Большинство людей не любят пауков. Вид у них довольно неприятный, да и предрассудки делают свое дело. Вместе с тем, не только у детей, но и у взрослых появляется живой интерес к тому, как паук плетет свою паутину. Зачем он это делает, понятно всем. А вот как, остается загадкой. Давайте попробуем ее раскрыть.

Вы не поверите, но создавать столь изящное кружево способны не все пауки, а лишь те, которые используют его для поимки мелких насекомых, которые служат им пищей. Этих представителей семейства пауков именуют тенетными. В их число входят и ядовитые особи, такие, например, как каракут и черная вдова. Те же пауки, которые ведут активную охоту, также могут плести паутину, но используют ее чисто в иных целях.

У человека сплетенные пауками кружева часто вызывают чувство зависти, столь искусно они вытканы. Нити, с которых они сделаны, отличаются невероятной прочностью. От собственного веса паутина никогда не рвется. Это может произойти лишь в том случае, если длина нити будет более пятидесяти метров. Как видим, запас прочности у паутинок очень высокий. Если обратить внимание на их тонкость, то этому факту действительно можно позавидовать. Если взять отдельную паутинку и попытаться ее растянуть, то она порвется лишь после того, как увеличится в четыре раза по длине.

Сплетенные пауком нити обладают еще одним исключительным свойством. Они прозрачны и практически невидимы. В зависимости от условий применения, паук может плести паутину трех видов: крепкую, бытовую, липкую. Крепкая паутина используется для создания каркаса ловчих сетей. Перемычки в каркасе делаются из липких нитей. Бытовой паутиной паук закрывает вход в свою норку или опутывает коконы с личинками. Некоторые виды пауков могут плести паутину, отражающую ультрафиолетовые лучи. Она используется для приманивания бабочек.

Все ли пауки плетут узорчатую паутину?

Как оказывается, не все. На создание настоящих шедевров способны лишь аранеоморфные членистоногие.

Теперь давайте вернемся к вопросу, зачем пауку паутина. Понятно, что ответ напрашивается сам по себе — конечно же, для охоты. Однако это не все ее функции. Паутина может использоваться в следующих целях: для маскировки и утепления входа в нору, для коконов, для защиты. Парадоксально, но искусно созданная паутина защищает норку паука от дождя. По паутине пауки перемещаются, по ней покидает гнездо их потомство.

И все же, что является основой паутины?

Паук имеет шесть желез, которые расположены на его брюшке. С их помощью он вырабатывает секрет, именуемый жидким шелком. При выходе наружу, он начинает твердеть. С желез выходят невероятно тонкие ниточки, которые паук скручивает вместе своими лапками. В результате получается паутинка. Вот таким образом он плетет свое кружево.

Если это ловчая сеть, то ее он растягивает между ветками дерева. Закрепив одну сторону нити, он прекращает прядение и ждет дуновение ветра, который должен отнести вторую сторону паутины ко второй ветке. После этого начинается следующий этап плетения, который аналогичен первому. Так продолжается до тех пор, пока каркас будущей сети не будет сплетен. После этого в него вплетается липкая паутина. Все неиспользованные остатки паутины паук съедает.

Практически все пауки являются хищниками, и используют паутину для ловли насекомых. Теневые пауки ловят летающих насекомых. Те же, кто живет в земляных норках, довольствуются жуками, червями и улитками. Водяные пауки ловят мелкую рыбу, рачков, насекомых. Паук-птицеед не брезгует лягушками, ящерицами, птицами, мелкими грызунами. Впрочем, есть и такие, которые едят себе подобных.

Бабье лето – отличная пора осени, когда можно понежиться под последними тёплыми лучиками солнышка в году, насладиться отличной погодой, повидаться с ушедшим летом. Но, как водится, бочку мёда должно что-то портить. Паутина. Она везде. Она отравляет моё счастье, пугает и портит настроение. Она бесит! Паутина спешит мне навстречу в самых неожиданных местах, даже там, где передо мной минуту назад кто-то прошёл, даже там, где поблизости нет никакой растительности.

А ещё говорят, что паутина – невероятно крепкий и прочный материал. Как паук плетет паутину, что её разносит повсеместно?

Алгоритм плетения пауком паутины

Почитала, оказывается создание паутинного кружева – очень трудоёмкий процесс для восьмилапых существ (пауков, кстати, нельзя называть насекомыми). Действуют они примерно так:

• выбрав подходящее местечко, выделяют из паутинных бородавок, расположенных на брюшке, особый секрет, который, застывая, преобразуется в длинную тончайшую нить;
• ждут, когда ветерок подхватит эту нить и донесет до какой-нибудь опоры– веточки, травинки, листочка и т.д. и переползают к месту, где ниточка зацепилась, надёжно её закрепляют;
• формируют ещё одну нить , повторяющую первую, закрепляют её;
• переползают на серединку второй нити и формируют третью нить, располагая её перпендикулярно двум первым, и закрепляют её так, что образуется фигура, напоминающая букву Y.

Это основа будущей паутины. Потом паук из точки пересечения нитей протягивает еще несколько радиусов, соединяя их концы отрезками нити. Получается скелет паутины, своеобразные ребра с окантовкой.Дальше, порхая по этой заготовке, паучок быстро вяжет на ней кружевной рисунок.

Узоры создаются с помощью двух спиралей. Первую, не липкую, паук плетет из серединки основы, и она точно повторяет форму логарифмической спирали.Вторая, липкая, плетется в обратном направлении и точно повторяет форму архимедовой спирали.

Виды паутины

На планете различают 35 тысяч разновидностей пауков. Не все восьмилапые создания плетут натянутые сети.

Некоторые представители плетут малюсенькую сеточку паутины у себя между лапок, поджидают добычу и накидывают на неё сверху заготовленную липкую сетку. А есть представители, которые вообще не заморачиваются с плетением. Они ловят жертву на самодельное лассо из паутинной нити с капелькой липкой субстанции на конце. Есть виды, которые действуют сообща, оплетая паутиной огромные площади.

Для чего используется паутина

Самая распространенная функция паутины – ловля жертвы для пропитания. Но это далеко не единственное ее предназначение.

Еще паутину используют:

• для защиты жилища;
• в качестве отделки жилища;
• для коконов, в которых самки откладывают яйца;
• в качестве средства передвижения.

Именно последним пунктом и объясняется факт осеннего нашествия летающей паутины. Так молоденькие паучки расселяются по местности.

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.

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

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:

1. Паутину плетут практически все виды пауков.
2. Только часть из них использует ее в качестве ловушки.
3. Живущие в норках пауки все равно оплетают стенки своей нитью, так им удобней.
4. Сидящее в паутине насекомое получает всю информацию об окружающем мире, за счет колебания нитей.
5. Некоторые пауки плетут такие паутины, которые не фиксируют попавшуюся жертву, а лишь предупреждают о ее приближении.
6. Не все пауки одинаково ловкие. На то, чтобы научиться управлять своей сетью у некоторых насекомых уходит, чуть ли не вся жизнь.
7. Они редко когда запутываются в своей паутине, но такое вполне возможно.
8. Сами нити очень долговечны, они могут сохраняться на протяжении десятков и даже сотен лет.
9. 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.
10. 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 :

1. Она состоит из множества одиночных нитей.
2. Все они прикреплены к твердой поверхности, как минимум в одной точке.
3. Идут в одной плоскости, но в разных направлениях.
4. Изначально паук сплетает длинные нити, образуя своеобразный каркас.
5. После чего переплетает их продольными нитями по кругу, завершая работу.
6. Насколько липкой будет паутина, зависит от срока ее существования и вида паука.
7. Само насекомое должно быть крайне осторожно, ведь, как и своя жертва, оно не застраховано от возможности попасться в свою же ловушку.
8. 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 :

В результате весь процесс происходит в три стадии:

1. Активация желез, расположенных в брюшке у паука. Этот процесс сопровождается синтезом клейкого белкового вещества, которое в дальнейшем и преобразуется в паутину.
2. Прохождение выделившегося секрета по трубочкам, его накопление.
3. 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:

1. Паутина собирает всю пыль и грязь.
2. Проживая в южных регионах, вы можете столкнуться с ядовитыми и опасными для жизни разновидностями пауков.
3. 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:

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.