Parcenter.ru

Все про домашних животных
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Формула паутины паука

Химические тайны паутины*

Пауки принадлежат к древнейшим обитателям Земли: следы первых паукообразных найдены в породах, которым 340–450 млн лет. Пауки примерно на 200–300 млн лет старше динозавров и более чем на 400 млн лет – первых млекопитающих. У природы было достаточно времени, чтобы не только умножить число паучьих видов (их известно около 60 тыс.), но и вооружить многих этих восьминогих хищников удивительным средством охоты – паутиной. Рисунок паутины может быть различным не только у разных видов, но и у одного паука в присутствии тех или иных химических веществ, например взрывчатых или наркотических. Пауков даже собирались запустить в космос для исследования влияния микрогравитации на рисунок паутины. Однако больше всего загадок таило вещество, из которого состоит паутина.

Паутина, как наши волосы, шерсть животных, нити шелковичных червей, состоит в основном из белков. Но полипептидные цепи в каждой паутинной нити переплетены столь необычным образом, что обрели почти рекордную прочность. Одиночная нить, производимая пауком, столь же прочна, как стальная проволока равного диаметра. Канат, сплетенный из паутины, толщиной всего примерно с карандаш, мог бы удержать на месте бульдозер, танк и даже такой мощный аэробус, как «Боинг-747». Но плотность стали в шесть раз больше, чем паутины.

Известно, сколь высока прочность шелковых нитей. Классическим примером служит наблюдение, сделанное аризонским врачом еще в 1881 г. На глазах этого врача произошла перестрелка, в которой один из стрелявших был убит. Две пули попали в грудь и прошли навылет. При этом с обратной стороны каждой раны торчали кусочки шелкового носового платка. Пули прошли сквозь одежду, мышцы и кости, но не смогли разорвать попавшегося им на пути шелка.

Почему же в технике применяют стальные конструкции, а не более легкие и эластичные – из материала, подобного паутине? Почему шелковые парашюты не заменяют этим же материалом? Ответ прост: попробуйте-ка сделать такой материал, какой ежедневно легко производят пауки, – не получится!

Ученые разных стран мира долго изучали химический состав паутины восьминогих ткачей, и сегодня картина ее строения раскрыта более или менее полно. Нить паутины имеет внутреннее ядро из белка, называемого фиброином, и окружающие это ядро концентрические слои гликопротеидных нановолокон. Фиброин составляет примерно 2/3 массы паутины (а также, кстати, и натурального шелкового волокна). Это вязкая, сиропообразная жидкость, полимеризующаяся и затвердевающая на воздухе.

Гликопротеидные волоконца, диаметр которых может составлять всего несколько нанометров, могут располагаться параллельно оси фиброиновой нити или образовывать спирали вокруг нити. Гликопротеиды – сложные белки, которые содержат углеводы и имеют молекулярную массу от 15 000 до 1 000 000 а.е.м, – присутствуют не только у пауков, но и во всех тканях животных, растений и в микроорганизмах (некоторые белки плазмы крови, мышечных тканей, оболочек клеток и др.).

При образовании паутины гликопротеидные волоконца соединяются между собой за счет водородных связей, а также связей между СО- и NН-группами, причем значительная доля связей образуется в паутинных железах паукообразных. Молекулы гликопротеидов могут образовывать жидкие кристаллы со стержневидными фрагментами, которые укладываются параллельно друг другу, что придает структуре прочность твердого тела при сохранении способности течь подобно жидкости.

Основные составные части паутины — простейшие аминокислоты: глицин Н2NCН2СООН и аланин СН3СHNН2CООН. В паутине содержатся и неорганические вещества – гидрофосфат калия и нитрат калия. Их функции сводятся к защите паутины от грибков и бактерий и, вероятно, созданию условий для образования самой нити в железах.

Отличительная особенность паутины — экологичность. Она состоит из легко усваиваемых природной средой веществ и не вредит этой среде. В этом отношении паутина пока не имеет аналогов, созданных руками человека.

Паук может выделять до семи разных по строению и свойствам нитей: одни – для ловчих «сетей», другие – для собственного перемещения, третьи – для сигнализации и т. д. Почти все эти нити могли бы найти широкое применение в промышленности и быту, если бы удалось наладить их широкое производство. Однако «приручить» пауков, как тутовых шелкопрядов, организовать своеобразные паучьи фермы вряд ли возможно: агрессивные привычки пауков и черты единоличника в их характере вряд ли позволят это сделать. А для производства всего 1 м ткани из паутины требуется «работа» более 400 пауков.

Можно ли воспроизвести химические процессы, проходящие в теле пауков, и скопировать природный материал? Ученые и инженеры уже довольно давно разработали технологию кевлара – арамидного волокна:

получаемого в промышленных масштабах и приближающегося по свойствам к паутине. Волокна из кевлара в пять раз слабее паутины, но все же настолько прочны, что их используют для изготовления легких пуленепробиваемых жилетов, защитных шлемов, перчаток, канатов и др. Но кевлар получают в среде горячих растворов серной кислоты, в то время как пауку требуется обычная температура. Химики пока не знают, как приблизиться к таким условиям.

Однако к решению материаловедческой проблемы приблизились биохимики. Сначала были выявлены и расшифрованы паучьи гены, программирующие образование нитей того или иного строения. Сегодня это касается пауков 14 видов. Затем американские специалисты из нескольких исследовательских центров (каждая группа самостоятельно) ввели эти гены бактериям, пытаясь получить нужные белки в растворе.

Ученые канадской биотехнологической фирмы «Нексиа» ввели такие гены мышам, затем перешли на коз, и козы стали давать молоко с тем самым белком, который образует нить паутины. Летом 1999 г. двух африканских карликовых козлов, Петера и Уэбстера, генетически запрограммировали давать потомство коз, молоко которых содержало такой белок. Эта порода хороша тем, что потомство становится взрослым уже в трехмесячном возрасте. Фирма пока хранит молчание, как делать нити из молока, но уже зарегистрировала название созданного ею нового материала – «BioSteel» («биосталь»). Статья о свойствах «биостали» опубликована в журнале «Science» («Наука», 2002, т. 295, с. 427).

Другим путем пошли немецкие специалисты из Гатерслебена: они ввели гены, подобные паучьим, в растения – картофель и табак. Им удалось получить в картофельных клубнях и табачных листьях до 2% растворимых белков, состоящих в основном из спидроина (главного фиброина пауков). Предполагается, что, когда количества производимого спидроина станут значительными, из него в первую очередь будут делать медицинские бинты.

Молоко, полученное от генетически измененных коз, вряд ли можно отличить по вкусу от натурального. Генетически модифицированный картофель похож на обычный: его в принципе тоже можно варить и жарить.

Материал подготовил Э.Г.Раков

* См. также № 29/2002 («Пауки для армии США»)

Как паук плетет паутину, состав паутины паука

Из школьного курса биологии известно, что пауки обладают уникальной способностью плести очень прочную паутину.

Прочность паутины

Паутина крепчайшее вещество из всех искусственно создаваемых материалов. Ее прочность принято измерять в dernier (1г на 9000м). Благодаря ученым, выполнившим расчеты и замеры, удалось определить, что прочность паутины 6-8 dernier. То есть, говоря человеческим языком, она порвется под тяжестью своего веса только, если ее длина будет составлять более 50 метров. Стоит отметить еще и то, что удельная прочность паутины в 2-3 раза выше прочности стали.

Толщина ее настолько мала, что её можно заметить только тогда, когда на нее падают лучи света. При своей небольшой толщине паутина способна задержать летящую пчелу или муху. На брюхе у паука расположено множество маленьких углублений из которых выделяется жидкость. Основной элемент выделяемой жидкости — это белок, который при попадании на воздух затвердевает в результате окисления и других сопутствующих реакций.

При выделении пауком вещества образуется тонкая нить, далее это членистоногое переплетает её в более толстое и более прочное волокно.

Химический состав

Главный вопрос: «Из чего пауки плетут паутину?» до сих пор остался нераскрытым. Итак, по химическому составу она близка к шелку гусениц-шелкопрядов, отличаясь меньшим содержанием серицина (склеивающего вещества), растворимого в воде.

Остальные составляющие паутины:

  • Фиброин
  • Альбумин
  • Альфа-аланин
  • Глютаминовой кислоты

В общем, не будучи профессиональным химиком или хотя бы отличником по данной дисциплине, сложно представить себе, что это за вещества. Хотелось бы отметить только то, что они входят в состав некоторых высокопрочных клеев и лакокрасочных покрытий. Также они применяются в текстильной промышленности.

Виды волокон

Различают также следующие виды волокон:

  • Липкие (предназначены для ловли добычи)
  • Крепкие (поддерживают перекладины, по которым передвигается паук и которые не липнут)
  • Для коконов (предназначены для яиц). Различают как пушистые и мягкие, так и жесткие и твердые
Читать еще:  Как кусает паук фото

Известен тот факт, что пауки делают разного рода рисунки в виде спиралей, крестов и т.д.. Но этим занимаются далеко не все пауки, а только некоторые подвиды, так называемые аранеоморфные пауки. Добыча в такие «расписные узоры» попадается чаще.

Прядильный аппарат паука

На рисунке ниже представлен прядильный аппарат паука-крестовика, на котором наглядно представлено как пауки плетут паутину.

На паутинных бородавках (1), которые находятся на брюшке снизу расположены трубочки (2), предназначенные для подачи паутины. Лапки (3), которых у паука 8 штук плетут поступающую из отверстий жидкость, делая из неё нить.

Алгоритм плетения

Мы надеемся, что сумели рассказать Вам немного о прочности паутины, а также из чего и как паук ее плетет. Если у Вас есть желание более подробно изучить особенности данного процесса, то предлагаем Вам зайти на сайт большой советской энциклопедии и прочитать статью про пауков.

Этот паук плетет самую прочную паутину. В чем его секрет?

Паутина, пожалуй, является одним из самых удивительных материалов на нашей планете. Только вдумайтесь — у некоторых видов пауков она прочнее стали, способна сильно растягиваться и обладает антибактериальными свойствами. Не удивительно, что ученые со всего мира пытаются как можно подробнее изучить ее строение, чтобы изготавливать надежные бронежилеты и использовать ее для создания роботов. Самую прочную в мире паутину плетет так называемый дарвиновский паук (Caerostris darwini) и ученым до сих пор не было понятно, каким именно образом он создает такой удивительный материал. Эта тайна, наконец-то, раскрыта.

Ученые уже давно заметили, что паутина дарвиновских пауков в два раза прочнее паутины других видов членистоногих. Ее прочность особенно заметна при попытке порвать нити — в процессе они сильно растягиваются и если длина паутины в состоянии покоя была равна двум метрам, то при растяжении она увеличивается до четырех метров. Было ясно, что в составе паутины дарвиновских пауков есть какой-то дополнительный элемент, но какой именно, до сих пор было неизвестно.

Маленький паук

Сначала стоит рассказать о самом дарвиновском пауке. Этот вид был открыт в 2001 году в Мадагаскаре, но подробным научным описанием обзавелся только в 2009 году. Так получилось, что момент официального признания паука новым видом совпал со 150-летием со дня первой публикации книги «Происхождение видов», в котором английский натуралист Чарлз Дарвин рассказал свою теорию эволюции. Именно поэтому новый вид пауков был назван «дарвиновским».

Дарвиновский паук (Caerostris darwini)

Сами по себе эти пауки очень маленькие — длина самок достигает 18 миллиметров, а длина тела самцов равна примерно 6 миллиметрам. Обычно они плетут паутину над реками и в итоге у них получается липкая и прочная сеть для ловли насекомых. Диаметр такой сетки порой составляет 2,8 метра, причем длина одной нити может достигать 25 метров.

Самый прочный материал

Чтобы узнать, что именно придает паутине дарвиновских пауков такую прочность, ученые извлекли из их тел клетки, которые отвечают за ее выработку. Так как паутина по своей сути является белковым волокном, в ее составе, как не удивительно, были найдены белки под названиями MaSp1 и MaSp2. Они есть в составе паутины практически всех пауков, однако в нитях дарвиновских созданий был обнаружен еще один, дополнительный белок MaSp4. В нем содержится много так называемого пролина, который отвечает за способность материалов растягиваться — это и есть одна из причин прочности паутины.

Прочная паутина дарвиновского паука

Помимо этого, ученые нашли еще одну особенность дарвиновских пауков, позволяющих им плести такой прочный материал. В отличие от других видов пауков, они обладают более длинными прядильными органами, которые позволяют белковым волокнам соединяться друг с другом прочнее и ровнее. Благодаря упорядоченной и плотной структуре, такая паутина получается максимально прочной и не теряет свою гибкость.

Паучий шелк

Теперь, раскрыв секрет прочной паутины, ученые смогут создать синтетический паучий шелк, пригодный для использования в бронежилетах и медицинском оборудовании. Примечательно, что паучий шелк был открыт еще в древнем Китае и на данный момент цена одного квадратного метра этого материала стоит более 500 000 долларов. Новое открытие не только снизит стоимость паучьего шелка, но и придаст ему дополнительную прочность.

Вот еще кое-что интересное: Осы превращают пауков в «зомби» при помощи стероидного гормона

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на нашем сайте.

Химия и геометрия паутины

Полное название темы работы

Химия и геометрия паутины

Название секции форума

Химия и химические технологии

Фамилия имя отчество (полностью)
автора, дата рождения (ДД. ММ. ГГГГ)

Домашний адрес автора

г. Шарыпово 6-20-69

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №7»

научно-исследовательский центр, лаборатория; научное объединение, образовательная программа,…

Фамилия, имя, отчество, место работы, должность

Фамилия, имя, отчество

место работы, должность, ученое звание (обязательно),

Ответственный за корректуру текста работы

Фамилия, имя, отчество, место работы, должность

e-mail (обязательно)
Контактный телефон

Указываются для автора и руководителя работы

Паутина – это очень интересный и полезный в практическом применении натуральный материал, огромное значение которого, незаслуженно сегодня затмили многочисленные синтетические полимеры [1].

Каждый из нас прекрасно представляет себе паутину: неоднократно сталкивался с ней в лесу, а то и в своем собственном доме. Из углов паутину смахивают веником, а в лесу, случайно угодив в неё лицом, недовольно стряхивают [1].

Природные материалы, удостоенные пристального внимания исследователей, таят еще много загадок. Одной из таких загадок является паутина (по материалам тезисов X Московского международного салона инноваций и инвестиций) [2] .

Целью исследования является: определение химического состава паутины и её рисунка.

— выявить химические вещества, содержащиеся в паутине и определить их свойства, работая с разными источниками информации;

— изучить процесс плетения паутины, т. е. геометрию рисунка;

— дать оценку применения паутины в биотехнологии (свойства).

— сделать анализ полученной информации и выводы исследования.

Для рассмотрения данной проблемы, составила план своего исследования.

Работа с разными источниками информации. Определение проблемы, актуальности. Постановка цели и задач исследования. Анализ и обобщение полученной информации. Определение основной части реферата. Написание и оформление исследовательского реферата.

Для проведения своего исследования по данной теме, изучила разные источники информации о паутине, которые представлены в конце работы и на них имеются ссылки.

Химический состав и физические свойства паутины.

Ученые разных стран мира долго изучали химический состав паутины восьминогих ткачей, и сегодня картина ее строения раскрыта более или менее полно. Нить паутины имеет внутреннее ядро из белка, называемого фиброином, и окружающие это ядро концентрические слои гликопротеидных нановолокон. Фиброин составляет примерно 2/3 массы паутины (а также, кстати, и натурального шелкового волокна). Это вязкая, сиропообразная жидкость, полимеризующаяся и затвердевающая на воздухе.

Гликопротеидные волоконца, диаметр которых может составлять всего несколько нанометров, могут располагаться параллельно оси фиброиновой нити или образовывать спирали вокруг нити. Гликопротеиды – сложные белки, которые содержат углеводы и имеют молекулярную массу от 15 000 до 1 000 000 а. е.м, – присутствуют не только у пауков, но и во всех тканях животных, растений и в микроорганизмах (некоторые белки плазмы крови, мышечных тканей, оболочек клеток и др.).

При образовании паутины гликопротеидные волоконца соединяются между собой за счет водородных связей, а также связей между СО — и NН-группами, причем значительная доля связей образуется в паутинных железах паукообразных. Молекулы гликопротеидов могут образовывать жидкие кристаллы со стержневидными фрагментами, которые укладываются параллельно друг другу, что придает структуре прочность твердого тела при сохранении способности течь подобно жидкости.

Основные составные части паутины — простейшие аминокислоты: глицин Н2NCН2СООН и аланин СН3СHNН2CООН. В паутине содержатся и неорганические вещества – гидрофосфат калия и нитрат калия. Их функции сводятся к защите паутины от грибков и бактерий и, вероятно, созданию условий для образования самой нити в железах [3].

Ученых больше всего интересует каркасная нить паутины, необычайно прочная и эластичная. Мало кто знает о том, что нить паука по своей прочности близка к нейлону — прочность на разрыв составляет от 40 до 260 кг/мм2, что в несколько раз прочнее стали. Если бы паутина имела диаметр 1 мм, то она могла бы выдержать груз массой приблизительно 200 кг. Стальная проволока того же диаметра выдерживает существенно меньше: 30–100 кг, в зависимости от типа стали. К тому же она необычайно эластична.

Читать еще:  Гигантские пауки в австралии

Когда паутина намокает, она сильно сокращается (это явление получило название суперконтракции). Это происходит потому, что молекулы воды проникают в волокно и делают неупорядоченные гидрофильные участки более подвижными. Если паутина растянулась и провисла от попадания насекомых, то во влажный или дождливый день она сокращается и при этом восстанавливает свою форму.

Другое необычное свойство паутины — внутренняя шарнирность: подвешенный на паутинном волокне предмет можно неограниченно вращать в одну и ту же сторону, и при этом она не только не перекрутится, но вообще не будет создавать заметной силы противодействия [6] .

Процесс плетения паутины.

Все начинается с образования специального секрета, который вырабатывается многочисленными паутинными железами, хитро спрятанными внутри брюшка паука. Протоки этих желез открываются очень маленькими прядильными трубочками, находящимися на конце специальных паутинных бородавок. К примеру, у крестовиков количество таких трубочек от 500 до 600.

Жидкий вязкий секрет, вырабатывающийся этими железами, состоит из белка. Удивительная способность этого секрета – практически мгновенно затвердевать в воздухе в виде тончайших ниточек. Пауки плетут паутину особым образом: они прижимают свои бородавки к специальному субстрату, после чего небольшая часть секрета, который выделяется в этот момент, застывает, приклеившись к самому пауку.
Далее этот «строитель» начинает вытягивать вязкий секрет уже из паутинных трубочек с помощью своих задних лапок. Когда паук начинает перемещаться от одного места закрепления паутины к другому, то его жидкий секрет просто растягивается по длине, превращаясь в затвердевшие нити. А дальше – ловкость лап и мастерство геометрии!

Цели, с которыми пауки плетут свои нити, бывают весьма разнообразными. Наиболее распространенные причины для сооружения паутины — это убежище для построения коконов, ловчие сети для добычи, а также временное укрытие на период линьки или во время тех или иных неблагоприятных условий окружающей среды. Подробнее об этом – ниже [4].

Ученые, проводя опыты, различными психотропными веществами начиняли мух и подсовывали их паукам. Откушав зелье, пауки начинали плести паутину.
Первой была муха с кофе. Как ни странно, но больше всего «колбасило» пауков именно от него. Паутина получалась рваной и путаной с беспорядочным узором. Кофеин, особенно в больших дозах вызывает беспокойство, нервозность, раздражительность и бессонницу.
Второй была гашишная муха. От гашиша паук на половине паутины
остановился, подумал, что жизнь прекрасна и без паутины и мух, и бросил плести.
От третьей мухи с ЛСД у паука начались пространственные иллюзии.
И мир, в представлении пауков изменился. Паутине уже стали не нужны поперечные ниточки. Зачем бесполезная трата паутины, если она и так великолепна.
Хлоралгидрат вызывает оцепенение паука, и он вскоре прекращает плести сети. Производные лизергиновой кислоты стимулируют активность паука, и он старательно плетет сеть, качество которой получается значительно выше природной паутины.

Ученые также обнаружили, что узор паутины также меняется, если пауку дать каплю крови отравленного человека. Эту особенность решили использовать в медицинской практике для диагностики отравлений. По форме паутины можно поставить диагноз и своевременно начать лечение. Для этой цели был создан специальный атлас-справочник, в котором были приведены рисунки паутины, сотканной пауком под влиянием различных ядовитых веществ [5].

Обычный рисунок паутины

Рисунок паутины (под влиянием разных веществ)

Оценка применения паутины в биотехнологии (свойства).

Биотехноломгия — дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

До недавнего времени единственной областью использования паутинных нитей являлись некоторые отрасли оптической промышленности. Паутинные нити применяют в астрономических, геодезических и военных оптических приборах для устройства перекрещивающихся нитей в окулярах измерительных приборов.

В нашей стране наиболее серьезные исследования в этом направлении велись во время Великой Отечественной войны в Пермском университете под руководством профессора . Он справедливо высказывал мысль, что особые качества паутинного волокна позволяют использовать его не в изготовлении предметов одежды, а «в различных областях техники и, может быть, медицины» [7].

Материал из паутины может пригодиться на поле боя, в хирургии и даже в космосе, уверены многие специалисты. В получении изделий из белков паутины заинтересованы в институте биоорганической химии РАН, а также в Институте трансплантологии и искусственных органов в качестве материала для наложения швов, укрепления имплантатов и даже для заготовки искусственных органов, т. к. она обладает улучшенными механическими свойствами.

В популярном издании Plos One появилась статья московских ученых из столичного физико-технического института. В результате исследований нашим ученым удалось вырастить сердечную ткань на подложки из нити паутины.

Ученые отмечают, что основа из волокон паучий нити была взята не случайно, крайне сложно подобрать подходящий материал, так как используемая ткань, должна быть органического происхождения, обладать значительной эластичностью, и не препятствовать росту клеток. Полученные результаты являются первичными, однако при продолжении исследований это открытие может стать одним из самых выдающихся в истории человечества.

В результате своего исследования, выявила химические вещества, содержащиеся в паутине с определением их свойств; изучила процесс плетения паутины, т. е. геометрию рисунка, оценила применение паутины в биотехнологии.

На основании данного исследования, могу сделать обобщенные выводы:

1. Паутина имеет сложный химический состав, который до сих пор изучают ученые. В основном в этот состав входят различные аминокислоты и неорганические вещества. По химической природе паутина представляет собой белок, близкий по составу к шёлку насекомых. Паутину способны выделять представители ряда групп паукообразных (пауки, ложноскорпионы, некоторые клещи) и губоногие многоножки.

2. Паутина обладает физическими и механическими свойствами: прочностью, эластичностью, твердость и нерастворимостью в воде.

3. Плетение паутины и её геометрический рисунок зависит от состояния паука. Под действием различных медицинских препаратов меняется рисунок и время, затраченное на плетение паутины. Оказалось, что любое нарушение нервной системы паука нарушает закономерность плетения паутины и отражается в рисунке паутины.

4. Благодаря физическим и механическим свойствам паутины, её можно применять: в астрономических, геодезических и военных оптических приборах для устройства перекрещивающихся нитей в окулярах измерительных приборов. В разных странах биотехнологические компании научились изготавливать искусственные аналоги паутины, но до совершенства природного полимера им еще далеко. Достичь его можно только разобравшись, какие из физических или химических особенностей строения, отвечают за уникальные механические свойства паутины. Успех в решении прикладной задачи напрямую будет зависеть от результатов фундаментальных исследований [8].

К сожалению, на данный момент, несмотря на все усилия, нет ни одного эффективного метода производства паучьего шёлка. Если в будущем удастся наладить производство паутины в промышленных масштабах, то сверхпрочную паутину Лепоре и коллег можно будет использовать в самых разнообразных областях от модной одежды до бронежилетов и кухонной утвари [9].

Паучий шёлк: почему мы не носим одежду из паутины?

Шёлк — ткань, получаемая из нитей бабочки-шелкопряда. Спустя тысячи лет после одомашнивания насекомого шелк остается одним из ценнейших материалов в мире. Однако паучьи нити гораздо крепче, эластичнее и легче нитей шелкопряда. Почему человек не одомашнил паука? И возможно ли носить одежду из паутины?

P.S. возможно, это кажется абсурдным и даже глупым. Но задумайтесь: шёлк добывается уже тысячи лет, и процесс его получения тоже не очень лицеприятный! Поэтому паутину можно носить так же как шёлковое платье, рубашки или штаны!

Одежда из паучьего шелка существует — и она удивительна!

Паутина — самая тонкая и одновременно самая прочная ткань, встречающаяся в природе. Чтобы вы понимали: нить паука толщиной в 0.1 миллиметра выдерживает 80 граммов груза. Для сравнения, нить тутового шелкопряда такой же толщины выдерживает в 5 раз меньше. Но не только шелк, даже стальная проволока равной толщины менее прочна, чем паутина! При этом материал способен растягиваться на 30% от своей длины.

Первыми изготавливать ткань из паутины начали ещё в Древнем Китае (бабочку-шелкопряда приручили там же). К XVII веку чудесные свойства такого материала дошли до Франции, где местные модницы стали носить одежду, сотканную из паутины. Например, обладателем изящных чулок и перчаток был король Людовик XIV. Подобные вещи были и в гардеробе Жозефины Богарне, приближённой Наполеона Бонапарта.

До сегодняшнего дня самым дорогим платьем из этого редкого материала является палантин — накидка золотого цвета с характерным паучьим узором. Она была выставлена в Нью-Йоркском музее в 2009 году и одевалась всего один раз на фотосессию.

Читать еще:  Купить паука брахипельма смити

Несмотря на громоздкий вид, продукт весит всего 1180 грамм. Стоит такой шедевр по оценкам коллекционеров 500 тысяч долларов, однако по заверениям создателей никогда не будет продан: слишком много усилий потратили на него!

Кто плетет паутину?

Наиболее ценными производителями шелка являются пауки кругопряды-нефилы. Они плетут самые большие и прочные паутины, имеющие золотистый цвет. Встречаются в Африке, Мадагаскаре, Америке, Австралии и Азии. Это существа ядовитые, но не опасные для человека. Укус нефила вызывает «местную» боль и покраснение, которое исчезает в течение суток.

Но почему же одежда из паучьего шелка не стала массовым продуктом?

Проблема паучьего шелка заключается в дороговизне. Готовое платье стоит в 12-14 раз дороже такого же наряда из шёлка . Такая высокая стоимость обусловлена сложностью содержания насекомого и особенностью производства продукта.

Пауки погибают в неволе и крайне капризны. Например, они невероятно прожорливы и избирательны в еде. Те же нефилы съедают насекомых размером не меньше, чем весят сами. Рекордсмены-пауки вылавливают до 500 мух за сутки в свои сети.

В XVIII веке французы поднимали вопрос промышленного производства паучьего шелка. Например, члены Академии наук в Париже высчитали, что для изготовления всего 1 квадратного метра шёлка потребуется 55-60 пауков нефилов . Для промышленного выращивания паутины потребуется мух больше, чем тогда летало по всему государству.

На сегодняшний день паучий шелк используют лишь в оптике и приборостроении. Производство одежды из такого материала слишком дорогое и нерентабельное. Именно поэтому вы вряд ли встретите девушку в легком воздушном, сделанном из паутины платье: его стоимость будет просто огромной!

Возможно, в будущем мы сумеем отыскать материал, похожий по свойствам на паутину, и тогда наши представления об одежде сильно изменятся. Посмотрим, что изобретут учёные

Паутина

Паутина — секрет паутинных желёз, который вскоре после выделения застывает в форме нитей. По химической природе представляет собой белок, близкий по составу к шёлку насекомых. Паутину способны выделять представители ряда групп паукообразных (пауки, ложноскорпионы, некоторые клещи) и губоногие многоножки.

Варианты использования паутины оказываются довольно разнообразны, но наиболее распространено применение её для построения яйцевых коконов, сперматофоров, ловчих сетей и укрытий на время линьки или неблагоприятных условий. Следует отметить, что ловчую сеть пауков также часто называют паутиной.

Содержание

Паутина пауков

Состав, выделение и свойства

Паутина пауков представляет собой белок, обогащённый глицином, аланином и серином. Внутри паутинной железы она существует в жидкой форме. При выделении через многочисленные прядильные трубочки, открывающиеся на поверхности паутинных бородавок, происходит изменение структуры белка, вследствие чего он затвердевает в форме тонкой нити. В дальнейшем паук переплетает эти первичные нити в более толстое паутинное волокно.

По прочности паутина близка к нейлону и значительно прочнее сходного с ней по составу секрета насекомых (например, гусениц тутового шелкопряда). Согласно одному из предположений различия обусловлены тем, что пауки формируют волокно, свисая на нём. [1]

Другое необычное свойство паутины — внутренняя шарнирность (поворотная изомерия): подвешенный на паутинном волокне предмет можно неограниченно вращать в одну и ту же сторону, и при этом она не только не перекрутится, но вообще не будет создавать заметной силы противодействия. [2]

Функции

Наиболее известный вариант использования паутины пауками — построение ловчих сетей, которые в зависимости от строения способны полностью обездвижить добычу, затруднить её передвижения или только просигнализировать о её появлении. Пойманную добычу пауки также часто заворачивают в сеть. У аранеоморфных пауков с ловчими сетями связано очень сложное брачное поведение.

Перед размножением самцы плетут сперматическую сеточку, на которую выделяют каплю семенной жидкости для переноса её в резервуары цимбиумов (копулятивных органов на кончиках педипальп).

Развитие яиц и молоди проходит в паутинном яйцевом коконе. У некоторых видов самка в период размножения выделяет нить, помеченную феромонами, которую самец использует при поиске партнёрши. В связи с этим, хотя даже среди наиболее архаичных членистобрюхих пауков есть представители формирующие для охоты сигнальные волокна, считается [кем?] , что первичная функция паутины пауков связана именно с размножением, а не с добычей пищи. В качестве основного довода в пользу этой гипотезы рассматривают исходную приуроченность паутинных бородавок к области половых отверстий.

Кроме того, многие пауки оплетают ей стенки норки. Наконец, одними из наиболее экстравагантных применений паутины оказывается формирование страховочных нитей, препятствующих неудачному падению при прыжках, и «парашютов», с помощью которых молодь может распространяться с потоками воздуха.

Тарантулы используют паутину для противостояния скольжению по поверхности (клейкий материал выделяют прядильные трубки на лапках пауков) [3] .

Ловчие сети

Некоторые аранеоморфные пауки (например, из семейства Uloboridae) вплетают в свои ловчие сети хорошо видимые волокна, формирующие рисунок в форме спиралей, зигзагов или крестов. Установлено, что добыча в такие сети попадется чаще [4] . Однако такими узорами на паутине также интересуются и хищники [5] .

Примечания

Литература

  • Большой энциклопедический словарь «Биология». — под ред. М. С. Гилярова, М.: Большая российская энциклопедия, 1998. ISBN 5-85270-252-8.
  • Зоология беспозвоночных, Т. 1: от простейших до моллюсков и артропод, под ред. В. Вестхайде и Р. Ригера. М.: Т-во научных изданий КМК, 2008.
  • Рупперт Э. Э., Фокс Р. С., Барнс Р. Д. Зоология беспозвоночных. Т. 3: Членистоногие. М. «Академия», 2008.

Ссылки

  • Загадки паутины
  • Хаос и порядок дискретных систем в свете синергетической теории информации (В статье проводится количественный анализ структуры паутин по их фотографиям)

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Паутина» в других словарях:

ПАУТИНА — ПАУТИНА. В слове паутина предполагается народно этимологическое скрещивание с тянуть (Преображенский) или тина (Л. А. Булаховский). См. заметку Л. А. Булаховского «Russ. паутина, ukr. павутина Spinngewebe und Verwandtes»15. Но ср. А. И.… … История слов

Паутина — жизни, судьбы и времени ткется божественными силами. Сотканная пауком паутина это космический план с расхождением пространственных составляющих от центра. Радиальные лучи паутины сущностное начало, а круговые экзистенциальное и аналогическое.… … Словарь символов

паутина — сплетение; тенета; тенёта, сеть, интернет, паутинка Словарь русских синонимов. паутина сущ. • тенета сетка, которую плетет паук) Словарь русских синонимов. Контекст 5.0 Информатик. 2012 … Словарь синонимов

ПАУТИНА — вязкое выделение паутинных желез у некоторых членистоногих (пауки, паутинные клещи и др.); способна растягиваться в тонкие, быстро затвердевающие на воздухе нити (называются также паутиной). Из паутины животных делают ловчие сети, убежища и… … Большой Энциклопедический словарь

ПАУТИНА — ПАУТИНА, паутины, жен. 1. Тонкая нить, волосок или сеть их, сплетенная из отвердевшего клейкого сока пауков и служащая паукам ля ловли добычи. «Лишь паутины тонкий волос блестит на праздной борозде.» Тютчев. 2. перен., чего. О чем нибудь, всецело … Толковый словарь Ушакова

паутина — ПАУТИНА, ы, жен. Сеть из тонких нитей, получающихся от выделения пауком клейкой быстро затвердевающей жидкости. Плести паутину (также перен.). Опутать паутиной лжи (перен.). П. заговора (перен.). | уменьш. паутинка, и, жен. В воздухе летают… … Толковый словарь Ожегова

ПАУТИНА — вязкое выделение паутинных желёз пауков и нек рых др. паукообразных, застывающее на воздухе в виде нитей. В осн. состоит из белка фиброина. Паутинная нить (диам. до неск. мкм) прочнее (прочность на разрыв от 40 до 260 кг/мм2) и эластичнее нити… … Биологический энциклопедический словарь

ПАУТИНА — «ПАУТИНА», Украина, ОДИССЕЙ, 1992, цв., 78 мин. Мистическая драма. По мотивам повести Валерия Алексеева «Удача по скрипке». Мечтая о карьере для своего ребенка, мать отдает душудьяволу, получая за нее для сына талант скрипача. В ролях: Елена… … Энциклопедия кино

паутина — ПАУТИНА, ы, ПАУТИНКА, и, ж. 1. Короткая цепочка для часов; любая короткая, тонкая цепочка. 2. Приспособление для игры детей во дворах в форме сферической металлической паутинообразной арматуры, на которой можно лазить, висеть и т. п. 1. Возм. из… … Словарь русского арго

паутина — дрожащая (Фруг); клейкая (Златовратский); липкая (Бальмонт, Вересаев, Сологуб); лучистая (Бальмонт); нежная (Рукавишников ); сквозная (Бунин, Фет); серая (Муйжель); тонкая (Бальмонт); шаткая (В.Иванов); цепкая (Городецкий) Эпитеты литературной… … Словарь эпитетов

Паутина — Паутина во сне обещает Вам приятное общество и удачливость в делах … Сонник Миллера

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector