Mai subțire decât pânzele de păianjen, dar mai puternică decât oțelul. Ghicitori ale pânzei Fire subțiri ale pânzei

Pânza este secretul glandelor arahnoide, care, la scurt timp după ce au fost excretate, îngheață sub formă de fire. Prin natura chimică, este o proteină asemănătoare ca compoziție cu mătasea de insecte.Această proteină este îmbogățită cu glicină, alanină și serină. În interiorul glandei păianjen, există sub formă lichidă. Când este selectat prin numeroase tuburi de filare deschidere la suprafață veruci arahnoide, are loc o modificare a structurii proteinei, în urma căreia aceasta se întărește sub forma unui fir subțire. Ulterior, păianjenul împletește aceste fire primare într-o fibră arahnoidă mai groasă.

Cea mai faimoasă utilizare a pânzei de către păianjeni este construcția de plase de capcană, care, în funcție de structură, sunt capabile să imobilizeze complet prada, să-i împiedice mișcarea sau doar să-i semnaleze apariția. Păianjenii de pradă prinși sunt, de asemenea, adesea înfășurați într-o plasă.

Păianjenii învârt o pânză care joacă un rol foarte important în viața lor și îi găsesc o varietate de utilizări. Acestea sunt coconi de păianjen, unde puii mici se dezvoltă din ouă în căldură și siguranță; și linii de salvare precum frânghiile de cățărat care se atașează de plante și împiedică păianjenul să cadă pe pământ. Din pânză, păianjenii fac cuiburi pentru iarnă și, în cele din urmă, țes plase de capcană.

Păianjenii pot învârti fire diferite în scopuri diferite. Dacă aveți nevoie de un fir pentru o plasă de captare, atunci glande speciale situate lângă pânzele de păianjen îl acoperă cu un strat de adeziv. Pentru a vă deplasa dintr-un loc în altul sau pentru a atașa o plasă de prindere, se produce un fir uscat. Alte glande secretă substanțe din care se rotește un fir pentru a răsuci un cocon. Firul pânzei este mai rezistent decât sârma de oțel de același diametru și se poate întinde, fără a se rupe, pe încă o treime din lungimea sa.Pentru a nu intra în propria plasă de captare, păianjenul produce constant puțin fir uscat. Știe bine unde sunt zonele sigure și, ascunzându-se într-una dintre ele, așteaptă cu răbdare până când victima cade în plasă. În plus, picioarele păianjenului secretă o substanță uleioasă, datorită căreia nu se lipesc de pânză.

păianjenul începe să țese pânza, aruncând firul în vânt. Mătasea zboară în vânt și se agață de ceva, cum ar fi o creangă de copac, ceea ce permite păianjenului să se cațere pe acest fir și să adauge un alt fir celui original pentru a-l face mai puternic. După ce păianjenul a făcut contururile generale ale pânzei, el învârte un fir care leagă o parte a pânzei de cealaltă. Din centrul acestui fir de legătură păianjenul începe să învârte un alt fir, care va conecta centrul benzii de firul lateral.

Apoi păianjenul va pune o mulțime de fire uscate de conectare de la marginile pânzei de-a lungul razelor sale până în centru, ca spițele într-o roată de bicicletă. Apoi aceste „ace de tricotat” sunt împletite cu fire circulare. Se dovedește o pânză uscată în spirală. Apoi se aplică un fir adeziv pe suprafața pânzei uscate. Acum păianjenul scapă de pânza uscată - o mănâncă. Uneltele de pescuit sunt gata, capcanele pentru insecte sunt gata.

Mătase de păianjen- material neobișnuit. Una dintre caracteristicile sale,cu ușurința neobișnuită a rețelei- mare putere.Forța de rupere, exprimată în kg la 1 mm2, în pânza de păianjeni variază de la 40 la 261, iar în omidă și, respectiv, mătase artificială, nu depășește 43 și 20.Un fir de mătase subțire ca un creion poate opri un Boeing 747.

În secolul al XVII-lea, inginerii au atras atenția asupra rețelei și anume asupra faptului că este o structură mecanică excepțional de rațională, care funcționează în tensiune în așa fel încât toate firele să fie în condițiile cele mai favorabile din punct de vedere al rezistenței materialului.

Orice încălcare a sistemului nervos al păianjenilor se reflectă imediat în modelul rețelei. Păianjenilor li s-au dat diverse substanțe și de fiecare dată și-au țesut propriul model special, care corespundea strict unei anumite substanțe.

Această descoperire a venit în mod neașteptat de folos în criminalistică. Dându-i unui păianjen o picătură de sânge a unei persoane despre care se suspectează că a fost otrăvită, natura desenului poate determina otrava cu care persoana a fost otrăvită.

De ce nu se încurcă un păianjen în pânza sa așa cum se încurcă victimele în ea? Și acest lucru se întâmplă pentru că păianjenul merge întotdeauna numai de-a lungul fire radiale netede și niciodată de-a lungul celor lipicioase, concentrice.

În Spania, a fost găsită cea mai veche rețea fosilă cu insecte aderente (într-o bucată de chihlimbar), a cărei vârstă este de 110 milioane de ani.

Păianjenii sunt foarte sensibili. Comportamentul lor poate prezice vremea. Dacă păianjenii dezvoltă o activitate viguroasă seara - așteptați vreme bună. Dacă acest lucru se întâmplă dimineața, vremea va fi nefavorabilă.

Compoziția chimică a pânzei este apropiată de mătasea omizilor de fluturi. Din pânza de păianjeni nephil, care se găsesc pe insulele tropicale, chinezii au făcut o țesătură durabilă numită „satin al mării de est”. În Europa, de pe web erau cusute haine frumoase.

Pescarii polinezieni folosesc firul păianjenului auriu din pânză de glob ca fir de pescuit.
Unele triburi din Noua Guinee foloseau plase ca pălării pentru a-și proteja capul de ploaie.

Greutatea rețelei este de așa natură încât dacă țesătura ar înfășura Pământul în jurul ecuatorului o dată, atunci greutatea sa ar fi de numai 450 de grame.

De ce are nevoie un păianjen de o pânză?

Majoritatea oamenilor cred că păianjenii folosesc mătasea doar pentru a-și învârti pânzele. De fapt, rareori un animal folosește mătasea într-un mod atât de versatil precum păianjenul, care face case din ea, țese „linii de viață”, „clopoței de scufundări”, „avioane”, laso, capcane elastice și binecunoscuta pânză. .

Păianjenii nu sunt insecte, dar aparțin clasei arahnidelor. Spre deosebire de insecte, au opt picioare, în cele mai multe cazuri opt ochi, fără aripi și un corp împărțit în două părți.

Păianjenii se găsesc în aproape orice climă. Pot alerga pe pământ, se cățăra în copaci și chiar pot trăi în apă. Și pentru asta au nevoie de o pânză...

Păianjenul funcționează tipuri diferite mătase: mătase lipicioasă pentru țesături care ar trebui să prindă insecte, mătase durabilă și nelipicioasă pentru trepte de țesătură și mătase specială pentru coconi.

Chiar și pânzele țesute de păianjeni vin în forme complet diferite. Cea mai comună este o pânză rotundă, dar există și pânze pătrate, plate și sub formă de pâlnie sau cupolă. Sunt pânze cu capace pentru ca prada să nu le scape, unii păianjeni construiesc o casă sub formă de clopot, aflată în întregime sub apă.

Păianjenul își folosește pânza când construiește plase pentru a prinde prada, apoi păianjenul își leagă prada cu firul pentru orice eventualitate. De asemenea, un păianjen poate sări sau coborî fără teamă cu ajutorul firului său, să alerge de-a lungul pânzelor de păianjen, ca pe poteci. Ei bine, și nu lipsiți de importanță, păianjenii țes coconi pentru ouăle lor din același fir de mătase pentru a proteja viitorii urmași de situații neașteptate care le amenință moartea.

Un păianjen trăiește în junglele din Madagascar, țesând o pânză care se poate întinde de la o parte a unui râu sau lac pe alta, iar firul pe care îl folosește este cel mai puternic material biologic din lume. „Pianjenul Darwin” descoperit de Ingi Agnarsson de la Universitatea din Puerto Rico, care a întâlnit pentru prima dată astfel de țesături în 2001 în Parcul Național Ranamophane din Madagascar, nu este deosebit de mare, are doar 1,5 inci lungime (cu membrele extinse), ci o pânză pe care o țese el. - imens. Lungimea firului principal poate ajunge la 80 de picioare, iar circumferința pânzei este de 9 picioare pătrate. Elasticitatea firului este de două ori mai mare decât a oricărui alt fir de păianjen și, având în vedere faptul că rezistența sa la tracțiune este mai mare decât cea a oțelului, firul acestui păianjen este cel mai puternic material natural cunoscut de știință.

Arahnidele ies în evidență dintre toate insectele cu capacitatea de a țese modele uimitoare de pânză de păianjen.
Modul în care un păianjen învârte o pânză este de neimaginat. O creatură mică creează rețele mari și puternice. O abilitate uimitoare s-a format acum 130 de milioane de ani.

Nu este o coincidență că toate posibilitățile la animale apar și sunt fixate în timpul selecției naturale. Fiecare acțiune are un scop strict definit.

Păianjenul învârte o pânză pentru a atinge obiective vitale:

• prinderea prazii;
• reproducere;
• întărirea nurcilor lor;
• asigurare de cădere;
• înșelarea prădătorilor;
• facilitează mișcarea pe suprafețe.

Ordinul păianjenilor este format din 42 de mii de specii, fiecare dintre ele având propriile preferințe în utilizarea structurii arahnoide. Pentru a reține victima, grila este folosită de toți reprezentanții. Masculii - aranemorfii de pe grilă lasă secreții de lichid seminal. Apoi păianjenul de pe pânză merge, adunând secreții pe organele de copulare.

După fertilizare, bebelușii sunt formați într-un cocon de rețea protector. Unele femele lasă feromoni pe net - substanțe care atrag partenerii. Spinners înfășoară fire în jurul frunzelor și crenguțelor. Rezultatul sunt manechine pentru a distrage atenția prădătorilor. Peștii de argint care trăiesc în apă fac case cu cavități de aer.

Dimensiunea pânzei depinde de tipul de păianjen. Unele arahnide tropicale creează „capodopere” cu un diametru de 2 m, capabile să țină chiar și o pasăre. Pânzele de păianjen obișnuite sunt mai mici.
Este interesant de știut cât de mult țese un păianjen o pânză. Zoologii au reușit să afle că traversa face față lucrării în câteva ore. Reprezentanții țărilor fierbinți au nevoie de câteva zile pentru a crea modele pentru o suprafață mare. rol principalîn acest proces sunt efectuate de organe speciale.

Structura glandelor păianjen

Pe abdomenul insectei există excrescențe - veruci arahnoizi cu găuri sub formă de tuburi.
Prin aceste canale, un lichid vâscos curge din glanda arahnoidă. Când este expus la aer, gelul se transformă în fibre subțiri.

Compoziția chimică a rețelei

Capacitatea unică a soluției eliberate de a se solidifica este explicată de componentele structurale.

Compoziția lichidului conține o concentrație mare de proteine ​​care conțin următorii aminoacizi:

• glicină;
• alanină;
• serină

Structura cuaternară a proteinei, atunci când este împinsă în afara conductei, se modifică astfel încât să se formeze filamente. Din formațiunile filamentoase, ulterior, se obțin fibre, a căror rezistență
de 4 până la 10 ori puterea unui păr uman.,
De 1,5 - 6 ori mai puternic decât aliajele de oțel.

Acum devine clar cum un păianjen țese o pânză între copaci. Fibrele subțiri și puternice nu se sparg, sunt ușor comprimate, întinse, rotite fără răsucire, conectând ramurile într-o singură rețea.

Scopul vieții unui păianjen este extragerea alimentelor proteice. Răspunsul la întrebarea „De ce păianjenii țes pânze” este evident. În primul rând, pentru vânătoarea de insecte. Ele fac o plasă de capcană cu un design complex. Aspect structurile modelate sunt diferite.

• Cel mai adesea vedem rețele poligonale. Uneori sunt aproape rotunde. Țeserea din păianjeni necesită o îndemânare și răbdare incredibile. Așezate pe ramura de sus, formează un fir care atârnă în aer. Dacă ai noroc, firul se va prinde rapid de ramură loc potrivitși un păianjen, se va muta într-un nou punct pentru munca in continuare. Dacă firul nu se prinde în niciun fel, păianjenul îl trage spre sine, îl mănâncă pentru ca produsul să nu dispară și începe din nou procesul. Formând treptat un cadru, insecta continuă să creeze fundații radiale. Când sunt gata, nu mai rămâne decât să faceți fire de legătură între raze;
• Reprezentanții pâlniei au o abordare diferită. Ei fac o pâlnie și se ascund în partea de jos. Când victima se apropie, păianjenul sare și îl trage în pâlnie;
• Unii indivizi formează o rețea de fire în zig-zag. Probabilitatea ca victima să nu iasă dintr-un astfel de tipar este mult mai mare;
• Păianjenul cu numele „bola” nu se deranjează, învârte doar un fir, pe care se află o picătură de lipici la capăt. Vânătorul trage firul în victimă, lipindu-l strâns;
• Păianjenii - căpcăunii erau și mai vicleni. Fac o plasă mică între labe, apoi aruncă pe obiectul dorit.

Desenele depind de condițiile de viață ale insectelor, de speciile lor.

Concluzie

După ce am aflat cum un păianjen țese o pânză, care sunt trăsăturile sale, rămâne să admirăm această creație a naturii, să încercăm să creăm ceva similar. În modele delicate de șaluri tricotate, meșterițele copiază modele. Antenele, plasele pentru prinderea peștilor și animalelor sunt realizate după scheme similare. Până acum, o persoană nu a fost capabilă să simuleze complet procesul.

Video: Păianjen țese o pânză

Oricine poate îndepărta cu ușurință pânzele de păianjen care atârnă între ramurile unui copac sau sub tavan, în colțul îndepărtat al camerei. Dar puțini oameni știu că dacă țesătura ar avea un diametru de 1 mm, atunci ar putea rezista la o sarcină de aproximativ 200 kg. Sârma de oțel de același diametru poate rezista semnificativ mai puțin: 30–100 kg, în funcție de tipul de oțel. De ce web-ul are proprietăți atât de excepționale?

Unii păianjeni învârt până la șapte tipuri de fire, fiecare având propriul său scop. Firele pot fi folosite nu numai pentru prinderea prăzii, ci și pentru construirea de coconi și parașutism (zburând în sus în vânt, păianjenii pot scăpa de o amenințare bruscă, iar păianjenii tineri se stabilesc în noi teritorii în acest fel). Fiecare tip de pânză este produs de glande speciale.

Pânza folosită pentru prinderea prăzii este formată din mai multe tipuri de fire (Fig. 1): cadru, radial, de capcană și auxiliare. Cel mai interesant oamenii de știință sunt chemați de firul carcasei: are atât rezistență ridicată, cât și elasticitate ridicată - această combinație de proprietăți este unică. Stresul suprem la rupere a firului schelet al păianjenului Araneus diadematus este 1,1–2,7. Pentru comparație: rezistența la tracțiune a oțelului este de 0,4–1,5 GPa, iar cea a unui păr uman este de 0,25 GPa. În același timp, firul carcasei este capabil să se întindă cu 30-35%, iar majoritatea metalelor pot rezista la deformare nu mai mult de 10-20%.

Imaginați-vă o insectă zburătoare care lovește o pânză întinsă. În acest caz, firul pânzei trebuie să se întindă astfel încât energia cinetică a insectei zburătoare să se transforme în căldură. Dacă pânza ar stoca energia primită sub formă de energie elastică de deformare, atunci insecta ar sări de pe pânză ca de pe o trambulină. O proprietate importantă a pânzei este că eliberează o cantitate foarte mare de căldură în timpul întinderii rapide și contracției ulterioare: energia eliberată pe unitate de volum este mai mare de 150 MJ/m 3 (degajări de oțel - 6 MJ/m 3). Acest lucru permite rețelei să disipeze eficient energia de impact și să nu se întindă prea mult atunci când victima este lovită. Pânzele de păianjen sau polimerii cu proprietăți similare ar putea fi materiale ideale pentru armura ușoară.

LA Medicina traditionala există o astfel de rețetă: pe o rană sau abraziune, pentru a opri sângele, puteți atașa o pânză, curățând-o cu grijă de insecte și crenguțe mici înfipte în ea. Se pare că rețeaua are un efect hemostatic și accelerează vindecarea pielii deteriorate. Chirurgii și transplantologii l-ar putea folosi ca material pentru sutura, consolidarea implanturilor și chiar ca preparate pentru organe artificiale. Cu ajutorul rețelei, este posibilă îmbunătățirea semnificativă a proprietăților mecanice ale multor materiale care sunt utilizate în prezent în medicină.

Așadar, web-ul este un material neobișnuit și foarte promițător. Ce mecanisme moleculare sunt responsabile pentru proprietățile sale excepționale?

Suntem obișnuiți cu faptul că moleculele sunt obiecte extrem de mici. Cu toate acestea, acesta nu este întotdeauna cazul: polimerii sunt larg răspândiți în jurul nostru, care au molecule lungi formate din același sau prieten asemanator pe celelalte link-uri. Toată lumea știe că informația genetică a unui organism viu este înregistrată în molecule lungi de ADN. Toată lumea ținea în mână pungi de plastic făcute din molecule lungi de polietilenă împletite. Moleculele de polimer pot atinge dimensiuni uriașe.

De exemplu, masa unei molecule de ADN uman este de aproximativ 1,9·10 12 a.m.u. (cu toate acestea, aceasta este de aproximativ o sută de miliarde de ori mai mare decât masa unei molecule de apă), fiecare moleculă are câțiva centimetri lungime, iar lungimea totală a tuturor moleculelor de ADN uman ajunge la 10 11 km.

Cea mai importantă clasă de polimeri naturali sunt proteinele, ele constau din unități numite aminoacizi. Diferite proteine ​​îndeplinesc funcții extrem de diferite în organismele vii: controlează reacțiile chimice, sunt folosite ca material de construcție, pentru protecție etc.

Firul schelet al pânzei este format din două proteine, care sunt numite spidroins 1 și 2 (din engleză păianjen- păianjen). Spidroinele sunt molecule lungi cu mase cuprinse între 120.000 și 720.000 amu. La diferiți păianjeni, secvențele de aminoacizi ale spidroinelor pot diferi unele de altele, dar toate spidroinele au aspecte comune. Dacă întindeți mental o moleculă lungă de spidroină într-o linie dreaptă și priviți secvența de aminoacizi, se dovedește că aceasta constă în repetarea secțiunilor similare între ele (Fig. 2). Două tipuri de situsuri alternează în moleculă: relativ hidrofile (cele care sunt benefice energetic în contact cu moleculele de apă) și relativ hidrofobe (cele care evită contactul cu apa). La capetele fiecărei molecule, există două regiuni hidrofile care nu se repetă, în timp ce regiunile hidrofobe sunt formate din multe repetări ale unui aminoacid numit alanină.

O moleculă lungă (de exemplu proteină, ADN, polimer sintetic) poate fi reprezentată ca o frânghie încâlcită și mototolită. Nu este dificil să-l întindeți, deoarece buclele din moleculă pot fi îndreptate cu un efort relativ mic. Unii polimeri (cum ar fi cauciucul) se pot întinde până la 500% din lungimea lor inițială. Deci, capacitatea unei rețele (un material format din molecule lungi) de a se deforma mai mult decât metalele nu este surprinzătoare.

De unde puterea web-ului?

Pentru a înțelege acest lucru, este important să urmăriți procesul de formare a firului. În interiorul glandei păianjenului, spidroinele se acumulează ca soluție concentrată. Când se formează filamentul, această soluție părăsește glanda printr-un canal îngust, acest lucru ajută moleculele să se întindă și să le orienteze pe direcția întinderii, iar modificările chimice corespunzătoare fac ca moleculele să se lipească între ele. Fragmente de molecule, constând din alanine, se unesc și formează o structură ordonată asemănătoare unui cristal (Fig. 3). În cadrul unei astfel de structuri, fragmentele sunt stivuite paralel unele cu altele și legate între ele prin legături de hidrogen. Aceste secțiuni, legate între ele, asigură rezistența fibrei. Mărimea tipică a unor astfel de regiuni dens de molecule este de câțiva nanometri. Zonele hidrofile situate în jurul lor se dovedesc a fi pliate aleatoriu, similar frânghiilor mototolite, ele se pot îndrepta și, prin urmare, asigură întinderea pânzei.

Multe materiale compozite, precum materialele plastice armate, sunt construite pe același principiu ca și firul carcasei: într-o matrice relativ moale și mobilă, care permite deformarea, există mici zone dure care fac materialul rezistent. Deși oamenii de știință din materiale au lucrat cu astfel de sisteme de mult timp, compozitele create de om abia încep să se apropie de web în proprietățile lor.

În mod curios, când rețeaua se udă, se micșorează foarte mult (acest fenomen se numește supracontracție). Acest lucru se datorează faptului că moleculele de apă pătrund în fibră și fac regiunile hidrofile dezordonate mai mobile. Dacă pânza este întinsă și lăsată de insecte, atunci într-o zi umedă sau ploioasă se micșorează și, în același timp, își restabilește forma.

Mai notăm caracteristică interesantă formarea firului. Păianjenul trage pânza sub propria greutate, dar pânza rezultată (diametrul firului de aproximativ 1-10 microni) poate susține de obicei o masă de șase ori mai mare decât masa păianjenului în sine. Dacă totuși greutatea păianjenului crește prin rotirea lui într-o centrifugă, acesta începe să secrete o pânză mai groasă și mai durabilă, dar mai puțin rigidă.

Când vine vorba de utilizarea web-ului, se pune întrebarea cum să-l obțineți în cantități industriale. În lume există instalații pentru „muls” păianjeni, care scot firele și le înfășoară pe role speciale. Cu toate acestea, această metodă este ineficientă: pentru a acumula 500 g de pânză, sunt necesari 27 de mii de păianjeni medii. Aici vine în ajutor bioingineria. Tehnologiile moderne fac posibilă introducerea genelor care codifică proteinele web în diferite organisme vii, cum ar fi bacteriile sau drojdia. Aceste organisme modificate genetic devin surse de rețele artificiale. Proteinele obținute prin inginerie genetică sunt numite recombinante. Rețineți că, de obicei, spidroinele recombinante sunt mult mai mici decât cele naturale, dar structura moleculei (alternarea regiunilor hidrofile și hidrofobe) rămâne neschimbată.

Există încredere că pânza artificială nu va fi inferioară celei naturale în proprietățile sale și își va găsi aplicarea practică ca material durabil și prietenos cu mediul. În Rusia, mai multe grupuri științifice din diferite institute sunt implicate în comun în cercetarea proprietăților web-ului. Obținerea unei rețele recombinate se realizează la Institutul de Cercetare de Stat pentru Genetică și Selecția Microorganismelor Industriale, proprietățile fizice și chimice ale proteinelor sunt studiate la Departamentul de Bioinginerie, Facultatea de Biologie, Universitatea de Stat din Moscova. M. V. Lomonosov, produsele din proteine ​​web sunt formate la Institutul de Chimie Bioorganică al Academiei Ruse de Științe, aplicațiile lor medicale sunt tratate la Institutul de Transplantologie și Organe Artificiale.

În secolul al XVIII-lea, un anume Bon din Montpellier și-a tricotat o pereche de ciorapi și mănuși din pânze de păianjen. Această experiență de utilizare a unei pânze de păianjen în scopuri textile s-a dovedit a fi singura. În prezent, web-ul este folosit doar ca punct de vedere al instrumentelor optice de precizie.

Pânza este sintetizată din aminoacizii din sângele păianjenului. Acest lucru se întâmplă în celulele situate în pereții glandelor păianjen. Pânza este produsă în picături; se contopesc în partea centrală goală a glandei. Acest lichid vâscos este de fapt o soluție concentrată de pânze de păianjen. Soluția se acumulează în glande până când păianjenul are nevoie de pânză și este trasă din canalele verucilor de păianjen. Pânza se întinde rapid într-un fir subțire și trece imediat de la o stare vâscoasă la una solidă.

Substanțele care pot fi trase în filamente sunt de obicei polimeri cu greutate moleculară mare. Sunt formate din molecule lungi și subțiri. Moleculele sunt răsucite atunci când sunt în soluție. Cu toate acestea, dacă sunt scoase dintr-o gaură subțire, se desfășoară și sunt situate pe toată lungimea fibrei. Moleculele sunt ținute în această poziție prin legături încrucișate care se formează între lanțurile adiacente.

În mișcare, păianjenul țese de obicei un fir dublu - așa-numitul fir agățat. Îl împiedică să cadă și este atașat cu discuri de atașare ori de câte ori păianjenul trebuie să coboare.

Firul de agățat este uneori întărit cu două fire mai subțiri. De asemenea, sunt utilizate pentru fabricarea cadrului exterior și a filetelor radiale ale plasei de prindere. O altă parte principală a plasei de captare este un fir spiralat; de fapt surprinde muștele care cad pe el.

Întreaga rețea este foarte lipicioasă și extrem de elastică. Este lipicioasă datorită numeroaselor picături de substanță foarte vâscoasă care acoperă ambele pânze de păianjen și le ține împreună. La cel mai mic contact cu un fir vâscos, musca se lipește. Firul se poate întinde fără a se rupe, indiferent cât de puternică este victima. Acest lucru are ca rezultat, de obicei, ca musca să se încurce și în fire lipicioase adiacente. Ținând musca, păianjenul o rotește cu fălcile, unghiile picioarelor și picioarele din față, în timp ce picioarele din spate trag pânza din negii de păianjen. Musca se găsește astfel într-un „bandaj” din pânză de păianjen, iar păianjenul duce adesea victima la adăpostul său, unde fie va fi mâncată imediat, fie va fi agățată „în rezervă”.

Există un alt web; este folosit pentru a face un cocon. Acest fir înfășoară păianjenul în jurul ouălor depuse toamna. Coconul protejează ouăle de vreme rea și de atacurile diverșilor prădători.

Rețeaua este formată din proteine. Se știe că proteinele joacă un rol esențial în structura și funcția tuturor organismelor vii. Ele constau din miozină în mușchi, colagen în țesuturile conjunctive, hemoglobină în sânge, precum și enzime care controlează toate reacțiile chimice dintr-un organism viu.

Proteinele sunt molecule mari construite din douăzeci de aminoacizi diferiți. O moleculă de proteină web poate consta din unul sau mai multe lanțuri legate în una sau mai multe locații. Legăturile încrucișate puternice sunt formate de aminoacidul cistina, care se poate „agăța” de două lanțuri diferite. Cistina poate forma, de asemenea, o legătură între diferite părți ale aceluiași lanț, formând bucle.

Douăzeci de aminoacizi pot forma un număr mare de proteine ​​diferite. Unul dintre obiectivele principale urmărite de chimiștii proteici este de a determina numărul de aminoacizi dintr-o proteină și pozițiile relative ale acestora.

Pentru determinarea compoziției de aminoacizi, acesta este descompus în aminoacizii săi constituenți prin fierbere în acid clorhidric. Apoi toate componentele sunt izolate din amestecul de aminoacizi. În urmă cu douăzeci și cinci de ani, aceasta era o procedură destul de complicată, care necesita mult material și timp și, în plus, nu dădea întotdeauna rezultate precise. În prezent, o analiză completă a aminoacizilor poate fi efectuată pe câteva miligrame de material într-o zi. Oamenii de știință au creat un aparat în care un amestec de aminoacizi este mai întâi descompus în componente, iar apoi numărul lor este înregistrat și înregistrat automat sub formă de grafice.

Aceste metode analitice au fost aplicate în analiza unui număr de pânze de păianjen. Există o mare diferență în compoziția firului de cocon și a firului de agățat. Principalii aminoacizi ai primului sunt alanina și serina, al doilea sunt glicina și alanina. Mai mult de jumătate din proteină în fiecare caz este formată din doar doi aminoacizi, deși mulți alți aminoacizi sunt prezenți în ei. Mai ales în rețeaua de aminoacizi cu lanțuri laterale foarte scurte.

Este foarte important să știi cum sunt aranjați aminoacizii într-o proteină. Dar acest lucru încă nu face posibilă explicarea tuturor proprietăților fibrelor. Aceste proprietăți depind în mare măsură de modul în care sunt aranjate lanțurile unul față de celălalt.

În 1913, Tatăl și Fiul Braggy au arătat că un cristal din orice substanță rotită în raze X le reflectă la anumite unghiuri specifice, deoarece este format din atomi ordonați care formează planuri de reflexie. În același an, doi japonezi - Nikishawa și Ono - au descoperit că multe fibre care ar fi trebuit să nu aibă structură cristalină dau și ele anumite reflexii.

Razele X existente ale filamentelor arahnoide par neobservate în comparație cu razele X ale cristalelor adevărate, dar pot oferi informații semnificative despre structura rețelei. Faptul că un astfel de model de raze X conține pete indică prezența unor regiuni cristaline în fibrele rețelei, care au un aranjament ordonat de atomi. Meritul pentru determinarea structurii acestor regiuni cristaline aparține în primul rând profesorului Linus Pauling de la Institutul de Tehnologie din California și profesorului Warwicker.

Datorită acestor studii, știm că aproape toate tipurile de rețele au o structură similară. O idee aproximativă despre aceasta poate fi obținută prin trasarea mai multor linii paralele echidistante pe o bucată de hârtie și apoi adunând această foaie în pliuri în unghi drept față de linii. Liniile reprezintă lanțuri peptidice lungi, iar locurile în care se intersectează cu pliurile indică pozițiile atomilor de carbon din care se extind lanțurile laterale. Ele merg în unghi drept față de planul foii.

Acum luați în considerare un număr de foi similare puse împreună; densitatea „ambalajului” lor va depinde de mărimea grupurilor I. Aproape toate benzile au lanțuri dispuse în mod similar în cadrul foilor și diferă doar prin distanța dintre foi: variază de la 3,3 la 15,6 angstromi.

Firul pânzei de dedesubt este cilindri lungi, regulați, cu o secțiune transversală circulară aproape regulată. O modalitate de a compara finețea fibrelor este de a indica greutatea unei anumite lungimi de fibre. Pentru o rețea, este de obicei exprimată în denier - greutatea în grame a 9 kilometri de fir. În acest sistem de măsurare, un fir de vierme de mătase cântărește 1 denari, în timp ce părul uman cântărește 40-50 de denari. Greutatea firului de cocon de păianjen este de 0,7 denari, iar firul de agățat este și mai puțin, de 0,07 denari. Un fir de agățat împletit în jurul globului la ecuator ar cântări doar aproximativ 340 de grame.

Rezistența și proprietățile de tracțiune ale firelor sunt importante pentru industria textilă. Pentru a compara fire de diferite grosimi, rezistența lor este de obicei exprimată în termeni de rezistență la tracțiune, adică în termeni de sarcină de rupere împărțită la denier. Rezistența la tracțiune este astfel exprimată în grame per denier. Rezistența medie la rupere a firelor de cocon este de 2,2 g/denier, iar cea a firului de agățat este de 7,8 g/denier. Alungirea până la momentul ruperii ajunge la 46%, respectiv 31%.

Spre deosebire de firul de agățat, firul de cocon este relativ fragil, iar acest lucru se datorează scopului său. Ea nu trebuie să reziste la stres mari, sarcina ei este să creeze înveliș de protecție pentru ouă de cocon. Pentru a face acest lucru, păianjenul țese un fir cu șase straturi dintr-un fir ondulat. Fiecare fir al coconului este format din șase pânze de păianjen. Acest înveliș de bandă amintește de firul voluminos care a fost dezvoltat în anul trecut pentru fabricarea tricotajelor elastice din fibre artificiale.

Firul spiralat al plasei de prindere, care formează o capcană de pânză lipicioasă, este foarte elastic. Expansiunea și contracția sa sunt complet reversibile și, în acest sens, seamănă cu cauciucul.

Unul dintre obiectivele industriei materialelor sintetice este de a oferi clienților materiale cu proprietăți specifice. Țesătura pentru lenjerie de corp, de exemplu, trebuie să rețină căldura și să absoarbă umezeala, în timp ce cordonul anvelopei are nevoie de o țesătură foarte puternică.

Dezvoltarea fibrelor proteice artificiale este încă la început, deoarece nu suntem încă capabili să creăm lanțuri lungi cu o structură complexă de aminoacizi. Puteți, totuși, să luați un aminoacid și să-l polimerizați în lanțuri lungi, cum ar fi polialanina sau polialanina și metil glutamag, pentru a obține țesuturi bune din ele. De asemenea, este posibil să se obțină polimeri cu greutate moleculară mare cu o secvență de dipeptidă repetată, de exemplu, ... glicină - alanină - glicină - alanină - glicină-alanină ...

Studiul suplimentar al diferitelor tipuri de rețele este modalitatea care ne va ajuta cu siguranță în crearea fibrelor proteice artificiale.

P.S. Despre ce mai vorbesc oamenii de știință britanici: că în viitor, pe baza unui studiu mai detaliat, molecular, atât al firului de păianjen, cât și al altor materiale naturale, oamenii de știință vor putea obține diverse lucruri ultra-utile pentru viața noastră de zi cu zi, de exemplu , datorie grea
produse din beton armat din polimeri speciali sau ceva de genul asta.

Întrebare stupidă la prima vedere: desigur, oțel! se rupe la cea mai mică atingere a mâinii, iar podul de oțel poate rezista greutății a sute de mașini și camioane care trec peste el. Dar o pânză de păianjen este alcătuită din fire incredibil de subțiri. Dacă sârma de oțel ar fi de aceeași grosime neglijabilă, plasa de prindere din el nici nu ar putea suporta greutatea păianjenului ei. Iar un pod construit din pânze de păianjen nu s-ar fi prăbușit din cauza unui trafic mai aglomerat – și, în același timp, ar fi fost mult mai ușor decât oțelul. Pânza de păianjen este un material unic care combină rezistența uimitoare cu elasticitatea. Până acum, omenirea nu a reușit să o reproducă.

Păianjenii care țes orb-și țes pânzele de capcană conform unui plan strict definit. În primul rând, ei construiesc un cadru sub forma literei latine „Y” (1), apoi îl întăresc cu fire suplimentare și, în cele din urmă, țes o spirală lipicioasă pentru a prinde insectele.

Pânza de păianjen se formează ca urmare a întăririi unui fluid vâscos care este eliberat din găurile din partea superioară a pânzelor de păianjen.

De ce nu se încurcă un păianjen în propria pânză?

Pânzele de păianjen sunt structuri uimitoare. Păianjenului din pânză orb îi ia câteva ore pentru a țese o pânză mare în spirală și aproape în fiecare zi această clădire este reparată și actualizată. Prins într-o pânză de păianjen, aproape că nu există nicio șansă să ieși din ea. Iar păianjenii din genul Nephila (Nephila), cunoscuți și sub denumirea de păianjeni de banane sau arbori giganți, țes pânze uriașe în care chiar și păsările mici se pot încurca. Țesută din fire mătăsoase elastice rezistente, o astfel de plasă nu se rupe, ci doar se întinde sub greutatea victimei. În plus, firele de pânză sunt acoperite cu un strat subțire de lichid lipicios care ține insecta strâns în pânză. Cu cât victima luptă mai disperată pentru libertatea sa, cu atât se încurcă mai mult în rețea. Păianjenul, așezat în centrul pânzei, prinde vibrațiile pânzei cu picioarele, se târăște până la pradă și o ucide cu o mușcătură de chelicera. Proprietarul său nu se teme să se încurce în propria sa rețea: atunci când construiește o rețea, a așezat „căi” în ea din fire neadezive. Doar aceste căi sunt folosite de păianjen, care rulează de-a lungul pânzei sale de capcană.