Паутина и шёлк
Шелк паука - необычный материал. Одна из его особенностей - огромная прочность. Нить шелка толщиной с карандаш способна остановить Боинг-747, летящий на полной скорости. Мы все еще не можем создать такой материал, несмотря на все наши технологические достижения. У паука есть несколько желез, расположенных в животе, которые производят паутинный шелк. Каждая железа производит шелк для особой цели. Известны семь различных желез. Но разные виды пауков обладают только несколькими из этих желез, а не всеми сразу.
Железы известные как Glandula Ampulleceae - главная и вспомогательная используются для производства шелка нитей для перемещения. Glandula Pyriformes используется для производства нитей для прикрепления. Glandula Aciniformes производит нити для герметизации добычи. Glandula Tubiliformes производит нить для коконов. Glandula Coronatae используется для производства липких нитей.
Обычно у паука есть три пары прядильных органов. Но есть пауки только с одной парой или даже четырьмя парами прядильных органов. У каждого прядильного органа своя собственная функция. В прядильных органах есть маленькие трубы, которые связаны с железами. Число труб варьируется от 2 до 50.000.
 |
 |
Spinners
|
Человеческий глаз способен различать объекты с диаметром 25 мкм на расстоянии 10 см. Средний диаметр нити паука-кругопряда около 0,15 мм. Самая тонкая измеренная нить была лишь 0,02 мм. Поэтому мы способны видеть паутину только из-за отражения нитью солнечного света. Но эта тонкая нить способна остановить пчелу, летящую на полной скорости. Эта нить не только очень крепкая, но также и очень упругая. Благодаря этим свойствам шелк паука жестче, чем любые другие материалы или металлы, известные нам. Прочность материала измеряется в единицах, называемых dernier (1 dernier = 1 г на 9000 м). Нить паука имеет прочность от 5 до 8. Это означает, что нить из шелка паука разрушится под собственным весом при ее длине 45 - 72 км. Сопоставимыми материалами являются нейлон и стекло. Сталь имеет прочность приблизительно равную 3.
 |
 |
Фиброин
|
Растянушел тый к в 1, 5 и 20 раз
|
Из чего сделаны нити паутины? Из белка, молекулярной массы 30.000 Dalton, и производится специальными железами. Вне желез он полимеризируется в молекулу, назваемую фиброин с молекулярной массой около 300.000 Dalton. До сих пор не ясно, что активизирует процесс полимеризации.
Почему шелк, сделанный из белка, не разлагается грибками и бактериями, подобно всем другим белкам? Мы запасаем белки приготавливая пищу путем консервирования, сушки или добавления кислоты. В шелке паука есть три вещества, которые способствуют его долговечности: пиролидин, гидрофосфат калия и нитрат калия. Пиролидин можно найти в красителях и растительных ядах, он очень гигроскопичен (сильно впитывает воду). Это вещество предотвращает нить от засыхания. Пиролидин также содержится в клее ловчей сети в высокой концентрации. Гидрофосфат калия делает нить кислотной и предотвращает грибковый и бактериальный рост. Низкий pH вызывает денатурацию белков (делает их нерастворимыми). Это явление мы может наблюдать в кислом молоке. Нитрат калия предотвращает рост бактерий и грибков.
Нить паука-кругопряда Araneus diadematus очень упругая, и может быть растянута на 30-40%, прежде чем оборвется. Сталь может быть растянута только на 8%, а нейлон - где-то на 20%. На фотографии (см. выше) можно видеть, что нить паука Stegodyphus sarasinorum из-за техники переплетения может быть растянута на длину в 20 раз большую ее первоначальной длины.
Большинство пауков-кругопрядов пускают свои сети в оборот. Плетение сети отнимает много ресурсов паука. Так как они должны регулярно возобновлять сеть, они едят шелк. Только главная нить сети оставляется неповрежденной. Поэтому по утрам они обычно ткут новую сеть.
Изучая нити пауков, можно выделить две группы Cribellate и E-cribellate.
Cribellate пауки прядут тонкую пушистую паутину. Для этого у них есть структуры, подобные расческам (calamistrum), на metatarsus или на tarsus четвертых пар ног и орган cribellum, производящий дополнительный шелк расположенного перед прядильными органами spinners. Шелк вытягивается из cribellum и затем расчесывается в шерстистую структуру. Расчесанный шелк состоит из тысяч маленьких нитей, прикрепленных к более толстой. На нитях нет никакого клея, но насекомое застревает своими волосками на их теле в шелке. Более толстые нити в паутине предотвращают шелк от разрывания, не давая насекомому выбраться.
|
Четвертая нога cribellate паука
|
 |
 |
 |
Cribellate паук
|
E-cribellate паук
|
Cribellum of Aumaurobius similis
|

|
|