Узоры паутины и шёлк: миллионы лет эволюции

от

«Вы когда-нибудь сталкивались лицом к лицу с паутиной во время прогулки? Или сметали паутину в гараже?»

Вы, возможно, узнаете круговую паутину как классическое украшение на Хэллоуин или паутину в гараже как соседа пыльных «кроликов». Это всего лишь два из множества типов паучьих конструкций, каждая из которых имеет уникальную структуру, специально приспособленную к среде обитания паука и предназначению паутины.

«Многие пауки используют свои паутины для ловли добычи, но они также развили необычные способы использования шёлка: от обёртывания яиц до использования в качестве страховочных верёвок, которые ловят их, когда они падают».

Учёный-материаловед, изучающий пауков и их шёлк, задаётся вопросом о взаимосвязи между архитектурой паутины и прочностью шёлка, который используют пауки. Как конструкция паутины и свойства используемого шёлка влияют на способность паука поймать свою следующую добычу?

Эволюционная история паучьего шёлка

Исследователи считают, что шёлк впервые эволюционировал около 400 миллионов лет назад. Эти древние пауки использовали шёлк, чтобы выстилать свои норы, защищать свои уязвимые яйца и создавать сенсорные пути и ориентиры в окружающей среде.

Чтобы понять, как могли выглядеть древние паутины, учёные обращаются к пауку-абажуру. Этот паук живёт в скальных обнажениях в Аппалачах и Скалистых горах. Он является живым родственником некоторых из самых древних пауков, которые когда-либо плели паутины, и практически не изменился с тех пор, как впервые эволюционировала способность строить паутину.

Паук-абажур плетёт паутину с узким основанием, которое расширяется наружу. Эти паутины заполняют трещины между камнями, где паук может маскироваться на фоне шероховатой поверхности.

Сегодня все виды пауков производят шёлк. Каждый вид создаёт свою уникальную архитектуру паутины, которая идеально подходит для типа добычи, которую он ест, и среды, в которой живёт.

Типы паутин

Возьмём, к примеру, круговую паутину. Это воздушные, двумерные паутины с характерной спиралью. Они в основном ловят летающую или прыгающую добычу, такую как мухи и кузнечики. Круговые паутины встречаются на открытых пространствах, таких как линии деревьев, высокая трава или между вашими томатными растениями.

Сравните это с паутиной-сеткой, структурой, которую чаще всего можно увидеть у основания досок в вашем доме. Хотя термин «паутина-сетка» обычно используется для обозначения любой пыльной, заброшенной паутины, на самом деле это специфическая форма паутины, обычно создаваемая пауками семейства Theridiidae. Эта паутина имеет сложную трёхмерную архитектуру.

Представьте, что вы — ничего не подозревающий жук, пробирающийся между травинками, когда вы натыкаетесь на плотно сплетённый шёлковый пол. Когда вы начинаете идти по коврику, вы видите восемь глаз, выглядывающих из шёлковой воронки — прямо перед тем, как вас быстро схватят в качестве добычи.

Пауки, такие как пауки-воронкопряды, плетут толстые шёлковые коврики на земле, которые они используют в качестве расширения своих сенсорных систем. Паук терпеливо ждёт в своём воронкообразном убежище. Добыча, которая вступает в контакт с паутиной, создаёт вибрации, которые предупреждают паука о том, что вкусное угощение идёт по коврику, и пора прыгать.

Прыгающие пауки — ещё один необычный производитель паутины. Они известны своим разнообразным окрасом, сложными брачными танцами и тем, что являются одними из самых харизматичных арахнидов. Их миловидный облик сделал их популярными благодаря Лукасу-пауку, очаровательному анимированному прыгающему пауку, созданному Джошуа Слайсом.

Прыгуны используют свой шёлк в качестве страховочного троса, чтобы закрепить себя на поверхностях перед прыжком в воздухе. Если прыжок пойдёт не так, они могут взобраться обратно по своему тросу, чтобы попробовать ещё раз. Этот страховочный трос даёт им шанс на повтор, а также помогает с прыжком.

Все паутины, от круговой до кажущейся хаотичной паутины-сетки, строятся через серию основных, отдельных шагов.

Учёные считают, что первоначальная конструкция является этапом исследования, когда паук оценивает доступное пространство и находит точки крепления для своего шёлка.

Кругопряды-охотники полагаются на жёсткость самых прочных волокон в своём арсенале для создания каркаса паутины и в качестве страховочного троса. В то же время, спираль захвата круговой паутины сделана из чрезвычайно эластичного шёлка.

Паучий клей — это модифицированный тип шёлка с адгезивными свойствами, и единственная часть паутины, которая на самом деле липкая. Этот клейкий шёлк, расположенный на спирали захвата, помогает убедиться, что добыча остаётся застрявшей в паутине достаточно долго, чтобы паук мог нанести ядовитый укус.

Наблюдение за этими архитекторами-арахнидами может многое рассказать о дизайне, архитектуре и инновациях.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте