Наука

Спросите Смитсоновского института: как пауки делают свои сети?

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

Материал - паучий шелк - обладает химическими свойствами, которые делают его блестящим, прочным и легким. Он прочнее стали и обладает впечатляющей прочностью на разрыв, а это значит, что его можно сильно растянуть, прежде чем сломается. Ученые десятилетиями пытались расшифровать, что именно придает шелку прочность и эластичность, но пока они нашли только подсказки.



почему работа Синди Шерман актуальна и сегодня?

Любой отдельный паук может сделать до семи различных типов шелка, но чаще всего бывает от четырех до пяти видов, говорит Джонатан Коддингтон , директор Глобальная инициатива по геному и старший научный сотрудник Смитсоновского национального музея естественной истории.



Пауки используют свой шелк для нескольких целей, в том числе для создания паутины. Такое разнообразие нетрудно представить, учитывая, что на Земле обитает 45 749 видов пауков, в соответствии в Мировой каталог пауков. Число постоянно меняется с частым открытием новых видов.

Зачем строить сети? По словам Коддингтона, они в значительной степени служат для защиты и нападения. По его словам, если вы собираетесь жить в паутине, это будет защитная структура, отмечая, что вибрации нитей могут предупредить пауков о хищниках. Паутина также используется для ловли добычи, говорит Коддингтон, чьи исследования частично сосредоточены на эволюции и таксономии пауков.



Иногда пауки есть свою паутину когда с ними покончено, чтобы пополнить запасы шелка.

Паучий шелк состоит из связанных белковых цепей, которые делают его сильным, а также несвязанных участков, которые придают ему гибкость. Он вырабатывается во внутренних железах, переходя из растворимой формы в затвердевшую, а затем прядением прядения на брюшке паука превращается в волокна.

Множественные прядильщики и восемь ног пауков пригодятся для создания паутины. «Архитектура сети очень зависит от вида», - говорит Коддингтон. «Если вы покажете мне сеть, я могу сказать вам, какой паук ее создал», - говорит он, добавляя, что пауки не уверены, где они будут создавать сеть. Некоторые могут быть дома на дне бумажного стаканчика, в то время как другие не будут касаться этого места.



Большинство веб-строительства происходит под покровом темноты.

Типичный паук-ткач сфер (группа, которая наиболее знакома американцам) будет строить плоскую паутину сфер, подвешенную на семи растяжках, прикрепленных к листьям, веткам, камням, телефонным столбам или другим поверхностям. Свешиваясь с листа или другого объекта, паук должен перенести свой шелк от этой точки на другие поверхности.

какие организмы наиболее многочисленны на земле

Паук начинает с того, что вытягивает шелк из железы своей четвертой ногой. Противоположная четвертая нога используется для вытягивания нескольких нитей шелка из примерно 20 дополнительных шелковых желез, создавая структуру, похожую на воздушный шар. Паук терпеливо сидит, зная, что в конце концов теплый ветерок поднимет воздушный шар, уносящий первую полосу шелка.

В конце концов шелковая нить воздушного шара зацепляется за веревку, и паук, как рыболов с рыбой на удочке, чувствует удар. Он тянет, чтобы убедиться, что шелковая прядь действительно прикреплена, затем вытаскивает новый шелк и прикрепляет прядь к тому месту, на котором она расположена, и начинает собирать застрявшую прядь, подтягивая себя к конечной точке, все время раскладывая новый шелк позади Это. Этот новый шелк - первая плоская линия. Паук может сделать это 20 раз, создавая сеть из сухих (не липких) шелковых линий, изгибающихся во всех направлениях.

Затем паук должен определить, какие из этих линий составляют семь хороших точек прикрепления - они должны быть в плоскости и целесообразно распределены по кругу, который будет занимать паутина, говорит Коддингтон. Паук обрезает 13 линий, которые он не использует. Теперь, когда у вас есть семь необходимых вам привязанностей, вам больше не нужно прикасаться к земле, листьям, веткам, чему угодно ... вы находитесь в своем собственном, возможно солипсистском мире.

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

Липкий материал просто обездвиживает добычу. Coup de grâce исходит из пасти паука. По словам Коддингтона, большинство пауков атакуют своими зубами. Они просто пробираются внутрь и кусают это до смерти. Однако это рискованное предложение, потому что добыча может не застрять полностью.

Несколько семейств пауков разработали альтернативный способ нападения: атаку липкой шелковой пленкой. Эти пауки кладут на землю нить липкого шелка. Когда насекомое пересекает границу, вибрация предупреждает паука, который затем атакует, обмахивая насекомое полосами липкого прочного шелка и обматывая его до тех пор, пока оно не будет полностью обездвижено. Затем паук приближается к смертельному укусу. Но в мире пауков это скорее редкость, чем правило.

Многие исследователи изучают поведение пауков и паучий шелк в надежде, что когда-нибудь удастся обработать этот материал или, возможно, воспроизвести его с помощью генной инженерии. Шелк можно было использовать, например, для увеличения прочности бронежилета или для создания кожных трансплантатов. «Это было бы здорово для человечества», - говорит Коддингтон.

Несколько компаний в настоящее время инвестируют в паучий шелк, в том числе в Анн-Арборе, штат Мичиган. Kraig Biocraft Laboratories , шведская биотехнологическая фирма, Spiber Technologies , и немецкая компания, AMSilk , в котором говорится, что он генетически сконструировал белок, похожий на паучий шелк, который в настоящее время используется в шампунях и другой косметике.

Теперь ваша очередь спросить Смитсоновского института.



^