish uchun ip sifatida foydalangan va Evropada, o'rta asrlarda odamlar to'rdan mato yasashni o'rgangan. Frantsiya qiroli uchun qilingan Lui XIV o'rgimchak to'ridan tayyorlangan qo'lqoplar va paypoqlar ushbu noyob mahsulotlarni ko'rishga muvaffaq bo'lganlarning barchasini hayratda qoldirdi.
veb
menga temir kabi ko'rinadi

Quyoshli yozda o‘rgimchaklar daraxtlarga, o‘tlarga osib qo‘yadigan nozik, nafis, ipakdek “ro‘molcha”larga har biringiz e’tibor bergansizlar. O'rgimchak ipida kumushrang shudring tomchilari yaltirab turganida - ko'ryapsizmi, tomosha juda go'zal va sehrli. Ammo bir nechta savollar tug'iladi: "to'r qayerda hosil bo'ladi va o'rgimchak qanday ishlatiladi", "u qaerdan keladi va u nimadan iborat". Bugun biz nima uchun bu hayvon atrofdagi hamma narsani "kashta tikish" bilan bezashini tushunishga harakat qilamiz.

Bir zum to'xtadi

Ko'pgina olimlar o'rgimchaklar va ularning to'rlariga nafaqat butun risolalar va soatlarni, balki hayotlarining yillarini ham bag'ishlashgan. Andre Tilkin aytganidek, mashhur faylasuf Frantsiyadan, to'rning to'quvi soatlab va soatlab tomosha qilinadigan ajoyib spektakldir. U Internetda besh yuz sahifadan ortiq risola yozgan.

Nemis olimi G. Petersning ta'kidlashicha, siz o'rgimchaklarni soatlab tomosha qilsangiz, vaqt qanday o'tishini ham sezmaysiz. Tilkindan oldin ham u dunyoga bularning kimligini aytdi ajoyib mavjudotlar o'rgimchak o'z to'rini qanday to'qiydi, buning uchun unga kerak.

Shubhasiz, siz bir varaqda bir necha marta ko'rgansiz kichkina o'rgimchak uning mashaqqatli ishini bajarib, to'xtab, tomosha qilishdi. Ammo bizda har doim ajoyib kichik narsalarga vaqtimiz yo'q, biz doimo shoshamiz, shuning uchun biz to'xtab qololmaymiz, biroz ko'proq qolamiz. Agar shunday vaqt bo'lsa, har birimiz savolga javob bera olardik: "To'r qanday paydo bo'ladi, nega o'rgimchak o'z tarmog'iga yopishmaydi?"

Keling, bir zum to'xtab, buni aniqlaylik. Axir, savol haqiqatan ham qiziq, jarayon esa maftunkor.

U qayerdan keladi?

O'rgimchaklar er yuzida ikki yuz million yildan ortiq yashagan eng qadimgi mavjudotlardir. Ularning tarmog'isiz ular, ehtimol, insoniyat uchun unchalik qiziq bo'lmaydi. Xo'sh, o'rgimchak to'ri qaerdan keladi va u nima?

To'r - bu ko'plab artropodlarda (soxta chayonlar, o'rgimchaklar, o'rgimchak oqadilar va boshqalar) mavjud bo'lgan maxsus bezlarning tarkibi. Suyuqlik tarkibi bir vaqtning o'zida cho'zilishi va yirtilmasligi mumkin. Hosil bo'lgan eng nozik filamentlar havoda juda tez qattiqlashadi.

Har bir o'rgimchakning tanasida to'r ishlab chiqarish uchun mas'ul bo'lgan bir nechta maxsus bezlar mavjud. Turli bezlar har xil turdagi va zichlikdagi to'r hosil qiladi. Ular qorin bo'shlig'ida eng nozik kanallar shaklida joylashgan va "o'rgimchak siğilleri" deb ataladi. Aynan shu teshiklardan suyuq sir ajralib chiqadi, u tez orada go'zal to'rga aylanadi.

O'rgimchak panjalari yordamida tarqatadi, tarmoqni kerakli joyga "osib qo'yadi". O'rgimchakning eng uzun old oyoqlari bor, ular tashqariga chiqadi yetakchi rol. Va yordami bilan orqa oyoqlar u suyuqlik tomchilarini ushlaydi va ularni kerakli uzunlikka cho'zadi.

yordam berish uchun shamol

Shamol ham tarmoqning to'g'ri taqsimlanishiga hissa qo'shadi. Agar o'rgimchak uni joylashtirish uchun to'g'ri joyni tanlasa, masalan, daraxtlar orasiga yoki barglarga, keyin shamol iplarni kerakli joyga yoyishga yordam beradi. Agar o'rgimchak daraxtlar orasiga qanday qilib to'r to'qishi haqidagi savolga o'zingiz javob bermoqchi bo'lsangiz, mana bu javob. Shamol unga yordam beradi.

Istalgan shoxga bitta ip ushlanganda, o'rgimchak emaklaydi, taglikning mustahkamligini tekshiradi va keyingisini chiqaradi. Ikkinchisini birinchisining o'rtasiga biriktiradi va hokazo.

Qurilish bosqichlari

To'rning asosi qor parchasi yoki nuqtaga juda o'xshaydi, uning markazidan bir nechta nurlar ajralib turadi. Ushbu markaziy filamentlar tuzilishidagi eng zich va qalindir. Ba'zan o'rgimchak bir vaqtning o'zida bir nechta iplardan poydevor yasaydi, go'yo o'z yo'llarini oldindan mustahkamlaydi.

Baza tayyor bo'lgach, hayvon "tug'ish spirallarini" qurishga o'tadi. Ular allaqachon butunlay boshqa turdagi tarmoqdan qilingan. Bu suyuqlik yopishqoq, yaxshi yopishadi. Yopishqoq tarmoqdan aylanalar poydevorga qurilgan.

O'rgimchak o'z qurilishini tashqi doiradan boshlaydi, asta-sekin markazga qarab harakat qiladi. U hayratlanarli darajada doiralar orasidagi masofani his qiladi. Qo'lda kompas yoki maxsus o'lchash asboblarisiz, o'rgimchak to'rni aniq taqsimlaydi, shunda doiralar orasida faqat bir xil masofa bo'ladi.

Nega yopishmaydi?

O'rgimchaklar qanday ov qilishini hammangiz bilasiz. Qanday qilib ularning o'ljasi yopishqoq tarmoqqa o'ralib qoladi va o'ladi. Va, ehtimol, har bir kishi kamida bir marta hayron bo'lgan: "Nega o'rgimchak o'z tarmog'iga yopishmaydi?"

Javob, biz biroz yuqoriroq tavsiflangan veb-sayt qurishning o'ziga xos taktikasida yotadi. Tarmoq bir necha turdagi iplardan qilingan. O'rgimchakning harakatlanishi uchun asos oddiy, juda kuchli va mutlaqo xavfsiz ipdan qilingan. Ammo "tuzoq" doiralari, aksincha, ko'plab hasharotlar uchun yopishqoq va o'lik bo'lgan ipdan qilingan.

Veb funktsiyalari

Shunday qilib, biz veb qanday paydo bo'lishini va qaerda paydo bo'lishini aniqladik. Va o'rgimchak to'rni qanday ishlatishi, biz hozir javob berishimiz mumkin. Tarmoqning asosiy vazifasi, albatta, oziq-ovqat mahsulotlarini olishdir. "Oziq-ovqat" tarmoqqa kirganda, o'rgimchak tebranishini darhol his qiladi. U o'ljaga yaqinlashadi, uni tezda kuchli "adyol" bilan o'rab oladi, chetini ochadi va ovqatni ovqatdan zavqlanishiga hech kim to'sqinlik qilmaydigan joyga olib boradi.

Ammo oziq-ovqat olishdan tashqari, tarmoq o'rgimchakka boshqa maqsadlarda ham xizmat qiladi. Undan tuxum uchun pilla va yashash uchun uy tayyorlanadi. Veb o'ziga xos gamak vazifasini bajaradi, unda juftlashish o'yinlari va juftlashish o'tkaziladi. U parashyut vazifasini bajaradi, bu sizga xavfli dushmanlardan tezda qochish imkonini beradi. Uning yordami bilan o'rgimchaklar, agar kerak bo'lsa, daraxtlar bo'ylab harakatlanishi mumkin.

Po'latdan kuchliroq

Shunday qilib, biz allaqachon o'rgimchak to'rni qanday to'qishini va uning xususiyatlari nimadan iboratligini, qanday hosil bo'lishini va oziq-ovqat uchun yopishqoq to'rlarni qanday qurishini allaqachon bilamiz. Ammo nima uchun veb juda kuchli degan savol qolmoqda.

Barcha o'rgimchak tuzilmalari xilma-xil bo'lishiga qaramay, ular bir xil xususiyatga ega - kuchaygan. Bu tarmoq tarkibida protein - keratin mavjudligi bilan ta'minlanadi. Aytgancha, u hayvonlarning tirnoqlarida, junlarda, qushlarning patlarida ham uchraydi. To'rning tolalari mukammal tarzda cho'ziladi va keyin yirtilmagan holda asl shakliga qaytadi.

Olimlarning ta'kidlashicha, o'rgimchak to'ri tabiiy ipakdan ancha kuchli. Ikkinchisi 30-42 g / mm 2 yirtiq kuchiga ega, ammo to'r taxminan 170 g / mm 2 ni tashkil qiladi. Farqni his eting.

O'rgimchak to'rni qanday to'qishi tushunarli. Uning kuchli ekanligi - bu masalani ham hal qildi. Ammo bunday kuchga qaramay, tarmoq inson sochidan bir necha ming marta yupqa ekanligini bilasizmi? Agar biz to'r va boshqa iplarning sindirish ko'rsatkichlarini solishtirsak, u nafaqat ipakdan, balki viskoza, neylon, orlondan ham oshib ketadi. Hatto eng kuchli po'latdir kuchi jihatidan u bilan solishtirib bo'lmaydi.

Bilasizmi, o'rgimchak to'rini qanday aylantirsa, unda bo'ladigan qurbonlar sonini aniqlaydi?

Internetda o'lja topilganda, u nafaqat "tuzoq" tarmog'iga yopishadi, balki unga ham ta'sir qiladi. elektr zaryadi. U hasharotlarning o'zidan hosil bo'ladi, ular parvoz paytida zaryadni to'playdi va ular tarmoqqa tushganda, uni iplarga berib, o'zlarini urishadi.

O'rgimchak to'rni qanday to'qishini va qanday "kuchli" fazilatlarga ega ekanligini bilgan holda, nega odamlar hali ham bunday iplardan kiyim yasamaydilar? Ma’lum bo‘lishicha, Lyudovik XIV davrida hunarmandlardan biri o‘rgimchak iplaridan qirol uchun qo‘lqop va paypoq tikmoqchi bo‘lgan. Biroq, bu ish juda qiyin, mashaqqatli va uzoq davom etdi.

IN Janubiy Amerika o'rgimchak to'rlari nafaqat ishlab chiqaruvchilarning o'ziga, balki mahalliy maymunlarga ham yordam bering. Hayvonlar to'rlarning kuchi tufayli ular bo'ylab epchil va qo'rqmasdan harakat qilishadi.

Fizika-matematika fanlari nomzodi E. Lozovskaya

Fan va hayot // Rasmlar

Tuzuvchi spiralning ipini qoplaydigan yopishtiruvchi modda to'r bo'ylab tomchilar-boncuklar shaklida teng ravishda taqsimlanadi. Rasmda tutqichli spiralning ikkita bo'lagining radiusga biriktirilgan joyi ko'rsatilgan.

Fan va hayot // Rasmlar

Dastlabki bosqichlar o'rgimchak xochi bilan tuzoq tarmog'ini qurish.

Logarifmik spiral taxminan g'ildirak shaklidagi tutqichli to'rni qurish paytida o'rgimchak yotqizadigan yordamchi spiral ipning shaklini tasvirlaydi.

Arximed spirali yopishqoq tutqichli ipning shaklini tasvirlaydi.

Zigzag iplari Argiope jinsining o'rgimchak to'rlarining xususiyatlaridan biridir.

Ipak tolasining kristalli hududlari rasmda ko'rsatilganidek, buklangan tuzilishga ega. Alohida zanjirlar vodorod aloqalari bilan bog'langan.

Yosh xoch o'rgimchaklar, faqat o'rgimchak to'ridan chiqqan.

Dinopidae spinosa oilasiga mansub o‘rgimchaklar oyoqlari orasiga o‘rgimchak to‘ri to‘qib, so‘ng uni o‘ljasining ustiga tashlaydi.

O'rgimchak xochi (Araneus diadematus) katta g'ildirak shaklidagi to'rlarni to'qish qobiliyati bilan mashhur.

Ba'zi o'rgimchak turlari ham dumaloq tuzoqqa uzun "narvon" qo'shadi, bu esa ovning samaradorligini sezilarli darajada oshiradi.

Fan va hayot // Rasmlar

O'rgimchak to'ri naychalari mikroskop ostida shunday ko'rinadi, undan o'rgimchak ipak iplari chiqadi.

Ehtimol, o'rgimchaklar eng jozibali mavjudotlar emas, lekin ularning yaratilishi - veb - hayratni uyg'otmaydi. Butaning shoxlari yoki baland o'tlar orasida cho'zilgan quyoshda porlayotgan eng nozik iplarning geometrik to'g'riligi ko'zni qanday hayratda qoldirishini eslang.

O'rgimchaklar sayyoramizning eng qadimgi aholisidan biri bo'lib, erda 200 million yil oldin yashagan. Tabiatda o'rgimchaklarning 35 mingga yaqin turi mavjud. Bu har joyda keng tarqalgan sakkiz oyoqli mavjudotlarni rang va o'lchamdagi farqlarga qaramay, har doim va hamma joyda tanib olish mumkin. Ammo ularning eng muhimi farqlovchi xususiyat o'rgimchak ipak ishlab chiqarish qobiliyatidir, tabiiy tola kuchi jihatidan tengsiz.

O'rgimchaklar o'z to'rlaridan turli maqsadlarda foydalanadilar. Undan tuxum pilla yasaydilar, qishlash uchun boshpana quradilar, sakrashda undan “xavfsizlik arqon” sifatida foydalanadilar, murakkab tutqichlar to‘qiydilar, tutilgan o‘ljani o‘rab oladilar. Juftlanishga tayyor bo'lgan urg'ochi feromonlar bilan belgilangan to'r ipini ishlab chiqaradi, buning natijasida erkak ip bo'ylab harakatlanib, osongina sherik topadi. Ba'zi turlarning yosh o'rgimchaklari shamol tomonidan ko'tarilgan uzun iplar ustida ota-ona inidan uchib ketishadi.

O'rgimchaklar asosan hasharotlar bilan oziqlanadi. Ular oziq-ovqat olish uchun foydalanadigan tuzoq asboblari turli shakl va turlarda bo'ladi. Ba'zi o'rgimchaklar o'zlarining boshpanalari yonida bir nechta signal iplarini cho'zadilar va hasharotlar ipga tegishi bilan ular pistirmadan unga shoshilishadi. Boshqalar esa, bir xil lasso kabi uchida yopishqoq tomchi bilan ipni oldinga tashlashadi. Ammo o'rgimchaklarning dizayn faoliyatining cho'qqisi hali ham gorizontal yoki vertikal ravishda joylashgan yumaloq, g'ildirak shaklidagi to'rlardir.

G'ildirak shaklidagi tutqich to'rini qurish uchun o'rmonlarimiz va bog'larimizning oddiy aholisi bo'lgan xoch o'rgimchak ancha uzun, kuchli ipni chiqaradi. Shamol yoki havoning ko'tarilishi ipni yuqoriga ko'taradi va agar to'rni qurish uchun joy yaxshi tanlangan bo'lsa, u eng yaqin filialga yoki boshqa tayanchga yopishadi. O'rgimchak uchini mahkamlash uchun uning bo'ylab emaklaydi, ba'zida kuch uchun boshqa ipni yotqizadi. Keyin u erkin osilgan ipni bo'shatadi va uchdan birini uning o'rtasiga bog'laydi, shunda Y shaklidagi struktura olinadi - ellikdan ortiq birinchi uchta radius. Radial iplar va ramka tayyor bo'lgach, o'rgimchak markazga qaytadi va vaqtinchalik yordamchi spiralni yotqizishni boshlaydi - "iskala" kabi. Yordamchi spiral strukturani mahkamlaydi va tutqichli spiralni qurishda o'rgimchak uchun yo'l bo'lib xizmat qiladi. To'rning butun asosiy ramkasi, shu jumladan radiuslar, yopishqoq bo'lmagan ipdan qilingan, ammo tutqichli spirali uchun yopishtiruvchi bilan qoplangan ikki tomonlama ip ishlatiladi.

Ajablanarlisi shundaki, bu ikki spiral turli xil geometrik shakllarga ega. Vaqt spirali nisbatan kam burilishlarga ega va ular orasidagi masofa har bir burilishda ortadi. Buning sababi, uni yotqizish paytida o'rgimchak radiuslarga bir xil burchak ostida harakat qiladi. Olingan singan chiziqning shakli logarifmik spiral deb ataladigan narsaga yaqin.

Yopishqoq tuzoq spirali boshqa printsipga muvofiq qurilgan. O'rgimchak chetidan boshlanadi va markazga qarab harakat qiladi, rulonlar orasidagi bir xil masofani saqlaydi va Arximed spirali olinadi. Shu bilan birga, u yordamchi spiralning iplarini tishlaydi.

O'rgimchak ipak o'rgimchak qorinining orqa qismida joylashgan maxsus bezlar tomonidan ishlab chiqariladi. Kamida ettita turi ma'lum o'rgimchak bezlari, turli xil iplarni ishlab chiqaradi, lekin o'rgimchaklarning ma'lum turlaridan hech biri bir vaqtning o'zida barcha etti turga ega emas. Odatda, o'rgimchakda bu bezlarning bir-to'rt jufti mavjud. To'r to'qish tez ish emas va o'rta o'lchamdagi to'rni qurish uchun taxminan yarim soat vaqt ketadi. Boshqa turdagi to'rni ishlab chiqarishga o'tish uchun (qo'zg'atuvchi spiral uchun) o'rgimchakka bir daqiqalik dam olish kerak. O'rgimchaklar ko'pincha yomg'ir, shamol yoki hasharotlar ta'sirida shikastlangan to'r qoldiqlarini eyish uchun to'rni qayta ishlatadilar. To'r ularning tanasida maxsus fermentlar yordamida hazm qilinadi.

O'rgimchak ipakning tuzilishi yuz millionlab yillar davomida evolyutsiya davomida mukammal tarzda ishlab chiqilgan. Ushbu tabiiy material ikkita ajoyib xususiyatni - kuch va elastiklikni birlashtiradi. To'r to'ri to'liq tezlikda uchayotgan hasharotlarni to'xtatishga qodir. O'rgimchak to'rining asosini to'qadigan ip inson sochidan yupqaroq va uning o'ziga xos (ya'ni massa birligiga hisoblangan) kuchlanish kuchi po'latdan yuqori. Agar biz gossamer ipini bir xil diametrli po'lat sim bilan taqqoslasak, ular taxminan bir xil og'irliklarga bardosh beradilar. Ammo o'rgimchak ipak olti marta engilroq va shuning uchun olti marta kuchliroqdir.

Odam sochlari, qoʻy junlari va ipak qurti pillalari ipaklari kabi toʻrlar asosan oqsillardan tashkil topgan. Aminokislotalar tarkibiga ko'ra, to'r oqsillari - spidroinlar - ipak qurti tırtılları tomonidan ishlab chiqarilgan ipakni tashkil etuvchi oqsillar fibroinlarga nisbatan yaqin. Ikkalasida ham juda ko'p miqdorda alanin (25%) va glitsin (taxminan 40%) aminokislotalar mavjud. Alaninga boy oqsil molekulalarining joylari yuqori quvvatni ta'minlaydigan burmalarga zich o'ralgan kristalli hududlarni hosil qiladi va glitsin ko'proq bo'lgan joylar yanada amorf material bo'lib, ular yaxshi cho'zilib, ipga elastiklik beradi.

Bunday ip qanday hosil bo'ladi? Bu savolga hali to'liq va aniq javob yo'q. To'rni aylantirish jarayoni sharsimon o'rgimchak va Nephila klavipesning ampula shaklidagi bezi misolida eng batafsil o'rganilgan. Eng kuchli ipak ishlab chiqaradigan ampuloid bez uchta asosiy bo'limdan iborat: markaziy qop, juda uzun kavisli kanal va chiqish joyi bo'lgan tubula. Hujayralardan ichki yuzasi qopdan ikki turdagi spidroin oqsil molekulalarini o'z ichiga olgan kichik sharsimon tomchilar chiqadi. Bu yopishqoq eritma qopning dumiga oqib o'tadi, u erda boshqa hujayralar glikoproteinlar deb ataladigan boshqa turdagi oqsillarni chiqaradi. Glikoproteinlar tufayli hosil bo'lgan tolalar suyuq kristalli tuzilishga ega bo'ladi. Suyuq kristallar, bir tomondan, ular borligi bilan ajralib turadi yuqori daraja tartiblilik, boshqa tomondan esa ular suyuqlikni saqlaydi. Qalin massa chiqish joyiga qarab harakatlanar ekan, uzun oqsil molekulalari o'zlarini yo'naltiradi va paydo bo'ladigan tolaning o'qi yo'nalishi bo'yicha bir-biriga parallel bo'ladi. Bunday holda, ular orasida molekulalararo vodorod aloqalari hosil bo'ladi.

Insoniyat tabiatning ko'plab dizayn kashfiyotlaridan nusxa ko'chirgan, ammo hozirgacha to'rni aylantirish kabi murakkab jarayonni takrorlash imkoni bo'lmagan. Hozirda olimlar bu murakkab muammoni biotexnologik usullar yordamida hal qilishga harakat qilmoqdalar. Birinchi qadam tarmoqni tashkil etuvchi oqsillarni ishlab chiqarish uchun mas'ul bo'lgan genlarni ajratish edi. Bu genlar bakterial va xamirturush hujayralariga kiritilgan (qarang: "Science and Life" No 2, 2001). Kanadalik genetiklar bundan ham oldinga borishdi - ular sutida erigan o'rgimchak to'ri oqsillarini o'z ichiga olgan genetik jihatdan o'zgartirilgan echkilarni etishtirishdi. Ammo muammo nafaqat o'rgimchak ipak oqsilini olishda, balki tabiiy yigiruv jarayonini simulyatsiya qilish kerak. Va tabiatshunoslarning bu saboqlari hali o'rganishlari kerak.

18-asrda Monpelyelik Bon o'ziga o'rgimchak to'ridan bir juft paypoq va qo'lqop to'qidi. O'rgimchak to'ridan to'qimachilik maqsadlarida foydalanish tajribasi yagona bo'lib chiqdi. Hozirgi vaqtda tarmoq faqat aniq optik asboblarning kesishishi sifatida ishlatiladi.

To'r o'rgimchakning qonidagi aminokislotalardan sintezlanadi. Bu o'rgimchak bezlari devorlarida joylashgan hujayralarda sodir bo'ladi. To'r tomchilar shaklida ishlab chiqariladi; ular bezning ichi bo'sh markaziy qismida birlashadi. Bu yopishqoq suyuqlik aslida o'rgimchak to'rlarining konsentrlangan eritmasi. Eritma o'rgimchak to'rga muhtoj bo'lgunga qadar bezlarda to'planadi va u o'rgimchak siğillarining kanallaridan tortib olinadi. Tarmoq tezda ingichka ipga cho'ziladi va darhol yopishqoq holatdan qattiq holatga o'tadi.

Filamentlarga tortilishi mumkin bo'lgan moddalar odatda yuqori molekulyar og'irlikdagi polimerlardir. Ular uzun, ingichka molekulalardan iborat. Molekulalar eritmada bo'lganda buriladi. Biroq, agar ular nozik bir teshikdan tortib olinsa, ular ochiladi va tolaning butun uzunligi bo'ylab joylashgan. Molekulalar bu holatda qo'shni zanjirlar o'rtasida hosil bo'lgan o'zaro bog'lanishlar orqali ushlab turiladi.

Harakatlanayotganda, o'rgimchak odatda ikkita ipni to'qiydi - osilgan ip deb ataladi. U yiqilishdan saqlaydi va o'rgimchak pastga tushishi kerak bo'lganda biriktiruvchi disklar bilan biriktiriladi.

Osilgan ip ba'zan ikkita ingichka ip bilan mustahkamlanadi. Ular, shuningdek, to'rning tashqi ramkasini va radial iplarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Tuzuvchi to'rning yana bir asosiy qismi spiral ipdir; u aslida ustiga tushayotgan pashshalarni ushlaydi.

Butun tarmoq juda yopishqoq va juda elastik. Ikkala o'rgimchak to'rini qoplaydigan va ularni bir-biriga bog'lab turadigan juda yopishqoq moddaning ko'plab tomchilari tufayli yopishqoq. Yopishqoq ip bilan eng kichik aloqada, chivin yopishadi. Jabrlanuvchi qanchalik kuchli bo'lmasin, ip buzilmasdan cho'zilishi mumkin. Bu, odatda, chivinning qo'shni yopishqoq iplarga ham o'ralashib qolishiga olib keladi. O'rgimchak chivinni ushlab, uni jag'lari, tirnoqlari va old oyoqlari bilan aylantiradi, orqa oyoqlari esa o'rgimchak siğillaridan to'rni tortib oladi. Shunday qilib, pashsha o'rgimchak to'rida "bandaj"da bo'ladi va o'rgimchak ko'pincha qurbonni o'z panohiga olib boradi, u erda u darhol yeyiladi yoki "zahirada" osib qo'yiladi.

Boshqa tarmoq mavjud; undan pilla tayyorlash uchun foydalaniladi. Bu ip o'rgimchakni kuzda qo'yilgan tuxumni o'rab oladi. Pilla tuxumni yomon ob-havodan va turli yirtqichlarning hujumlaridan himoya qiladi.

Tarmoq oqsillardan tashkil topgan. Ma'lumki, oqsillar barcha tirik organizmlarning tuzilishi va funktsiyalarida muhim rol o'ynaydi. Ular mushaklardagi miyozinni, biriktiruvchi to'qimalarda kollagenni, qondagi gemoglobinni, shuningdek, barcha jarayonlarni boshqaradigan fermentlarni tashkil qiladi. kimyoviy reaksiyalar tirik organizmda.

Proteinlar yigirma xil aminokislotalardan tuzilgan yirik molekulalardir. Veb-oqsil molekulasi bir yoki bir nechta joylarda bog'langan bir yoki bir nechta zanjirlardan iborat bo'lishi mumkin. Kuchli oʻzaro bogʻlanishlar ikki xil zanjirga “yopishib” qolishi mumkin boʻlgan aminokislota sistin tomonidan hosil boʻladi. Sistin ham bir xil zanjirning turli qismlari o'rtasida bog'lanish hosil qilib, halqalarni hosil qilishi mumkin.

Yigirmata aminokislotalar juda ko'p miqdordagi turli xil oqsillarni hosil qilishi mumkin. Protein kimyogarlarining asosiy maqsadlaridan biri oqsildagi aminokislotalarning sonini va ularning nisbiy o'rnini aniqlashdir.

Aminokislota tarkibini aniqlash uchun xlorid kislotada qaynatish orqali uning tarkibiga kiruvchi aminokislotalarga parchalanadi. Keyin barcha komponentlar aminokislotalar aralashmasidan ajratiladi. Yigirma besh yil oldin, bu juda murakkab protsedura bo'lib, talab qilinadi katta raqam moddiy va vaqt, shuningdek, har doim ham aniq natijalarni bermaydi. Hozirgi vaqtda aminokislotalarning to'liq tahlili bir kun ichida bir necha milligramm materialda amalga oshirilishi mumkin. Olimlar aminokislotalar aralashmasi dastlab tarkibiy qismlarga ajraladigan, so'ngra ularning soni avtomatik ravishda qayd etiladigan va grafiklar ko'rinishida qayd etiladigan apparatni yaratdilar.

Ushbu analitik usullar bir qator o'rgimchak to'rlarini tahlil qilishda qo'llanilgan. Pilla ipi va osilgan ipning kompozitsiyalarida katta farq bor. Birinchisining asosiy aminokislotalari alanin va serin, ikkinchisi glisin va alanindir. Har bir holatda oqsilning yarmidan ko'pi faqat ikkita aminokislotadan hosil bo'ladi, garchi ularda ko'plab boshqa aminokislotalar mavjud. Eng muhimi, juda qisqa yon zanjirli aminokislotalar tarmog'ida.

Proteinda aminokislotalarning qanday joylashishini bilish juda muhimdir. Ammo bu hali ham tolalarning barcha xususiyatlarini tushuntirishga imkon bermaydi. Bu xususiyatlar ko'p jihatdan zanjirlarning bir-biriga nisbatan qanday joylashishiga bog'liq.

1913 yilda ota va o'g'il Breggi rentgen nurlarida aylanadigan har qanday moddaning kristalli ularni ma'lum bir burchak ostida aks ettirishini ko'rsatdi, chunki u ko'zgu tekisliklarini hosil qiluvchi tartiblangan atomlardan iborat. Xuddi shu yili ikki yapon - Nikishava va Ono - kristalli tuzilishga ega bo'lmagan ko'plab tolalar ham ma'lum aks ettirishni aniqladilar.

Araxnoid filamentlarning mavjud rentgen nurlari haqiqiy kristallarning rentgen nurlari bilan solishtirganda ko'rinmas ko'rinadi, ammo ular tarmoq tuzilishi haqida muhim ma'lumot berishi mumkin. Bunday rentgen naqshida dog'lar mavjudligi to'r tolalarida atomlarning tartibli joylashuviga ega bo'lgan kristalli hududlar mavjudligini ko'rsatadi. Ushbu kristalli hududlarning tuzilishini aniqlash uchun kredit birinchi navbatda Kaliforniya texnologiya instituti professori Linus Pauling va professor Uorvikerga tegishli.

Ushbu tadqiqotlar tufayli biz deyarli barcha turdagi to'rlarning o'xshash tuzilishga ega ekanligini bilamiz. Bu haqda taxminiy fikrni qog'ozga bir nechta teng masofadagi parallel chiziqlar chizish va keyin bu varaqni chiziqlarga to'g'ri burchak ostida burmalarga yig'ish orqali olish mumkin. Chiziqlar uzun peptid zanjirlarini ifodalaydi va ularning burmalar bilan kesishgan joylari yon zanjirlar cho'zilgan uglerod atomlarining pozitsiyalarini ko'rsatadi. Ular varaqning tekisligiga to'g'ri burchak ostida boradilar.

Endi birlashtirilgan bir nechta shunga o'xshash varaqlarni ko'rib chiqing; ularning "qadoqlash" zichligi I-guruhlarning hajmiga bog'liq bo'ladi. Deyarli barcha to'rlarda varaqlar ichida xuddi shunday tarzda joylashtirilgan zanjirlar mavjud va ular faqat varaqlar orasidagi masofada farqlanadi: u 3,3 dan 15,6 angstromgacha.

To'r ostidagi ip uzun, oddiy silindrlardan iborat bo'lib, deyarli muntazam dumaloq kesimga ega. Elyaflarning nozikligini taqqoslash usullaridan biri ma'lum bir uzunlikdagi tolaning og'irligini ko'rsatishdir. To'r uchun u odatda inkorda ifodalanadi - 9 kilometr ipning grammdagi og'irligi. Bu o'lchov tizimida ipak qurti ipining og'irligi 1 denye, odam sochi esa 40-50 denye bo'ladi. O'rgimchak pilla ipining og'irligi 0,7 denye, osilgan ip esa undan ham kamroq, 0,07 denye. Ekvatorda butun dunyo bo'ylab o'ralgan osilgan ipning og'irligi atigi 340 grammni tashkil qiladi.

Iplarning mustahkamligi va kuchlanish kuchi ahamiyati to'qimachilik sanoati uchun. Har xil qalinlikdagi iplarni solishtirish uchun ularning kuchi odatda valentlik kuchida, ya'ni sinish yukining inkorga bo'linishida ifodalanadi. Shunday qilib, valentlik kuchi denye boshiga grammda ifodalanadi. Pilla iplarining oʻrtacha uzilish kuchi 2,2 g/denye, osilgan ipniki esa 7,8 g/denye. Yorilish vaqtiga qadar cho'zilish mos ravishda 46% va 31% ga etadi.

Osilgan ipdan farqli o'laroq, pilla ipi nisbatan mo'rt bo'lib, bu uning maqsadi bilan bog'liq. U katta stressga dosh berishga majbur emas, uning vazifasi pilla tuxumlari uchun himoya qobig'ini yaratishdir. Buning uchun o'rgimchak jingalak ipdan olti qatlamli ipni to'qiydi. Pillaning har bir ipi oltita o'rgimchak to'ridan iborat. Ushbu to'r qobig'i ishlab chiqilgan katta hajmli ipni eslatadi o'tgan yillar sun'iy tolalardan elastik trikotaj buyumlar ishlab chiqarish uchun.

Yopishqoq tarmoqli tuzoqni tashkil etuvchi to'rning spiral ipi juda elastik. Uning kengayishi va qisqarishi butunlay teskari bo'lib, bu jihatdan u kauchukga o'xshaydi.

Sanoatning vazifalaridan biri sun'iy materiallar xaridorlarga ma'lum xususiyatlarga ega materiallarni etkazib berishdir. Masalan, ichki kiyim uchun mato issiqlikni saqlab turishi va namlikni singdirishi kerak, shinalar shnuri esa juda kuchli matoga muhtoj.

Sun'iy oqsil tolalarining rivojlanishi hali boshlang'ich bosqichida, chunki biz hali murakkab aminokislotalar tuzilishiga ega uzun zanjirlarni yaratishga qodir emasmiz. Biroq, siz bitta aminokislota olib, ulardan yaxshi to'qimalarni olish uchun uni polialanin yoki polialanin va metil glutamag kabi uzun zanjirlarga polimerlashingiz mumkin. Bundan tashqari, takrorlanuvchi dipeptid ketma-ketligiga ega yuqori molekulyar og'irlikdagi polimerlarni olish mumkin, masalan, ... glitsin - alanin - glisin - alanin - glitsin-alanin ...

Qo'shimcha o'rganish har xil turlari o'rgimchak to'ri - bu sun'iy oqsil tolalarini yaratishda bizga yordam beradigan usul.

P.S. Britaniyalik olimlar yana nima haqida gapirishmoqda: kelajakda o‘rgimchak ipini ham, boshqa tabiiy materiallarni ham batafsil, molekulyar o‘rganish asosida olimlar kundalik hayotimiz uchun turli xil o‘ta foydali narsalarni olishlari mumkin bo‘ladi, masalan. , og'ir majburiyat
maxsus polimerlardan tayyorlangan temir-beton buyumlar yoki shunga o'xshash narsalar.

O'qish foydali bo'lishi mumkin: