Откуда у паука берется паутина: Как паук плетет паутину – секреты нити, которая прочнее стали

Содержание

Какие узлы использует паук, когда плетёт паутину?

Какие узлы использует паук, когда плетет паутину? Или он вообще не использует узлы?

При плетении паутины паук совсем не использует узлы. Они ему не нужны: нити ловчей сети паук склеивает между собой особым типом паутины — соединительной.

Паутина — это секрет паутинных желёз; внутри железы паутина жидкая, но на воздухе она застывает в форме нитей. Эти нити состоят из белковых волокон и по строению напоминают нити тутового шелкопряда, из которых делают шелк. Сотни протоков желёз открываются в специальные выросты, расположенные на конце брюшка, — паутинные бородавки. Через эти выросты выделяются тончайшие нити, которые паук с помощью коготков на задних лапках склеивает в одну паутинную нить.

Основной компонент паутинной нити — белок фиброин. На воздухе он кристаллизуется, образуя волокна, которые и придают паутине прочность и эластичность. К примеру, паутинная нить в несколько раз прочнее человеческого волоса той же толщины.

Для соединения пересекающихся нитей и прикрепления нитей к субстрату, паук использует особую соединительную паутину. Из нее делается соединительный диск, состоящий из большого количества перепутанных тонких ниточек, погруженных в покрывающий каждую из них клейкий гель.

Соединительная паутина выделяется особым типом желез — грушевидными железами, многочисленные протоки которых открываются на передне-боковых паутинных бородавках. Помимо собственно нити, они выделяют водянистую клейкую массу (гель), покрывающую каждое волокно этого типа паутины.

Клейкостью обладает не только соединительная паутина, но и другие нити. Но клейкость их обеспечивается иным способом: за счет клейких капелек, выделяемых древовидными паутинными железами. Эти капельки маленькие и распределены по нити равномерно (на 1 мм паутины приходится до 20–30 тысяч капелек), так что увидеть их можно только в электронный микроскоп.

Клейкая капелька состоит из гликопротеинового ядра и водянистой оболочки из воды и пептидов. Клейкость капельки зависит от влажности воздуха: если очень сухо, часть воды может испариться, и капелька потеряет свои свойства. Это одна из причин, почему во влажном климате больше разнообразие пауков. Каждый вид паука приспособлен к определенному диапазону влажности. Это достигается варьированием состава клейких капелек от вида к виду.

Помимо обеспечения клейкости капельки выполняют и другие функции. Например, у австралийского паука-аргиопы (Argiope keyserlingi) они могут служить приманкой для мух — его жертв. Клейкие капельки аргиопы содержат путресцин — вещество, выделяющееся при разложении трупов животных. Поэтому падальные мухи летят на его запах и попадаются в ловушку (см. Паутина паука-аргиопы привлекает насекомых запахом, «Элементы», 17.07.2017).

Итак, мы разобрались со свойствами паутинной нити. Посмотрим теперь, как устроена сама паутина. Основу паутины составляют несущие нити — обычно их три или четыре, — которые паук прилепляет обоими концами к субстрату (например, ветви дерева или стеблю травы) с помощью соединительных дисков.

Иногда их поддерживают дополнительные якорные нити (см. рисунок ниже). К несущим нитям крепятся радиальные, сходящиеся к центру паутины — «ступице».

На радиальные нити паук наносит ловчую спираль. Часто ловчая спираль немного не доходит до «ступицы», оставляя свободную зону, значение которой пока непонятно. В местах пересечения разных нитей находятся упомянутые выше соединительные диски, поддерживающие конструкцию.

Попадая в паутину, насекомые приклеиваются чаще всего к ловчей спирали. Но, конечно, не намертво: активно дергаясь, они могут отклеиться и улететь — так что пауку надо спешить. Узнав об улове, он сразу же бежит к жертве, кусает ее и затем, обездвиженную, опутывает своей паутиной. Секрет желёз, открывающихся в его челюсти-хелицеры, содержит яд, который парализует добычу. Кроме того, паук впрыскивает в жертву пищеварительные ферменты, которые расщепляют ее внутренности и превращают их в густой бульон. Этот частично переваренный суп паук потом всасывает. А чтобы вовремя заметить добычу, сети многих видов пауков имеют специальные сигнальные нити, которые ведут непосредственно к пауку, сидящему открыто в центре паутины или в укромном убежище на периферии.

Когда попавшееся насекомое начинает биться, оно колеблет паутину — в том числе и сигнальные нити. По их вибрации паук и определяет, что добыча попалась.

Так что разные нити паутины выполняют разные функции. Пауки могут производить до семи типов паутинных нитей, которые различаются по составу и свойствам и выделяются разными паутинными железами. Несущие нити паутины — самые крепкие. А вот нити ловчей спирали — самые липкие, потому что на них больше всего концентрация клейких капелек. Поэтому, например, к идущему по лесу человеку цепляются нити именно ловчей спирали. Кроме того, есть специальный тип нитей для обматывания жертвы, нити для формирования мягкого внутреннего слоя кокона для яиц и нити для прочного наружного слоя кокона. А также специальная соединительная паутина.

Но как же сам паук не приклеивается к своей паутине? Во время плетения паутины он касается клейких ловчих нитей только самыми кончиками ног, покрытыми многочисленными волосками, что уменьшает площадь контакта с клейкими каплями. Кроме того, ноги паука смазаны особым маслянистым веществом, препятствующим приклеиванию. Ну а когда паук ходит по своей паутине, он передвигается по менее клейким радиальным нитям.

Ответил: Алексей Опаев
Рисунок Екатерины Волович

Откуда у паука нить? Процесс производства паутины и нити пауками

Автор: Антон Поташев

Краткое содержание статьи:

10 фактов о паутине
Строение и состав паутины
Немного паучьей анатомии
Почему нельзя убивать пауков?
Откуда на самом деле берется паутина?
Видео: как паук делает нить?

Наблюдая за насекомыми летом можно долго восхищаться тем, с какой скоростью и грациозностью паук плетет свою сеть. Недаром во всех мировых культурах есть отсылки и сравнения к паутине, как к чему-то невероятно сложному и зловещему. Но вот откуда у паука нить для постройки своих хитроумных ловушек?

10 фактов о паутине

Ниже 10 занимательных фактов про паутину, которую производят эти насекомые:

Паутину плетут практически все виды пауков.
Только часть из них использует ее в качестве ловушки.
Живущие в норках пауки все равно оплетают стенки своей нитью, так им удобней.
Сидящее в паутине насекомое получает всю информацию об окружающем мире, за счет колебания нитей.
Некоторые пауки плетут такие паутины, которые не фиксируют попавшуюся жертву, а лишь предупреждают о ее приближении.
Не все пауки одинаково ловкие. На то, чтобы научиться управлять своей сетью у некоторых насекомых уходит, чуть ли не вся жизнь.

Они редко когда запутываются в своей паутине, но такое вполне возможно.
Сами нити очень долговечны, они могут сохраняться на протяжении десятков и даже сотен лет.
Размеры паука и паутины не зависят друг от друга, так что не стоит бояться, наткнувшись на огромную паутину у себя дома или во дворе. Возможно сплел ее маленький безобидный паучок.
Самые ядовитые и опасные насекомые водятся в южных широтах, так что обитатели северных регионов могут особо не переживать.

Строение и состав паутины

Имея общее представление о том, зачем пауки плетут паутину, можно попытаться разобраться,

что представляет собой это переплетение ниток:

Она состоит из множества одиночных нитей.
Все они прикреплены к твердой поверхности, как минимум в одной точке.
Идут в одной плоскости, но в разных направлениях.
Изначально паук сплетает длинные нити, образуя своеобразный каркас.
После чего переплетает их продольными нитями по кругу, завершая работу.
Насколько липкой будет паутина, зависит от срока ее существования и вида паука.
Само насекомое должно быть крайне осторожно, ведь, как и своя жертва, оно не застраховано от возможности попасться в свою же ловушку.
Паутинка является лишь временным домом, в случае изменения окружающих условий или повышения конкуренции, паук, не раздумывая, переберется на другое место и начнет плести новую сеть.

Но для любого строительства необходим материал. И по своим свойствам нить паука уникальна:

В основном состоит из белков.
По свойствам она больше всего похожа на нейлон.
Обладает огромным запасом прочности на разрыв. До двух сотен килограмм на 1 квадратный миллиметр.
Если бы человечество научилось синтезировать такого рода ткань, она бы использовалась во многих передовых отраслях науки и производства.

Немного паучьей анатомии

Давайте разберемся, каким образом паук получает эту самую нить:

Название органа	Расположение	Функция
Паутинные железы.	В брюшке паука.	Синтез клейкого вещества.
Паутинные трубочки.	Выходят из брюшка на переднюю брюшную стенку.	300-400 этих трубочек обеспечивает выведение секрета желез наружу.
Паутинные сосочки	На передней стенке брюшка.	В них открываются все трубочки, и выделяется паутина.

В результате весь процесс происходит в три стадии:

Активация желез, расположенных в брюшке у паука. Этот процесс сопровождается синтезом клейкого белкового вещества, которое в дальнейшем и преобразуется в паутину.
Прохождение выделившегося секрета по трубочкам, его накопление.
Выделение паутиной нити через 6 сосочков, расположенных внизу брюшка.

Более детальные исследования показали, что количество желез, трубочек и сосочков может колебаться, в зависимости от вида паука.

Существуют разновидности с более сложно устроенной системой производства паутины. Но все сводится к тому, что насекомое выпрыскивает небольшое количество паутины на твердую поверхность и начинает плести нить, которая сразу же засыхает, под воздействием воздуха.

Почему нельзя убивать пауков?

Существует огромное количество суеверий, по поводу пауков и их паутин. В большинстве случаев считается плохим знаком убийстве этого насекомого или разрушение его домика. Под этим есть и свое обоснование:

Паук питается другими насекомыми, убивая мух, комаров и прочих незваных гостей.
Один такой житель с 8 лапами, поселившийся в вашем доме, будет работать лучше, чем отряд дезинсекторов. И за свой труд ничего не попросит.
Как только все насекомые будут уничтожены, у паука не останется вариантов для добычи пропитания, и он вынужден будет покинуть ваш дом.

Но всегда есть и минусы:

Паутина собирает всю пыль и грязь.
Проживая в южных регионах, вы можете столкнуться с ядовитыми и опасными для жизни разновидностями пауков.
Никто не отменял арахнофобию, боязнь пауков заставит вмиг позабыть обо всей их полезности.

Поэтому решайте сами, как именно поступить с незваным гостем. Если всех остальных насекомых вы, не раздумывая, убиваете, нет смысла делать какой-то поблажки для обладателя восьми лапок.

С другой стороны, жалость к безобидным существам всегда должна присутствовать, хоть на каком-то уровне.

Откуда на самом деле берется паутина?

Чтобы развеять пару мифов скажем, что:

Паук производит свою нить за счет расположенных в брюшке желез.
Она не выходит у него из лапок, как у героя комиксов и фильмов.
Выведение обеспечивают специальные сосочки, расположенные внизу брюшка.
Она выходите из заднего прохода, паутина это не отход жизнедеятельности.
Ее состав не особо зависит от рациона паука. Главное, чтобы питание было достаточным.
Производительность труда у пауков оценивать сложно, но достоверно известно, что пауки могут не прекращая плести нить длиной в несколько десятков метров.
Это все данные экспериментов, в реальной жизни маленьким насекомым такие огромные ловчие сети не нужны.
С другой стороны, можно оценить масштабы трагедии, если в реальной жизни воплотится один из сюжетов фильмов-ужасов о нашествии этих огромных насекомых.
У паука нет в брюшке никаких ниток, паутина производится в полужидком виде и застывает она только на воздухе.
Сложно поверить, что такая тонкая нить может быть настолько прочной. Но все дело в физических особенностях и химическом составе материала.

Дети часто задают вроде бы и простые вопросы, но найти на них ответ так сразу не получится. Теперь можно простыми словами объяснить своему малышу, откуда у паука нить и зачем он плетет свои хитроумные сети. Только про «перспективы» нашествия гигантских пауков лучше умолчать, выдумка сценаристов так и останется просто выдумкой.

Видео: как паук делает нить?

На этом видео будет показано, как именно паук производит свою нить, как плетет паутину и ловит в нее свою жертву:

Из чего сделаны паутины? И как?

Оса-паук ( Argiope bruennichi ) на паутине

Лиза Хендри

Узнайте, как пауки-плетущие паутину делают то, что они делают, и узнайте о впечатляющем многоцелевом материале, который они используют, чтобы поймать свой обед.

Пауки плетут паутину из шелка, натурального волокна, состоящего из белка.

Шелк паука не только сочетает в себе такие полезные свойства, как высокая прочность на растяжение и растяжимость, он сам по себе может быть красивым.

Ян говорит: «Шелк — удивительный материал. Золотые шелковые ткачи, обитающие в теплых регионах по всему миру — но, к сожалению, не в Великобритании, — плетут паутину с прекрасным золотым блеском. Их шелк даже использовался для создания мерцающего золотого плаща, который был выставлен в Музее Виктории и Альберта в 2012 году».

Британские пауки производят шелк белого или голубоватого оттенка.

Существует семь различных шелковых желез, которые производят шелк с различными характеристиками и назначением. Например, крибеллатный шелк очень пушистый.

Ян Беккалони, куратор Музея паукообразных, добавляет: «Шелк Cribellate действует как липучка, прилипая к ногам и щетинкам пойманных насекомых».

Каждый тип шелковой железы связан с определенной фильерой. Ни у одного вида нет всех семи, но у ткачей-кругопрядов их пять.

Золотые шелковые круготкачи ( Нефила видов) пряжа блестящего желтого цвета

Золотая накидка, сотканная из паучьего шелка, выставленная в Музее Виктории и Альберта в 2012 г.

Как пауки плетут свои сети?

Паук, плетущий паутину из шелка, вытягивая нить задней лапой

У пауков есть структуры, называемые фильерами, на брюшке, обычно на нижней стороне сзади. Это органы шелкопрядения. У разных видов разное количество фильер, но у большинства из них есть группа.

В конце каждой фильеры имеется набор втулок, напоминающих насадки. Из каждой выходит одна шелковая нить.

Ян объясняет: «Хотя это немного похоже на насадку для глазури, шелк вытягивается под действием силы тяжести или задней лапы паука. Шелк жидкий, когда он внутри паука.

Прежде чем выдавливаться из фильеры, крибеллатный шелк сначала проходит через ситообразную структуру, называемую крибеллум. Пауки, производящие этот тип шелка, также имеют ряд специальных щетинок на ногах, называемых каламиструмами, которые расчесывают шелк и придают ему другую, шерстяную текстуру.

Затем пауки следуют различным схемам деятельности, чтобы построить свою паутину, в зависимости от того, к какому виду они относятся. Это увлекательно смотреть.

Все ли пауки плетут паутину?

Хотя паутина является наиболее известным способом использования паутины, не все пауки плетут паутину, чтобы поймать свою добычу. Фактически, менее половины из 37 семейств пауков в Великобритании таковы.

Другие пауки, такие как пауки-крабы из семейства Thomisidae, являются хищниками, которые «сидят и ждут» — например, Misumena vatia прячется на цветочных головках, ожидая нападения из засады на насекомых. Другие, такие как пауки-прыгуны из семейства Saltidae, активно следуют за своей добычей и ловят ее, прыгая на нее.

Паук-краб, Misumena vatia, , подстерегающий добычу из засады со своего цветочного наблюдательного пункта.

Изображение предоставлено Pixabay (CC0).

Паук-скакун, Salticus Scenecus , атакующий муху

Некоторые пауки даже проникают в другие паутины в поисках пищи. Пауки-пираты, которых в Великобритании насчитывается четыре вида из рода Ero , заходят в паутину другого паука и имитируют поведение своей добычи, чтобы заманить паука поближе. Когда владелец паутины проводит расследование, паук-пират атакует.

Шелк: многоцелевой материал

Паук-скакун выглядывает из своего укрытия из шелковой клетки

Тем не менее, даже пауки, которые не плетут паутину, используют шелк, в том числе для создания площадок для линьки, сетей спермы для самцов и укрытий.

Ян добавляет: «Пауки-прыгуны, например, строят маленькие шелковые ячейки, в которых прячутся в течение дня — немного похоже на спальный мешок».

Большинство пауков используют шелк, чтобы обернуть яйца.

Еще одно распространенное использование шелка — это канат. Время от времени паук прикрепляет к чему-нибудь шелковую нить, например к якорю, так что если он упадет, то не упадет слишком далеко и сможет вернуться в предыдущее положение.

Полеты на воздушном шаре — еще одно эффектное использование шелка, позволяющее массово расселять паучков и маленьких взрослых особей.

Забравшись на относительно высокую точку, паук направляет брюшко вверх и вытягивает от одной до нескольких нитей. Когда воздух или электростатические токи уносят нити вверх, паук следует за ними. Их можно нести на многие тысячи метров.

Поле, покрытое шелком, после массового рассеивания пауков на воздушном шаре

Массовое рассредоточение денежного паука, в частности, представляет собой настоящее зрелище. Иногда вовлеченные числа могут оставить целое поле, покрытое тонкими нитями.

Ян говорит: «Не все пауки рассеиваются таким образом, но именно поэтому пауки являются одними из первых существ, которые колонизируют новые острова».

Больше фактов о паутине

Теперь, когда вы знаете, как пауки плетут свои сети, откройте для себя их впечатляющее разнообразие. Британские паутины можно разделить на семь основных типов в зависимости от их архитектуры: шар, лист, клубок, воронка, кружево, радиальная и сумочка. Но даже внутри каждой группы разные виды вносят свой вклад в стиль.

Паук-ныряльщик ( Argyroneta aquatica ), вероятно, имеет самое необычное использование своей паутины, которая позволяет ему проводить большую часть своей жизни под водой — уникальная способность среди пауков. Он строит сеть из шелка между подводной растительностью и использует ее для сбора пузырьков воздуха — собственного водолазного колокола.

Спросите в Смитсоновском институте: как пауки плетут свои сети? | В Смитсоновском институте

Пауки — опытные инженеры, одаренные удивительными навыками планирования и материалом, который позволяет им точно проектировать строгие и функциональные сети.

Материал — шелк паука — обладает химическими свойствами, делающими его блестящим, прочным и легким. Он прочнее стали и обладает впечатляющей прочностью на растяжение, то есть его можно сильно растянуть, прежде чем он сломается. Ученые десятилетиями пытались расшифровать, что именно придает шелку прочность и эластичность, но пока они находят только подсказки.

Каждый отдельный паук может производить до семи различных типов шелка, но чаще всего от четырех до пяти видов, говорит Джонатан Коддингтон, директор Global Genome Initiative и старший научный сотрудник Смитсоновского национального музея естественной истории.

Пауки используют свой шелк для нескольких целей, включая создание паутины. Такое разнообразие нетрудно представить, учитывая, что, согласно Всемирному каталогу пауков, на Земле обитает 45 749 видов пауков. Численность постоянно меняется с частым открытием новых видов.

Зачем плести паутину? Они служат «в значительной степени как для нападения, так и для защиты», — говорит Коддингтон. «Если вы собираетесь жить в паутине, это будет защитная структура», — говорит он, отмечая, что вибрации в нитях могут предупредить пауков о хищниках. Паутина также используется для ловли добычи, говорит Коддингтон, чьи исследования частично сосредоточены на эволюции и таксономии пауков.

Иногда пауки поедают собственную паутину, когда заканчивают с ней, чтобы пополнить запасы шелка.

Шелк паука состоит из связанных белковых цепочек, которые делают его прочным, а также из несвязанных областей, которые придают ему гибкость. Он вырабатывается во внутренних железах, переходя из растворимой формы в затвердевшую форму, а затем скручивается в волокно с помощью фильеры на брюшке паука.

Многочисленные фильеры и восемь ног пауков пригодятся для создания паутины. По словам Коддингтона, архитектура паутины очень специфична для каждого вида. «Если вы покажете мне паутину, я смогу сказать вам, какой паук ее сделал», — говорит он, добавляя, что пауки «самоуверенны» в том, где они будут плести паутину. Некоторые могут чувствовать себя как дома на дне бумажного стаканчика, в то время как другие не будут касаться этого пространства.

Большинство веб-строительств происходит под покровом темноты.

Типичный паук-круготкач (группа, наиболее знакомая американцам) строит плоскую паутину-шар, подвешенную на семи растяжках, прикрепленных к листьям, веткам, камням, телефонным столбам или другим поверхностям. Свисая с листа или какого-либо другого предмета, паук должен перебрасывать свой шелк с этой точки на другие поверхности.

Паук начинает с того, что четвертой ногой вытягивает шелк из железы. Противоположная четвертая нога используется для вытягивания нескольких нитей шелка примерно из 20 дополнительных шелковых желез, создавая структуру, подобную воздушному шару. Паук терпеливо сидит, зная, что в конце концов теплый ветерок поднимет воздушный шар, который унесет первую нитку шелка.

В конце концов шелковая нить воздушного шара цепляется за коряги, и, подобно рыболову с рыбой на леске, паук чувствует попадание. Он дергает, чтобы убедиться, что шелковая нить действительно прикреплена, затем вытаскивает новую шелковую нить и прикрепляет ее к тому, на чем она сидит, и начинает собирать зацепившуюся нить, подтягивая себя к конечной точке, все время раскладывая новый шелк позади это. Этот новый шелк — первая планарная линия. Паук может сделать это 20 раз, создавая сеть сухих (не липких) шелковых линий , дугообразных во всех направлениях.

Затем паук должен определить, какие из этих линий составляют семь хороших точек крепления — они должны быть в плоскости и «полезно распределены по кругу, который будет занимать паутина», — говорит Коддингтон. Паук отрезает 13 линий, которые он не будет использовать. «Теперь, когда у вас есть семь необходимых вам привязанностей, вам больше не нужно прикасаться к земле, листьям, веткам, чему-либо… вы находитесь в своем собственном, возможно, солипсическом мире».

Затем паук начинает плести свою паутину, процесс относительно простой и предсказуемый. Он начинается снаружи и продвигается внутрь, прикрепляя сегмент за сегментом своими ногами, создавая концентрические круги и заканчивая центральной спиралью из липкого шелка, которая улавливает столь необходимую добычу — вся энергия, вложенная в создание паутины, истощает запасы белка.

Липкое вещество просто обездвиживает добычу. Смертельный удар исходит от пасти паука. «Большинство пауков атакуют зубами, — говорит Коддингтон. «Они просто пробираются и кусают эту штуку до смерти». Однако это рискованное предложение, потому что жертва может не совсем застрять.

Несколько семейств пауков разработали альтернативный способ нападения: атаку липкой шелковой пленкой. Эти пауки кладут на землю прядь липкого шелка. Когда насекомое проходит, вибрация предупреждает паука, который затем атакует, стряхивая полосы липкой прочной ткани вокруг насекомого и оборачивая его до тех пор, пока оно не будет полностью обездвижено.