Технология использования паутины в медицине. Что такое паутина, и почему пауки ее плетут Почему паук не прилипает к своей паутине

Несмотря на всю нелюбовь человечества к паукам, а также на обилие предрассудков и страшных историй, связанных с ними, вопрос, как паук плетет паутину, появляется у малышей чуть ли не одновременно с интересом, а вода мокрая. Результат труда этих малопривлекательных животных действительно зачастую напоминает изящное кружево. И если самих пауков разглядывать неприятно, и многие даже их боятся, то паутина, созданная ими, невольно привлекает внимание и вызывает искреннее восхищение.

Между тем не все знают, что такие «занавески» ткут вовсе не все представители отряда. Почти каждый из видов способен создать нить для основы, но ловчие сети плетут только те, которые охотятся ловушками. Их называют тенетными. Они даже выделены в отдельное надсемейство «Araneoidea». И названия пауков, плетущих охотничьи сети, насчитывает целых 2308 пунктов, среди которых присутствуют и ядовитые - те же и каракурт. Те же, кто охотится, нападая из засады или выслеживая добычу, паутину используют исключительно в бытовых целях.

Уникальные качества паучьего «текстиля»

Несмотря на мелкие размеры создателей, особенности паутины вызывают некоторую зависть со стороны венца природы - человека. Некоторые ее параметры невероятны даже с достижениями современной науки.

1. Прочность. Паутина может порваться от своего веса, только если паук выплетет ее длиной в 50 метров.
2. Исключительная тонкость. Отдельная паутинка заметна, только когда попадает в луч света.
3. Эластичность и упругость. Растягивается ниточка без разрыва в 2-4 раза, причем без потери прочности.

И все эти качества достигаются без всякого технического оборудования - паук обходится тем, чем снабдила его природа.

Виды паутинок

Интересно не только то, как паук плетет паутину, но и то, что он умудряется вырабатывать ее разных «сортов». Грубо говоря, их можно разделить на три типа:

Учеными выделяется и еще один вид паутины, которая отзеркаливает ультрафиолет, подманивая бабочек. Многие считают, что готовая паутина обязательно имеет свой узор. Однако это не так: названия пауков, способных на творческие изыски, можно пересчитать без особого труда, и все такие художники относятся к аранеоморфным представителям этого отряда членистоногих.

Для чего она нужна

Если задать человеку вопрос, зачем пауку паутина, он без всяких сомнений ответит: для охоты. Но этим вовсе не исчерпываются ее функции. Дополнительно она применяется в таких направлениях:

• для утепления норок перед зимовкой;
• для создания коконов, в которых созревает потомство;
• для защиты от дождя - из нее пауки делают своего рода навесы, предотвращающие попадание воды в «домик»;
• для путешествий. Некоторые пауки переселяются сами и выпроваживают из лона семьи детей на длинных паутинках, уносимых ветром.

Образование строительного материала

Итак, разберемся все же, как паук плетет паутину. На брюшке у «ткача» расположены шесть желез, которые считаются трансформированными рудиментами ног. Внутри тельца вырабатывается особый секрет, который принято называть жидким шелком. На выходе через прядильные трубочки он начинает затвердевать. Одна такая ниточка настолько тонка, что ее трудно разглядеть даже под микроскопом. Лапами, расположенными ближе к «работающим» в текущий момент железам, паук скручивает несколько ниток в одну паутинку - приблизительно так, как это делали женщины в старину при прядении из кудели. Именно в тот момент, как паук плетет паутину, закладывается основная характеристика будущей паутинки - липкость или повышенная крепость. И каков механизм выбора, ученые пока не выяснили.

Технология растяжки

Ловчая сеть для ее эффективности должна быть между чем-нибудь растянута - например, между ветками. Когда первая нить создана ее создателем достаточно длинной, он прекращает прядение и растопыривает прядильные органы. Так он ловит ветерок. Малейшее шевеление ветра (даже от нагретой земли) относит паутинку к соседней «опоре», за которую та и цепляется. Паук по «мостику» перемещается (чаще всего провиснув спинкой вниз) и начинает плетение новой радиальной нити. Только когда основа закреплена, он начинает двигаться по окружности, вплетая в нее липкие поперечные линии. Надо сказать, пауки - весьма экономные создания. Оказавшуюся ненужной поврежденную или старую паутину они съедают, пуская «вторсырье» на второй круг использования. А старой она становится, по мнению создателя, довольно быстро, так как паук плетет паутину зачастую каждый день (или ночь, если он - сумеречный охотник).

Чем питаются пауки

Принципиально важный вопрос, так как паук плетет паутину все же в первую очередь для добычи пропитания. Отметим, что все без исключения виды пауков - хищники. Однако их рацион сильно зависит от размеров, методов охоты и места проживания. Все тенетные (плетущие сети) пауки насекомоядны, причем в основе их рациона - преимущественно летающие формы. Хотя если на паутину свалится с дерева ползающий персонаж, ее владелец им не побрезгует. Те, кто живет в норках и поближе к земле, едят в основном прямокрылых и жуков, хотя могут затащить в свое убежище небольшую улитку или червя. Среди разнообразия того, чем питаются пауки, есть и более крупные объекты. Для водяного представителя племени с названием Argyroneta жертвами становятся рачки, водные насекомые и рыбьи мальки. Экзотические гиганты-птицееды охотятся на лягушек, птиц, маленьких ящериц и мышей, хотя большую часть их рациона составляют все те же насекомые. Но есть и более привередливые виды. Особи семейства Mimetidae охотятся только на пауков, не принадлежащих их виду. Огромный птицеед Grammostola ест молодых змей - и изничтожает их в поражающих воображение количестве. Пять семейств пауков (в частности, Ancylometes) ловят рыбу, причем способны нырять, плавать, выслеживать добычу и даже вытаскивать ее на сушу.

Какие виды паутины существуют? и для чего она нужна?

Разные виды пауков плетут разную паутину. Самая обыкновенная - и, пожалуй, самая красивая - круглая паутина часто попадается на глаза где-нибудь в парке или на заднем дворе. Особую красоту ей придают капельки росы, осевшие на тонких нитях прохладным утром. По форме она близка к кругу, в котором из центра во все стороны разбегаются спицы радиальных нитей, соединенных тончайшими липкими спиралями. В эти силки и попадают зазевавшиеся насекомые. Ловчие сети почти всех пауков-круглопрядов обычно невелики, но в тропиках они достигают гигантских размеров. Так, огромные древесные пауки растягивают между деревьями прочные тенета диаметром до 2 метров, способные удержать даже мелкую птичку. У большинства плетущих паутину пауков плохое зрение, и добывать пропитание они могут только с помощью ловчих сетей. Одни пауки-круглопряды устраивают засаду в центре сети, другие прячутся где-нибудь в уголке, держа лапку на сигнальной нити, прикрепленной к одной из "спиц" паутины. Попав в липкие тенета, насекомое пытается из них вырваться. От его движений вся сеть начинает вибрировать, и паук получает сигнал "есть улов". Он тотчас выбегает из засады, наносит жертве смертельный укол и опутывает ее паутиной.

ЗАГАДКИ ПАУТИНЫ
Воронковые пауки придают своей ловчей сети форму конуса. Сплетя большую воронку в стеблях высокой травы, между камней или бревен, паук прячется на ее дне. Стоит жертве оказаться слишком близко, как он выбегает из убежища, хватает ее и затаскивает внутрь.
Другие пауки сплетают огромные бесформенные полотнища. Нитей-липучек в них нет, но есть нити-"подножки", заставляющие насекомое потерять равновесие. Едва беспечная букашка споткнется и запутается в паутине, ее хозяин тут как тут со своим смертоносным уколом. Именно такую сеть плетут домовые пауки.


Можно использовать паутину и по-другому. К примеру, североамериканский паук-бола выпускает ниточку длиной около 5 см. К ее кончику прикреплена бусинка клея, которой паук наносит жертве хлесткий удар. Этот клей содержит особые химические вещества, привлекающие самцов мотыльков. Паук размахивает ловчей нитью, привлекая добычу запахом. Едва жертва приблизится, он наносит ей удар этим своеобразным кистенем, намертво приклеивая к шарику, и подтягивает к себе, словно рыбешку на удочке.

Пауки относятся к отряду пауков, классу паукообразных и типу членистоногих. Первые их представители на земле появились примерно 400 миллионов лет назад. На земле существует множество разновидностей этих членистоногих. Все они имеют различную характеристику и окрас, поведение и образ жизни.

Характеристика и описание пауков

Тело паука состоит всего из двух частей:

1. Брюшко . На нём расположены дыхательные отверстия и шерсть (паутинные бородавки для плетения паутины).
2. Головогрудь . Она покрыта панцирем из хитина. На ней располагаются восемь суставчатых длинных ног. Помимо ног, тут располагаются два ногощупальца (педипальпа). Они используются для спаривания половозрелыми особями. А ещё имеется две коротких конечности с хелицерами - ядовитыми крючками. Эти хелицеры являются частью аппарата ротового. Число глаз у этих членистоногих может быть от 2 до 8 штук, в зависимости от породы.

Размеры пауков бывают разные: от 0,4 миллиметров до 10 сантиметров. Размах их конечностей может быть более, чем 25 сантиметров.

Рисунок и окрас на различных особях зависит от строения структурного покровов волосков и чешуек, а также локализации и наличия различных пигментов. Именно по этой причине пауки могут быть одноцветными тусклыми или же яркими различных оттенков.

Названия видов пауков

Учёными были выявлены и описаны больше чем 42 тысячи видов паукообразных. Приблизительно 2900 разновидностей этих членистоногих известно на территории стран СНГ. В этой статье речь пойдёт про несколько разновидностей.

Этот вид пауков по своему окрасу является самым красивым и эффектным. У этих членистоногих следующие характеристики:

Родиной этой разновидности является Венесуэла, но они могут встречаться на Африканском континенте и в странах Азии. Эта разновидность паукообразных не кусается, а только в случае опасности мечет специальные волоски, которые располагаются на брюшке.

Для жизни человека эти волоски не представляют опасности, но ожоги от них всё же остаются. По внешнему виду ожог от укуса птицееда напоминает укус крапивы. Самцы этой породы живут всего лишь на протяжении 2–3 лет, а вот самки - 10–12.

Паук цветочный

Эта разновидность относится к паукам - бокоходам. Их окрас может варьироваться от чисто-белого до зеленоватого, розового или ярко-зелёного. Длина тела самцов достигает 5 миллиметров, а самок - до 12 миллиметров. Эта разновидность распространена по всем европейским странам. Встречаются они и на Аляске, в Японии и США. Обитает этот членистоногий на местности открытой, где большое разнообразие разнотравья цветущего. А всё из-за того, что цветочный паук питается соками пойманных пчёл и бабочек.

Относится к паукам-птицеедам, которые в среде естественной обитают только в южных областях Бразилии и в Уругвае. Этот паук довольно массивный и может в длину достигать 11 сантиметров. Он имеет характерный металлический блеск волосков и тёмный окрас. Предпочитает обитать только среди корней растений. Что самое интересное, своих норок практически не вырывает. Для ценителей экзотических питомцев пухра часто становится домашним любимчиком.

Паук-оса (Аргиопа Брюнниха)

У этой разновидности паукообразных очень интересный окрас конечностей и тельца - в бело-чёрно-жёлтую полоску. Именно по этой причине он носит такое имя. Самцы паука-осы более тусклее, чем самки. Размеры тела самцов в длину достигает примерно 7 миллиметров, а вот самок (вместе с лапками) - 4 сантиметра. Эти членистоногие широко распространены в Северной Африке, на территории Поволжья, на юге России, в Азии и Европе. Паук аргиопа обитает на лесных опушках, а также на лугах с травяным изобилием. Его паутина очень прочная и порвать её почти невозможно. Она может только растянуться под давлением.

Эти паукообразные широко распространены на континенте евразийском. Встречаются они вдоль берегов водоёмов с медленно текучей или стоячей водой. Часто селятся в садах с высоким уровнем влажности, в тенистых лесах или на заболоченных лугах. Длина тела самок может варьироваться от 14 до 22 миллиметров, а вот самец практически никогда не вырастает более чем до 13 миллиметров. Окрас почти чёрный или желтовато-коричневый. По бокам брюшка располагаются белые или светло-жёлтые полоски.

Тарантул Апулийский

Эти пауки принадлежат к семейству пауков-волков. Они распространены в южной Европе: очень часто их можно встретить в Испании и Италии, в Португалии они роют норы глубиной в 0,5 метров.

Размер всего его тела в длину составляет 7 сантиметров. Обычно особи окрашены в рыжий цвет, реже - в тона коричневые. На их теле имеется одна продольная полоска и несколько поперечных светлого тона.

Они распространены в субтропиках и тропиках, в Австралии, на Филиппинах. в центральной Америке и в южной части США. Размеры тела самок в ширину могут достигать 10–13 миллиметров, а в длину - 5–9. Длина всего тела самцов составляет всего лишь 3 миллиметра. Лапки у них короткие, а по их краям находится 6 шипов. Эти пауки имеют очень яркий окрас: чёрный, красный, жёлтый, белый. На их брюшке располагается рисунок из точек чёрного цвета.

Паук павлиний

В окрасе этой разновидности можно встретить почти все цвета радуги: жёлтый, зелёный, голубой, синий, красный. У самок более бледная расцветка. Размер всего тела взрослой особи составляет 5 миллиметров. Именно своим окрасом привлекают самцы самок. Обитают они в Австралии - в Новом Южном Уэльсе и Квинсленде.

Иными словами, его ещё именуют пауком со счастливым лицом. Для человека он абсолютно безвреден. Он распространён на Гавайских островах. Вся длина его тела составляет 5 миллиметров. Окрас различный - голубой, оранжевый, жёлтый, бледный. Эта разновидность питается маленькими мошками, а их яркий окрас помогает с толку сбивать врагов (в частности, птиц).

Чёрная вдова

Эти членистоногие очень ядовиты и опасны для человеческой жизни. Среда обитания - Северная Америка, Австралия, реже - Российская Федерация. Вся длина тела самок равна примерно 1 сантиметру, а вот самцы намного меньше. Тело имеет чёрный цвет, а на брюшке имеется пятно красного цвета в форме песочных часов. Самцы имеют немного другой окрас: коричневый с белыми полосками. Укус этого членистоногого опасен, и может повлечь за собой летальный исход.

Каракурт

Эти паукообразные смертельно опасны и относятся к роду чёрной вдовы. Всё тело самки может достигать размеров от 1 до 2 сантиметров, а вот самец в длину достигает всего лишь 7 миллиметров. На брюхе у этого паука располагается 13 пятнышек красного цвета. У кое-каких разновидностей эти пятна имеют окаймления. А вот у некоторых особей половозрелых пятна отсутствуют вовсе, именно по этой причине их тельце полностью блестящее чёрного цвета. Эти пауки могут обитать в северной Африке, на юге Европы, в Приазовье и Причерноморье, на юге Украины и Российской Федерации, в странах средней Азии, в Астраханской области, в Киргизии. А ещё его замечали на юге Урала, в Курганской, Оренбургской, Волгоградской и Саратовской областях.

Где пауки обитают

Обитают пауки повсеместно и по всем уголкам земли они распространены. Нельзя их встретить только в тех районах, которые целый год находятся под панцирем льда. Число подвидов в странах с жарким и влажным климатом намного больше, чем в холодном или умеренном. Эти членистоногие являются жителями наземными (исключение составляет всего несколько подвидов). Они обитают в построенных норках или гнёздах, проявляя свою активность только в ночное время.

Пауки-птицееды и прочие виды мигаломорфных обитают в кронах экваториальных кустарников и деревьев. Виды «засухоустойчивые» предпочитают расщелины грунта, норы и прочие укрытия на уровне земли. Пауки-землекопы обитают колониями, расселяясь в индивидуальные норки глубиной 0,5 метра. Некоторые разновидности мигаломорфных закрывают свои поселения специальными заслонками, которые сделаны из шёлка, растительности или грунта.

Пауки-сенокосцы очень любят расселяться по тёмным и влажным пещерам, в заброшенных старых сараях и погребах, в логовах, которые забросили животные. Долгоножек можно встретить в жилых домах на южных тёплых окнах, висящими головой вниз.

А вот паука-скакуна можно встретить где угодно :

1. В горной местности.
2. В пустыне.
3. В лесу.
4. На кирпичных и каменных стенах домов.

Каракурта можно встретить на полынных пустошах и полях, где часто отарами вытаптываются свиньи и овцы, на каменистых склонах оврагов, на берегах оросительных искусственных каналов.

Пауки - бокоходы большее время в своей жизни проводят в ожидании добычи, сидя на цветах. Но некоторых представителей этого семейства можно встретить на лесной подстилке или коре деревьев.

Воронковое семейство свою паутину располагает на ветвях кустарников или высокой травы.

А вот пауки-волки больше предпочитают травянистые сырые луга и лесистую заболоченную местность. Там их в опавшей листве можно встретить в большом количестве.

Паук водяной свои гнёзда строит под водой, прикрепляя его при помощи паутины к донным различным предметам. Он наполняет всё своё гнездо кислородом и применяет его как водолазный колокол.

Чем пауки питаются

Это существа очень оригинальные. Питаются они очень интересным способом. На протяжении длительного периода некоторые разновидности этих членистоногих могут не есть. Этот период может занимать от 7 дней до 1 месяца, в некоторых случаях - до 1 года. Но если паук всё же начал есть, то от его пищи практически ничего не останется. Очень интересен тот факт, что масса пищи, которую все пауки съедают за 12 месяцев, может в несколько раз превышать массу всего населения на нашей планете.

Пауки питаются различными продуктами. Всё зависит от разновидности и размера. Одни могут соорудить ловушку при помощи сплетённой паутины. Эту ловушку очень сложно увидеть насекомым. Пищеварительный сок впрыскивается в пойманную добычу, который изнутри её разъедает. Охотник через некоторый промежуток времени в свой желудок втягивает образовавшийся коктейль. А некоторые виды просто плюются во время охоты клейкой слюной, которая после притягивает добычу к охотнику.

Главным лакомством этих членистоногих являются насекомые. Маленькие типы питаются кузнечиками, тараканами, мучными червями, бабочками, сверчками, мухами и комарами. Пауки, живущие в норках и на поверхности почвы, в пищу принимают прямокрылых и жуков, а некоторые разновидности способны к себе в жилище затащить дождевого червя или улитку, а уже там спокойно приступить к трапезе.

Виды паутины

В мире есть несколько видов различной паутины. Они таковы:

1. Круглая . Самая распространённая. В ней насчитывается минимальное число нитей. Из-за такого плетения она малозаметна, но и не каждый раз идеально упруга. Из её центра расходятся радикальные нити-паутинки, которые соединены спиралями с липким основанием.
2. Конусовидная . В основном её плетёт паук воронковый в высокой траве, а сам, поджидая добычу, прячется в её узком основании.
3. Зигзагообразная .
4. Гигантская . Её размеры варьируются от 900 до 28 тысяч сантиметров квадратных.

А ещё паутину разделяют по типу и принципу её прилипания:

1. Липкая. Идёт лишь на приготовление перемычек в сетях ловчих. От неё очень трудно отлипнуть.
2. Крепкая. Используется для плетения сетей, которыми будет проводиться процесс охоты.
3. Бытовая. Из неё эти членистоногие делают дверки для жилища и коконы.

Большинство людей не любит или даже боится пауков. Не лучше они относятся и к паутине – эффективной ловушке, при помощи которой пауки ловят своих жертв. Между тем, паутина – одно из самых совершенных творений природы, которое отличается рядом удивительных свойств.

Изначально паутина хранится в жидком виде

Внутри паука паутина хранится в жидком виде и представляет собой белок с высоким содержанием глицина, серина и аланина. При выделении жидкости через прядильные трубочки, она мгновенно застывает и превращается в паутину.

Не вся паутина липкая

Радиальные нити паутины, по которым паук обычно передвигается внутри своей ловушки, не содержат клейкого вещества. Ловчие нити – более тонкие и легкие – располагаются кольцами и покрыты мельчайшими капельками клейкого вещества. Именно к ним им прилипают невнимательные жертвы паука.

Но даже если паук по каким-то причинам вынужден будет перейти с радиальной нити на кольцевую, то он все равно не прилипнет: все дело в волосках, которые покрывают ноги членистоногого. Когда паук наступает лапой на нить, волоски собирают все клейкие капли. После того как паук поднимает ногу, капли с волосков вновь стекают на нить паутины.

На прочность паутины влияют свет, температура и влажность

Клеящее вещество, которое скрепляет между собой нити паутины, меняет свою клейкость в зависимости от погодных условий. Установлено, что нахождение паутины в сухом и жарком месте уменьшает ее прочность. Прямые солнечные лучи еще больше ослабят соединения нитей между собой и сделают паутину еще менее прочной.

Пауки используют паутину не только для ловли добычи

Паутина используется пауками не только для изготовления превосходных ловушек. Например, некоторые виды используют паутину для брачных игр – самки оставляют длинную нить, идя по которой проходящий мимо самец сможет добраться до желанной цели.

Часто пауки оплетают паутиной свою норку. Другие используют нити в качестве канатов, по которым можно спуститься вниз. Если же паук живет на высоте, под своим убежищем он может протянуть несколько страховочных нитей, чтобы при падении была возможность за них зацепиться.

Оригинальный способ использования паутины нашли некоторые представители семейства пауков-кругопрядов, обитающих в тропических лесах Амазонии. Они сплетают нитью несколько веточек таким образом, чтобы сделать их похожими на насекомое. Затем, отойдя на некоторое расстояние, паук дергает за нити, заставляя муляж шевелиться, имитируя движения насекомого. Данный способ помогает паукам отвлекать внимание хищников и, пока враг исследует муляж, у членистоногого появляется возможность убежать.

Пауки некоторых видов оставляют на паутине электрический заряд

Настоящей неожиданностью стало известие о том, что пауки вида Uloborus Plumipes во время плетения своей сверхтонкой паутины дополнительно натирают ее ногами, что придает ловушке электрический заряд. Когда рядом с паутиной оказывается насекомое, обладающее электростатическим зарядом, ловушка моментально притягивается к нему со скоростью около 2 м/с.

Некоторые паутины поражают своей длиной

Паутина самок паука Дарвана может напугать даже самого смелого человека: ее ловчая площадь может достигать 28 000 см², а длина некоторых нитей насчитывает до 28 метров!

Нити паука Дарвина, протянувшиеся над рекой

При этом скрепляющие нити подобных паутин отличаются высокой прочностью: например, они в 10 раз прочнее кевлара – материала, который используют в качестве армирующего компонента в бронежилетах

Некоторые пауки могут плести паутину даже под водой

Речь идет о пауке-серебрянке, который умеет подолгу находиться под водой. При погружении в воду между волосками его брюшка задерживаются пузырьки воздуха, которые паук использует для дыхания под водой.

Кандидат физико-математических наук Е. Лозовская

Наука и жизнь // Иллюстрации

Клейкое вещество, покрывающее нить ловчей спирали, равномерно распределяется по паутине в виде капелек-бусинок. На снимке показано место присоединения двух фрагментов ловчей спирали к радиусу.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Начальные этапы построения ловчей сети пауком-крестовиком.

Логарифмическая спираль приближенно описывает форму вспомогательной спиральной нити, которую прокладывает паук при строительстве колесовидной ловчей сети.

Спираль Архимеда описывает форму клейкой ловчей нити.

Зигзагообразные нити - одна из особенностей тенет пауков рода Argiope.

Кристаллические области шелкового волокна имеют складчатую структуру, наподобие той, что изображена на рисунке. Отдельные цепи соединены водородными связями.

Юные паучки-крестовики, только что выбравшиеся из паутинного кокона.

Пауки семейства Dinopidae spinosa плетут сетку из паутины между своих ног и затем набрасывают ее на жертву.

Паук-крестовик (Araneus diadematus) известен своим умением плести большие колесовидные ловчие сети.

Некоторые виды пауков пристраивают к круглой ловушке еще и длинную "лестницу", которая существенно повышает эффективность охоты.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Так выглядят под микроскопом паутинные трубочки, из которых выходят нити паутинного шелка.

Возможно, пауки - не самые привлекательные создания, но их творение - паутина - не может не вызывать восхищения. Вспомните, как завораживает взгляд геометрическая правильность переливающихся на солнце тончайших нитей, растянутых между ветвями кустарника или среди высокой травы.

Пауки - одни из древнейших обитателей нашей планеты, заселившие сушу более 200 миллионов лет назад. В природе насчитывается около 35 тысяч видов пауков. Эти восьминогие существа, обитающие повсеместно, узнаваемы всегда и всюду, несмотря на различия в окраске и размерах. Но самая главная их отличительная особенность - это способность производить паутинный шелк, непревзойденное по прочности натуральное волокно.

Пауки используют паутину для самых разных целей. Они делают из нее коконы для яиц, строят убежища для зимовки, используют в качестве "страховочного каната" при прыжках, плетут замысловатые ловчие сети и заворачивают пойманную добычу. Готовая к спариванию самка производит паутинную нить, помеченную феромонами, благодаря чему самец, двигаясь вдоль нити, легко находит партнершу. Молодые пауки некоторых видов улетают из родительского гнезда на длинных нитях, подхваченных ветром.

Питаются пауки в основном насекомыми. Ловчие приспособления, которыми они пользуются для добывания пищи, бывают самых разных форм и видов. Некоторые пауки просто протягивают несколько сигнальных нитей рядом со своим убежищем и, как только насекомое задевает за нить, бросаются на него из засады. Другие - выбрасывают нить с клейкой каплей на конце вперед, как своеобразный аркан. Но вершина конструкторской деятельности пауков - это все-таки круглые колесовидные тенета, расположенные горизонтально или вертикально.

Чтобы построить колесовидную ловчую сеть, паук-крестовик, обычный обитатель наших лесов и садов, выпускает довольно длинную прочную нить. Ветерок или восходящий поток воздуха поднимает нить вверх, и, если место для постройки паутины выбрано удачно, она цепляется за ближайшую ветку или другую опору. Паук проползает по ней, чтобы закрепить конец, иногда прокладывая для прочности еще одну нить. Затем он выпускает свободно свисающую нить и к ее середине прикрепляет третью, так что получается конструкция в форме буквы Y - первые три радиуса из более чем полусотни. Когда радиальные нити и рама готовы, паук возвращается в центр и начинает прокладывать временную вспомогательную спираль - что-то вроде "строительных лесов". Вспомогательная спираль скрепляет конструкцию и служит пауку дорожкой при построении ловчей спирали. Весь основной каркас сети, включая радиусы, делается из неклейкой нити, а вот для ловчей спирали используется двойная нить, покрытая клеящим веществом.

Удивительно то, что эти две спирали имеют разную геометрическую форму. Временная спираль имеет относительно мало витков, и расстояние между ними с каждым витком увеличивается. Происходит это потому, что, прокладывая ее, паук движется под одинаковым углом к радиусам. Форма получившейся ломаной линии близка к так называемой логарифмической спирали.

Липкая ловчая спираль строится по другому принципу. Паук начинает с края и продвигается к центру, сохраняя одинаковое расстояние между витками, и получается спираль Архимеда. При этом он обкусывает нити вспомогательной спирали.

Паутинный шелк производится особыми железами, расположенными в задней части брюшка паука. Известно по крайней мере семь типов паутинных желез, производящих разные нити, но ни у одного из известных видов пауков не встречаются все семь типов сразу. Обычно у паука от одной до четырех пар этих желез. Плетение паутины дело не быстрое, и на построение ловчей сети среднего размера уходит примерно полчаса. Чтобы переключиться на производство паутины другого вида (для ловчей спирали), пауку требуется минутная передышка. Пауки часто используют паутину повторно, съедая остатки ловчей сети, поврежденной дождем, ветром или насекомыми. Паутина переваривается в их организме с помощью специальных ферментов.

Структура паутинного шелка идеально отработана за сотни миллионов лет эволюции. Этот природный материал сочетает в себе два чудесных свойства - прочность и эластичность. Сеть из паутины способна остановить насекомое, летящее на полной скорости. Нить, из которой пауки плетут основу своей ловчей сети, тоньше человеческого волоса, а ее удельная (то есть пересчитанная на единицу массы) прочность на разрыв выше, чем у стали. Если сравнивать паутинную нить со стальной проволокой такого же диаметра, то они выдержат примерно одинаковый вес. Но паутинный шелк в шесть раз легче, а значит, в шесть раз прочнее.

Подобно человеческому волосу, шерсти овцы и шелку коконов гусеницы шелкопряда, паутина состоит в основном из белков. По аминокислотному составу белки паутины - спидроины - относительно близки к фиброинам, белкам, из которых состоит шелк, вырабатываемый гусеницами шелкопряда. И те и другие содержат необычно много аминокислот аланина (25%) и глицина (около 40%). Участки белковых молекул, богатые аланином, образуют плотно упакованные в складки кристаллические области, обеспечивающие высокую прочность, а те участки, где больше глицина, представляют собой более аморфный материал, способный хорошо растягиваться и тем самым придающий нити эластичность.

Как же образуется такая нить? На этот вопрос пока нет полного и ясного ответа. Наиболее подробно процесс прядения паутины был изучен на примере ампуловидной железы паука-кругопря да Nephila clavipes. Ампуловидная железа, производящая самый прочный шелк, состоит из трех основных отделов: центрального мешочка, очень длинного изогнутого канала и трубочки с выходным отверстием. Из клеток на внутренней поверхности мешочка выходят маленькие сферические капельки, содержащие молекулы белка спидроина двух типов. Этот вязкий раствор перетекает в хвостовую часть мешочка, где другие клетки выделяют белки другого типа - гликопротеины. Благодаря гликопротеинам образующееся волокно приобретает жидкокристаллическую структуру. Жидкие кристаллы замечательны тем, что, с одной стороны, они имеют высокую степень упорядоченности, а с другой - сохраняют текучесть. Пока густая масса движется к выходному отверстию, длинные молекулы белков ориентируются и выстраиваются параллельно друг другу в направлении оси формирующегося волокна. При этом между ними образуются межмолекулярные водородные связи.

Человечество скопировало многие из конструкторских находок природы, но такой сложный процесс, как прядение паутины, воспроизвести пока не удается. Эту непростую задачу ученые сейчас пытаются решить с помощью биотехнологических приемов. Первым шагом стало выделение генов, ответственных за производство белков, из которых состоит паутина. Эти гены были внедрены в клетки бактерий и дрожжей (см. "Наука и жизнь" № 2, 2001 г.). Канадские генетики пошли еще дальше - они вывели генетически модифицированных коз, молоко которых содержит растворенные белки паутины. Но проблема не только в том, чтобы получить белок паутинного шелка, необходимо смоделировать природный процесс прядения. А этот урок природы ученым еще предстоит выучить.