Záhady webu. Aký význam majú siete v živote pavúkov? Ako pavúky používajú siete?

Ktokoľvek môže ľahko odstrániť pavučiny visiace medzi konármi stromu alebo pod stropom vo vzdialenom rohu miestnosti. Málokto však vie, že ak by mala stojina priemer 1 mm, mohla by vydržať zaťaženie s hmotnosťou približne 200 kg. Oceľový drôt rovnakého priemeru vydrží podstatne menej: 30–100 kg, v závislosti od typu ocele. Prečo má web také výnimočné vlastnosti?

Niektoré pavúky spriadajú až sedem typov vlákien, z ktorých každý má svoj vlastný účel. Nite sa dajú použiť nielen na chytanie koristi, ale aj na stavbu kukiel a zoskok padákom (vzletom vo vetre môžu pavúky uniknúť pred náhlou hrozbou a mladé pavúky sa tak šíria na nové územia). Každý typ tkaniny je vyrobený špeciálnymi žľazami.

Pavučina slúžiaca na chytanie koristi pozostáva z niekoľkých druhov nití (obr. 1): rámové, radiálne, lapacie a pomocné. Najväčší záujem vedcov je o rámový závit: má vysokú pevnosť a vysokú elasticitu - práve táto kombinácia vlastností je jedinečná. Maximálna pevnosť v ťahu závitu rámu pavúka Araneus diadematus je 1,1 – 2,7. Pre porovnanie: pevnosť v ťahu ocele je 0,4–1,5 GPa a pevnosť ľudských vlasov 0,25 GPa. Závit rámu sa zároveň môže natiahnuť o 30–35% a väčšina kovov vydrží deformáciu maximálne 10–20%.

Predstavme si lietajúci hmyz, ktorý zasiahne natiahnutú sieť. V tomto prípade sa vlákno pavučiny musí natiahnuť, aby sa kinetická energia lietajúceho hmyzu premenila na teplo. Ak by pavučina uchovala prijatú energiu vo forme energie elastickej deformácie, potom by sa hmyz od pavučiny odrážal ako od trampolíny. Dôležitou vlastnosťou tkaniny je, že pri rýchlom naťahovaní a následnom sťahovaní uvoľňuje veľmi veľké množstvo tepla: uvoľnená energia na jednotku objemu je viac ako 150 MJ/m 3 (oceľ uvoľňuje 6 MJ/m 3 ). To umožňuje pavučine efektívne rozptýliť energiu nárazu a príliš sa nenaťahovať, keď je v nej obeť zachytená. Pavučina alebo polyméry s podobnými vlastnosťami by mohli byť ideálnymi materiálmi pre ľahké nepriestrelné vesty.

V ľudovom liečiteľstve existuje taký recept: na zastavenie krvácania môžete na ranu alebo odreninu priložiť pavučinu, opatrne ju očistiť od hmyzu a malých vetvičiek, ktoré v nej uviazli. Ukazuje sa, že pavučiny majú hemostatický účinok a urýchľujú hojenie poškodenej kože. Chirurgovia a transplantológovia by ho mohli použiť ako materiál na šitie, spevnenie implantátov a dokonca aj ako polotovar pre umelé orgány. Pomocou pavučín možno výrazne zlepšiť mechanické vlastnosti mnohých materiálov, ktoré sa v súčasnosti používajú v medicíne.

Pavučina je teda nezvyčajný a veľmi sľubný materiál. Aké molekulárne mechanizmy sú zodpovedné za jeho výnimočné vlastnosti?

Sme zvyknutí na to, že molekuly sú extrémne malé predmety. Nie je to však vždy tak: okolo nás sú rozšírené polyméry, ktoré majú dlhé molekuly pozostávajúce z rovnakých alebo podobných jednotiek. Každý vie, že genetická informácia živého organizmu je zaznamenaná v dlhých molekulách DNA. Všetci držali v rukách igelitové vrecká, pozostávajúce z dlhých prepletených polyetylénových molekúl. Molekuly polymérov môžu dosiahnuť obrovské veľkosti.

Napríklad hmotnosť jednej molekuly ľudskej DNA je približne 1,9·1012 amu. (to je však približne stomiliardkrát viac ako hmotnosť molekuly vody), dĺžka každej molekuly je niekoľko centimetrov a celková dĺžka všetkých molekúl ľudskej DNA dosahuje 10 11 km.

Najdôležitejšou triedou prírodných polymérov sú proteíny; pozostávajú z jednotiek nazývaných aminokyseliny. Rôzne proteíny vykonávajú v živých organizmoch mimoriadne odlišné funkcie: riadia chemické reakcie, používajú sa ako stavebné materiály, na ochranu atď.

Lešenárske vlákno siete sa skladá z dvoch proteínov, ktoré sa nazývajú spidroins 1 a 2 (z angl. pavúk- pavúk). Spidroíny sú dlhé molekuly s hmotnosťou od 120 000 do 720 000 amu. Aminokyselinové sekvencie spidroínov sa môžu líšiť od pavúka k pavúku, ale všetky pavúky majú spoločné znaky. Ak mentálne natiahnete dlhú molekulu spidroínu v priamke a pozriete sa na sekvenciu aminokyselín, ukáže sa, že pozostáva z opakujúcich sa úsekov, ktoré sú si navzájom podobné (obr. 2). V molekule sa striedajú dva typy oblastí: relatívne hydrofilné (tie, ktoré sú energeticky priaznivé pre kontakt s molekulami vody) a relatívne hydrofóbne (tie, ktoré sa vyhýbajú kontaktu s vodou). Na koncoch každej molekuly sú dve neopakujúce sa hydrofilné oblasti a hydrofóbne oblasti pozostávajú z mnohých opakovaní aminokyseliny nazývanej alanín.

Dlhú molekulu (napr. proteín, DNA, syntetický polymér) si možno predstaviť ako pokrčené, zamotané lano. Natiahnutie nie je ťažké, pretože slučky vo vnútri molekuly sa môžu narovnať, čo si vyžaduje relatívne malé úsilie. Niektoré polyméry (napríklad guma) sa môžu natiahnuť až o 500 % svojej pôvodnej dĺžky. Takže schopnosť pavučín (materiál vyrobený z dlhých molekúl) deformovať sa viac ako kovy nie je prekvapujúca.

Odkiaľ pochádza sila webu?

Aby sme to pochopili, je dôležité sledovať proces tvorby nití. Vo vnútri pavúčej žľazy sa pavúky hromadia vo forme koncentrovaného roztoku. Keď sa vlákno vytvorí, tento roztok opustí žľazu cez úzky kanál, čo pomáha natiahnuť molekuly a orientovať ich v smere natiahnutia a zodpovedajúce chemické zmeny spôsobia, že sa molekuly zlepia. Fragmenty molekúl pozostávajúce z alanínov sa spájajú a vytvárajú usporiadanú štruktúru, podobnú kryštálu (obr. 3). Vo vnútri takejto štruktúry sú fragmenty položené navzájom paralelne a navzájom spojené vodíkovými väzbami. Práve tieto oblasti, vzájomne prepojené, poskytujú vláknu pevnosť. Typická veľkosť takýchto husto zložených oblastí molekúl je niekoľko nanometrov. Hydrofilné oblasti nachádzajúce sa okolo nich sú náhodne zvinuté, podobne ako pokrčené laná, môžu sa narovnať a tým zabezpečiť natiahnutie tkaniny.

Mnohé kompozitné materiály, ako sú vystužené plasty, sú konštruované na rovnakom princípe ako lešenársky závit: v relatívne mäkkej a pružnej matrici, ktorá umožňuje deformáciu, sú malé tvrdé oblasti, vďaka ktorým je materiál pevný. Hoci materiáloví vedci s podobnými systémami pracujú už dlho, umelé kompozity sa svojimi vlastnosťami iba začínajú približovať pavučinám.

Je zaujímavé, že keď sa sieť namočí, veľmi sa stiahne (tento jav sa nazýva superkontrakcia). K tomu dochádza, pretože molekuly vody prenikajú do vlákna a robia neusporiadané hydrofilné oblasti mobilnejšími. Ak sa pavučina natiahla a prepadla kvôli hmyzu, potom sa vo vlhkom alebo daždivom dni stiahne a zároveň obnoví svoj tvar.

Všimnime si tiež zaujímavú vlastnosť tvorby vlákna. Pavúk pod vplyvom vlastnej hmotnosti predĺži sieť, ale výsledná sieť (priemer závitu približne 1–10 μm) zvyčajne unesie šesťnásobok hmotnosti samotného pavúka. Ak zvýšite hmotnosť pavúka otáčaním v odstredivke, začne vylučovať hrubšiu a odolnejšiu, no menej tuhú pavučinu.

Pri používaní pavučín vyvstáva otázka, ako ich získať v priemyselných množstvách. Vo svete existujú inštalácie na „dojenie“ pavúkov, ktoré vyťahujú nite a navíjajú ich na špeciálne cievky. Táto metóda je však neúčinná: na nahromadenie 500 g siete je potrebných 27 000 stredne veľkých pavúkov. A tu prichádza na pomoc výskumníkom bioinžinierstvo. Moderné technológie umožňujú zaviesť gény kódujúce proteíny pavučiny do rôznych živých organizmov, ako sú baktérie alebo kvasinky. Tieto geneticky modifikované organizmy sa stávajú zdrojmi umelých sietí. Proteíny produkované genetickým inžinierstvom sa nazývajú rekombinantné. Všimnite si, že zvyčajne sú rekombinantné spidroíny oveľa menšie ako prirodzené, ale štruktúra molekuly (striedanie hydrofilných a hydrofóbnych oblastí) zostáva nezmenená.

Existuje istota, že umelý web nebude svojimi vlastnosťami horší ako prírodný a nájde svoje praktické uplatnenie ako odolný a ekologický materiál. V Rusku niekoľko vedeckých skupín z rôznych inštitútov spoločne študuje vlastnosti webu. Výroba rekombinantnej pavučiny sa uskutočňuje v Štátnom výskumnom ústave genetiky a selekcie priemyselných mikroorganizmov, fyzikálne a chemické vlastnosti proteínov sa študujú na Katedre bioinžinierstva Biologickej fakulty Moskovskej štátnej univerzity. M.V. Lomonosova, produkty z pavúčích proteínov vznikajú v Ústave bioorganickej chémie Ruskej akadémie vied a ich medicínske aplikácie sa študujú na Ústave transplantológie a umelých orgánov.

Väčšina ľudí nemá rada pavúky alebo sa ich dokonca bojí. O nič lepšie nezaobchádzajú s pavučinami, účinnou pascou, s ktorou pavúky chytajú svoje obete. Medzitým je web jedným z najdokonalejších výtvorov prírody, ktorý sa vyznačuje množstvom úžasných vlastností.

Spočiatku sa sieťovina skladuje v tekutej forme

Vo vnútri pavúka je sieťovina uložená v tekutej forme a je to proteín s vysokým obsahom glycínu, serínu a alanínu. Keď sa kvapalina uvoľní cez zvlákňovacie trubice, okamžite stuhne a zmení sa na sieť.

Nie všetky siete sú lepkavé

Radiálne vlákna pavučiny, po ktorých sa pavúk zvyčajne pohybuje vo svojej pasci, neobsahujú lepiacu látku. Záchytné nite - tenšie a ľahšie - sú usporiadané do krúžkov a pokryté drobnými kvapôčkami lepiacej hmoty. Práve na nich sa lepia nepozorné obete pavúka.

Ale aj keď je pavúk z nejakého dôvodu nútený prejsť z radiálneho vlákna na kruhový, stále sa neprilepí: je to všetko o chĺpkoch, ktoré pokrývajú nohy článkonožca. Keď pavúk stúpi labkou na vlákno, chĺpky zbierajú všetky lepkavé kvapky. Keď pavúk zdvihne nohu, kvapky z chĺpkov opäť stekajú na vlákno siete.

Pevnosť siete je ovplyvnená svetlom, teplotou a vlhkosťou

Lepidlo, ktoré drží vlákna tkaniny pohromade, mení svoju lepivosť v závislosti od poveternostných podmienok. Zistilo sa, že udržiavanie siete na suchom a horúcom mieste znižuje jej pevnosť. Priame slnečné svetlo ešte viac oslabí spojenia medzi vláknami a sieť bude ešte menej pevná.

Pavúky používajú siete na viac ako len na chytanie koristi.

Pavúky používajú siete na viac ako len na vytváranie vynikajúcich pascí. Niektoré druhy napríklad využívajú siete na hry na párenie – samice nechávajú dlhú niť, po ktorej môže okoloidúci samec dosiahnuť vytúžený cieľ.

Pavúky často tkajú siete okolo svojich nôr. Iní používajú nite ako laná na zliezanie. Ak pavúk žije vo výške, môže pod prístreškom natiahnuť niekoľko bezpečnostných nití, aby sa pri páde o ne mohol zachytiť.

Originálny spôsob využitia pavučín našli niektorí zástupcovia čeľade guľovitých pavúkov, ktorí žijú v amazonskom dažďovom pralese. Niekoľko vetiev splietajú niťou tak, aby vyzerali ako hmyz. Potom, keď sa pavúk presunul na určitú vzdialenosť, potiahne vlákna, čo spôsobí pohyb figuríny a napodobňuje pohyby hmyzu. Táto metóda pomáha pavúkom odvrátiť pozornosť predátorov a kým nepriateľ skúma figurínu, článkonožec má možnosť uniknúť.

Niektoré druhy pavúkov zanechávajú na svojej sieti elektrický náboj.

Skutočným prekvapením bola správa, že pavúky druhu Uloborus Plumipes si ju pri tkaní ultratenkých pavučín navyše obtierajú nohami, čím pasca dostáva elektrický náboj. Keď sa pri pavučine objaví hmyz s elektrostatickým nábojom, pasca sa k nemu okamžite pritiahne rýchlosťou asi 2 m/s.

Niektoré weby sú úžasne dlhé

Sieť samíc darwanských pavúkov dokáže vystrašiť aj toho najodvážnejšieho človeka: jej lovná plocha môže dosiahnuť 28 000 cm² a dĺžka niektorých vlákien je až 28 metrov!

Upevňovacie nite takýchto pásov sú zároveň vysoko odolné: sú napríklad 10-krát pevnejšie ako Kevlar, materiál, ktorý sa používa ako výstužný komponent nepriestrelnej vesty.

Niektoré pavúky dokážu spriadať siete aj pod vodou

Hovoríme o striebornom pavúkovi, ktorý vydrží dlho pod vodou. Pri ponorení do vody sa medzi chĺpkami jeho brucha zachytia vzduchové bubliny, ktoré pavúk používa na dýchanie pod vodou.

Pavúky patria k najstarším obyvateľom Zeme: stopy prvých pavúkovcov sa našli v horninách starých 340 – 450 miliónov rokov. Pavúky sú o 200 až 300 miliónov rokov staršie ako dinosaury a o viac ako 400 miliónov rokov staršie ako prvé cicavce. Príroda mala dosť času nielen zvýšiť počet druhov pavúkov (známych je asi 60 tisíc), ale aj vybaviť mnohé z týchto osemnohých predátorov úžasným prostriedkom lovu - sieťou. Vzor siete sa môže líšiť nielen medzi rôznymi druhmi, ale aj medzi jedným pavúkom v prítomnosti určitých chemikálií, ako sú výbušniny alebo narkotiká. Pavúky sa dokonca chystali vypustiť do vesmíru, aby študovali vplyv mikrogravitácie na štruktúru siete. Najviac záhad však skrývala látka, ktorá tvorí web.

Sieť, podobne ako naše vlasy, srsť zvierat a nite priadky morušovej, pozostáva hlavne z bielkovín. Ale polypeptidové reťazce v každom pavúkovom vlákne sú prepletené takým nezvyčajným spôsobom, že nadobudli takmer rekordnú silu. Jedno vlákno vyrobené pavúkom je silné ako oceľový drôt rovnakého priemeru. Lano utkané z pavučiny, hrubé len ako ceruzka, dokázalo udržať na svojom mieste buldozér, tank a dokonca aj taký výkonný airbus, akým je Boeing 747. Ale hustota ocele je šesťkrát väčšia ako hustota pavučín.

Je známe, aká vysoká je pevnosť hodvábnych nití. Klasickým príkladom je pozorovanie arizonského lekára ešte v roku 1881. Pred týmto lekárom sa odohrala prestrelka, pri ktorej zahynul jeden zo strelcov. Dve guľky zasiahli hruď a prešli rovno. Zároveň zo zadnej časti každej rany trčali kúsky hodvábnej vreckovky. Guľky prešli cez odev, svaly a kosti, no nedokázali roztrhnúť hodváb, ktorý sa im dostal do cesty.

Čím to je, že sa v technike používajú oceľové konštrukcie, a nie ľahšie a pružnejšie - vyrobené z materiálu podobného pavučinám? Prečo nie sú hodvábne padáky nahradené rovnakým materiálom? Odpoveď je jednoduchá: skúste vyrobiť taký materiál, ktorý pavúky ľahko vyrábajú každý deň - nebude to fungovať!

Vedci z celého sveta už dlho študovali chemické zloženie siete osemnohých snovačov a dnes je obraz jej štruktúry viac-menej úplne odhalený. Vlákno tkaniny má vnútorné jadro z proteínu nazývaného fibroín a toto jadro obklopujú sústredné vrstvy glykoproteínových nanovlákien. Fibroín tvorí približne 2/3 hmoty pavučiny (rovnako ako, mimochodom, vlákno z prírodného hodvábu). Je to viskózna, sirupovitá kvapalina, ktorá na vzduchu polymerizuje a tvrdne.

Glykoproteínové vlákna, ktorých priemer môže byť len niekoľko nanometrov, môžu byť umiestnené rovnobežne s osou fibroínového vlákna alebo tvoria špirály okolo vlákna. Glykoproteíny - komplexné bielkoviny, ktoré obsahujú sacharidy a majú molekulovú hmotnosť od 15 000 do 1 000 000 amu - sú prítomné nielen v pavúkoch, ale aj vo všetkých tkanivách zvierat, rastlín a mikroorganizmov (niektoré bielkoviny v krvnej plazme, svalových tkanivách, bunkových membránach atď. .).

Pri tvorbe pavučiny sa glykoproteínové vlákna navzájom spájajú vodíkovými väzbami, ako aj väzbami medzi skupinami CO a NH a značný podiel väzieb vzniká v pavúkovitých žľazách pavúkovcov. Molekuly glykoproteínu môžu vytvárať tekuté kryštály s tyčinkovitými fragmentmi, ktoré sa navzájom rovnobežne hromadia, čím dodávajú štruktúre pevnosť pevnej látky pri zachovaní schopnosti tiecť ako kvapalina.

Hlavnými zložkami siete sú najjednoduchšie aminokyseliny: glycín H 2 NCH 2 COOH a alanín CH 3 CHNH 2 COOH. Web obsahuje aj anorganické látky – hydrogénfosforečnan draselný a dusičnan draselný. Ich funkcie sa redukujú na ochranu pavučiny pred hubami a baktériami a pravdepodobne vytvárajú podmienky pre tvorbu samotnej nite v žľazách.

Charakteristickým rysom webu je jeho šetrnosť k životnému prostrediu. Pozostáva z látok, ktoré sú ľahko absorbované prírodným prostredím a nepoškodzujú toto prostredie. V tomto ohľade nemá web žiadne analógy vytvorené ľudskou rukou.

Pavúk dokáže vyrobiť až sedem nití rôznej štruktúry a vlastností: niektoré na chytanie „sietí“, iné na vlastný pohyb, iné na signalizáciu atď. Takmer všetky tieto nite by našli široké uplatnenie v priemysle a bežnom živote, ak by by bolo možné zaviesť ich rozsiahlu výrobu. Je však sotva možné „skrotiť“ pavúky, ako sú priadky morušové, alebo organizovať jedinečné pavúčie farmy: agresívne návyky pavúkov a individuálne vlastnosti v ich charaktere to pravdepodobne neumožňujú. A na výrobu len 1 m sieťoviny je potrebná „práca“ viac ako 400 pavúkov.

Je možné reprodukovať chemické procesy, ktoré prebiehajú v tele pavúkov a kopírovať prírodný materiál? Vedci a inžinieri už dávno vyvinuli technológiu Kevlar - aramidové vlákno:

vyrábané v priemyselnom meradle a blížiace sa vlastnostiam pavučín. Kevlarové vlákna sú päťkrát slabšie ako pavučiny, no stále sú také pevné, že sa z nich vyrábajú ľahké nepriestrelné vesty, prilby, rukavice, laná atď. Kevlar sa však vyrába v horúcich roztokoch kyseliny sírovej, zatiaľ čo pavúky vyžadujú pravidelnú teplotu. Chemici zatiaľ k takýmto podmienkam nevedia pristupovať.

Biochemici sa však priblížili k riešeniu problému materiálovej vedy. Najprv boli identifikované a dešifrované pavúčie gény, čím sa naprogramovalo vytváranie vlákien jednej alebo druhej štruktúry. Dnes to platí pre 14 druhov pavúkov. Potom americkí špecialisti z niekoľkých výskumných centier (každá skupina nezávisle) zaviedli tieto gény do baktérií a snažili sa získať potrebné proteíny v roztoku.

Vedci z kanadskej biotechnologickej spoločnosti Nexia zaviedli takéto gény do myší, potom prešli na kozy a kozy začali produkovať mlieko s rovnakým proteínom, ktorý tvorí vlákno siete. V lete 1999 boli dva africké trpaslíky, Peter a Webster, geneticky naprogramované na produkciu kôz, ktorých mlieko obsahovalo tento proteín. Toto plemeno je dobré, pretože potomstvo sa stáva dospelým vo veku troch mesiacov. Spoločnosť stále mlčí o tom, ako vyrábať vlákna z mlieka, ale už zaregistrovala názov nového materiálu, ktorý vytvorila - „BioSteel“. Článok o vlastnostiach „bioocele“ bol publikovaný v časopise „Science“ („Science“, 2002, roč. 295, s. 427).

Nemeckí špecialisti z Gaterslebenu sa vydali inou cestou: do rastlín – zemiakov a tabaku – vniesli gény podobné pavúkom. Podarilo sa im získať až 2 % rozpustných bielkovín v hľuzách zemiakov a listoch tabaku, pozostávajúcich najmä zo spidroínu (hlavný fibroín pavúkov). Očakáva sa, že keď sa množstvo vyprodukovaného spidroínu stane významným, najskôr sa použije na výrobu lekárskych obväzov.

Mlieko získané z geneticky modifikovaných kôz možno len ťažko odlíšiť chuťou od mlieka prírodného. Geneticky modifikované zemiaky sú podobné bežným: v zásade sa dajú aj variť a vyprážať.

Článok do súťaže „bio/mol/text“: Web je jedným z úžasných technologických objavov prírody. Článok hovorí o možnostiach využitia pavučín na výrobu lekárskych obväzov. Autor sa delí o svoje skúsenosti so zvyšovaním „produktivity“ pavúkov a výberom optimálnych podmienok pre ich chov.

Poznámka!

Od redaktora

Biomolekula si cení zvedavosť a záujem o vynálezy. Po druhýkrát v súťaži „bio/mol/text“ sa vynálezca Yuri Shevnin podelí o svoje nápady a objavy s publikom nášho portálu. Na redakciu zapôsobil tvorivý prístup a chuť autora podeliť sa o poznatky s ostatnými, no treba mať na pamäti, že tento článok nie je rigoróznou vedeckou štúdiou a nové lekárske obväzy v ňom popísané ešte vyžadujú testovanie možnosti aplikácie v klinickej praxi.

Sponzorom nominácie „Najlepší článok o mechanizmoch starnutia a dlhovekosti“ je nadácia Science for Life Extension Foundation. Cenu publika sponzoroval Helicon.

Sponzori súťaže: Biotechnologické výskumné laboratórium 3D Bioprinting Solutions a vedecká grafika, animačné a modelovacie štúdio Visual Science.

Vošiel som do ďalšej miestnosti, kde boli steny a strop úplne pokryté pavučinami, s výnimkou úzkeho priechodu pre vynálezcu. Len čo som sa objavil vo dverách, ten nahlas zakričal, aby som si dal pozor a neroztrhol mu pavučinu. Začal sa sťažovať na osudovú chybu, ktorú doteraz svet robil, keď využíval prácu priadky morušovej, pričom vždy máme po ruke množstvo hmyzu, ktorý nekonečne prevyšuje spomínané červy, pretože je obdarený vlastnosťami nielen pradiarov, ale aj tkáčov. Vynálezca ďalej poukázal na to, že recykláciou pavúkov by sa úplne eliminovali náklady na farbenie látok, o čom som sa úplne presvedčil, keď nám ukázal množstvo krásnych pestrofarebných mušiek, ktorými pavúky kŕmil a ktorých farbu podľa k jeho uisteniam, musí byť nevyhnutne prenesená na priadzu vyrobenú pavúkom. A keďže mal muchy všetkých farieb, dúfal, že uspokojí chute každého, len čo sa mu podarilo nájsť vhodnú potravu pre muchy v podobe gumy, oleja a iných lepkavých látok a dodať tak väčšiu hustotu a pevnosť. vlákna webu.

D. Swift

Gulliverove cesty. Cesta do Laputy (1725)

Lekárske obväzy vyrobené z pavučín

Vzhľadom na to, že darcovstvo je drahá a obmedzená oblasť medicíny, vedci a lekári na celom svete pracujú na vývoji alternatívnych metód na obnovu poškodenia ľudského tela. Zároveň rozšírená distribúcia liekov rezistentných foriem mikroorganizmov, prítomnosť toxických, alergénnych a iných vedľajších vlastností v antibiotikách a chemoterapii diktuje potrebu hľadania nových netoxických liekov s antimikrobiálnym účinkom a stimulačným účinkom na procesy obnovy. Podobné vlastnosti môžu mať napríklad obväzy a obväzy proti popáleniu. Popáleniny sú jedným z najčastejších traumatických poranení na svete. V Rusku je každý rok zaregistrovaných viac ako 600 tisíc popálenín. Čo sa týka smrteľných úrazov, popáleniny sú na druhom mieste po zraneniach utrpených pri dopravných nehodách.

Autorovi sa zdá sľubné získať obväzy a obväzy proti popáleniu z webu. Hodváb je cenovo dostupnejší materiál a jeho výroba už existuje. Web má však vďaka špeciálnej topológii molekúl a štruktúre ako celku veľké vyhliadky na lekárske obväzy a matrice v technológii lešenia * ( lešenárske technológie, z angličtiny lešenie- scaffolding, scaffolding) - kultivácia buniek na trojrozmerných substrátoch prírodného alebo umelého pôvodu za účelom priestorovej tvorby vyrasteného orgánu alebo jeho fragmentu (obr. 1).

* - „Biomolekula“ hovorila skôr o niektorých ďalších úžasných vlastnostiach webu: „ Inteligentné lepidlo vyrobené z pavučín» . - Ed.

Obrázok 1. Web Linothele megatheloides pod mikroskopom

Podľa elektrónovej mikroskopie sa matrice vyrobené z hodvábneho fibroínu a rekombinantného spidroínu (proteín pavučiny) líšia parametrami pórov. Steny pórov vo fibroínových lešeniach majú rovnomernejšiu štruktúru so šupinatým, drsným povrchom, zatiaľ čo spidroínové lešenia majú voľnejšiu štruktúru s perforovaným povrchom. Vnútorná nanoporézna štruktúra rekombinantnej matrice spidroínu vysvetľuje jej schopnosť vytvárať priaznivejšie mikroprostredie pre regeneráciu tkanív v tele. Vzájomná prepojenosť štruktúr je nevyhnutnou podmienkou pre rovnomernú bunkovú distribúciu a efektívne klíčenie tkanív in vivo, pretože podporuje aktívnu výmenu plynov, dodávanie živín a správny metabolizmus.

Táto úžasná vlastnosť webu je známa už dlho. V ľudovom liečiteľstve existuje taký recept: na zastavenie krvácania môžete na ranu alebo odreninu priložiť pavučinu a opatrne ju vyčistiť od uviaznutého hmyzu a malých vetvičiek.

Pavučina má hemostatický účinok a urýchľuje hojenie poškodenej kože. Chirurgovia a transplantológovia by ho mohli využiť ako materiál na šitie a spevnenie implantátov, ale aj ako lešenie na pestovanie umelých orgánov. Ak napríklad sieťovaný rám z pavučín namočíte do roztoku kmeňových buniek, rýchlo sa na ňom zakorenia a cievy a nervy sa natiahnu k bunkám. Samotný web sa nakoniec rozpustí bez stopy. Pomocou pavučín môžete výrazne zlepšiť vlastnosti mnohých materiálov, ktoré sa v súčasnosti používajú v medicíne. Napríklad siete majú elektrostatický náboj, ktorý pomáha pavúkom prilákať korisť. Tento nabitý pás môže byť tiež použitý ako súčasť lekárskych obväzov. Tkanina je nabitá záporne a poškodená oblasť tela je nabitá kladne. Pri interakcii rany so sieťovinou sa teda vytvorí elektrická rovnováha, ktorá má pozitívny vplyv na proces hojenia. Obväzy s pavučinou v dôsledku elektrostatickej interakcie s ranou vyťahujú z rany mikroorganizmy a držia ich vo vnútri samotného obväzu, čím bránia ich množeniu.

Sieť obsahuje tri látky, ktoré prispievajú k jej odolnosti: pyrolidín, hydrogénfosforečnan draselný A dusičnanu draselného. Pyrolidín silne absorbuje vodu; táto látka zabraňuje vysychaniu pavučinových nití. Hydrogenfosforečnan draselný robí pavučinu kyslou a zabraňuje rastu húb a baktérií. Nízke pH spôsobuje denaturáciu bielkovín (rozpustnosť). Dusičnan draselný inhibuje rast baktérií a húb.

Pásový obväz zabezpečuje odvod exsudátu rany a mikroorganizmov z povrchu rany, inhibuje patogénnu mikroflóru, má protiedematózne a protizápalové účinky. Impregnovaný anestetikom tiež uľaví od bolesti a vytvorí optimálne podmienky pre priebeh hojenia.

História výroby webu

Hlavným problémom rozšíreného používania produktov obsahujúcich pavučiny je obtiažnosť ich získania v priemyselnom meradle. Stovky rokov sa ľudia v Európe pokúšali stavať farmy na výrobu pavúčieho hodvábu. V marci 1665 boli lúky a ploty pri nemeckom Merseburgu pokryté neskutočným množstvom pavučín a ženy z okolitých dedín z nich vyrábali stuhy a iné ozdoby.

V roku 1709 francúzska vláda požiadala prírodovedca René Antoine de Reaumura, aby našiel náhradu za čínsky hodváb a pokúsil sa použiť pavučiny na výrobu odevov. Zbieral siete z pavúčích zámotkov a pokúšal sa vyrábať rukavice a pančuchy, no po čase od tohto nápadu upustil pre nedostatok materiálu čo i len na výrobu jedného páru rukavíc. Vypočítal, že na získanie jednej libry pavúčieho hodvábu by bolo potrebné spracovať 522–663 pavúkov. A priemyselná výroba si bude vyžadovať hordy pavúkov a oblaky múch, ktoré ich budú živiť – viac ako preletieť nad celým Francúzskom. „Avšak,“ napísal Reaumur, „možno bude možné časom nájsť pavúky, ktoré produkujú viac hodvábu ako tie, ktoré sa zvyčajne vyskytujú v našom štáte.“

Takíto pavúky sa našli - boli to pavúky rodu Nephila. Nedávno z ich siete uplietli viac ako kilogramovú pelerínu. Tam, kde žijú tieto nádherné pavúky - v Brazílii a na Madagaskare - miestni obyvatelia používajú web na výrobu priadze, šatiek, plášťov a sietí, zbierajú vaječné zámotky z kríkov alebo ich odvíjajú. Niekedy sa niť ťahá priamo z pavúka, ktorý je uložený v škatuľke – trčí mu z nej len hrot bruška s pavúčími bradavicami. Vlákna pavučiny sú vytiahnuté z bradavíc.

Pomocou rôznych metód a od rôznych pavúkov experimentátori získali napríklad vlákna tejto dĺžky: 1) za dve hodiny od 22 pavúkov - päť kilometrov, 2) za niekoľko hodín od jedného pavúka - 450 a 675 metrov, 3) za deväť “ odvinutia“ jedného pavúka za 27 dní – 3060 metrov. Opát Camboué skúmal schopnosti madagaskarského pavúka Goleba punctata: svoj biznis zlepšil natoľko, že živých pavúkov v malých zásuvkách „napojil“ priamo na špeciálny typ tkáčskeho stavu. Stroj vytiahol nite z pavúkov a okamžite ich vpletal do najjemnejšej látky. Pavúky Goleba punctata snažili sa aklimatizovať vo Francúzsku a Rusku, ale nič z toho nebolo. Vo výrobe širokej pavučiny Nephila sotva niekedy príde: na údržbu Nephila alebo kríže potrebujú špeciálne farmy, aj keď v lete môžu byť chované na lodžii alebo balkóne. Na vyriešenie tohto stáročného problému je potrebný moderný integrovaný prístup a vytvorenie optimálnych podmienok pre pavúky a hmyz, čo najbližšie k tým prirodzeným.

Tvorba webu dnes

V 20. storočí, s príchodom chemických pesticídov a syntetických tkanín, sa zabudlo na užitočný hmyz a pavúky. Samotné pesticídy však nevyriešili problém škodcov plodín. Stratégia ochrany biodiverzity bola vyvinutá na integráciu užitočného hmyzu a pavúkov do systému plodín na prirodzenú kontrolu škodcov.

Na vytvorenie nových pracovných miest v Rusku je dnes potrebná nová stratégia na zníženie monokultúrnych plodín a vybudovanie minifariem nielen na chov stavovcov, ale aj na chov pavúkov a hmyzu.

Dá sa to urobiť aj v mestách. Problém využívania organického odpadu z miest je dnes obzvlášť naliehavý. Tento odpad možno použiť na kŕmenie hmyzu. V mestách sú len malé farmy na pestovanie cvrčkov, švábov a zoobasov. Pavúky chová len niekoľko nadšených chovateľov. Zároveň pivnice a podkrovia, kde tieto zvieratá prevažne žijú, sa nijako nevyužívajú na likvidáciu organického odpadu a na pestovanie lariev hmyzu a pavúkov.

Cieľom novej poľnohospodárskej stratégie je ekologické poľnohospodárstvo, zvyšovanie biodiverzity a vytváranie príjmov z výstavby a prevádzky malých rodinných fariem na chov hmyzu a pavúkov. Tieto organizmy, ich jed a siete môžu byť tiež predávané na export.

Je nemožné syntetizovať pavučiny chemicky - štruktúra proteínov je príliš zložitá. Všetky popredné spoločnosti na svete opustili pokusy syntetizovať web. Viaceré laboratóriá pokračujú v práci a snažia sa získať pavučiny z kvasiniek, baktérií a dokonca aj kôz. Všetky tieto prístupy si vyžadujú veľmi zložité vybavenie a veľké finančné náklady. Ich nite majú zároveň úplne inú kvalitu, nižšiu ako „originál“ v sile a antibakteriálnych vlastnostiach. Navyše, objemy pavučiny vyrobené v takýchto laboratóriách sú veľmi skromné: vedcov niekedy v televízii predvádzajú vzorky syntetickej pavučiny veľkosti nechtu v pinzetách alebo v malej fľaštičke.

Na zbieranie pavučín sa tiež upustilo od živých pavúkov, hoci táto myšlienka bola navrhnutá viac ako raz. Prekážok bolo viacero. Po prvé, pavúky sú hádavé a náchylné na kanibalizmus: keď sú držané spolu, tieto zvieratá sa hádajú a jedia sa navzájom. Navyše väčšina pavúkov produkuje veľmi málo siete: odhaduje sa, že na výrobu 500 gramov siete bude potrebných 27 000 stredne veľkých pavúkov; podľa G.P. Kirsanov, krížové pavúky vyprodukovali 230 mg siete za 24 hodín. Štrnásťtisíc pavúkov rodu Nephila výťažok približne 28 g siete. Podľa iných zdrojov je na získanie 29 g siete potrebných asi 23 tisíc pavúkov. Tento rozdiel v číslach naznačuje, že údaje o výkonnosti pavúkov vyžadujú potvrdenie. Nie je známe, aké druhy a „stredne veľké“ pavúky vyrábali siete na váženie v jednom alebo druhom prípade.

Prvá opísaná prekážka chovu pavúkov môže a mala by byť premenená na výhodu: sklon pavúkov ku kanibalizmu podporuje vytváranie nádob, ktoré sú pre nich navzájom izolované, čím sa predchádza epidémiám a masovej úmrtnosti. Zároveň na výrobu zdravotníckych materiálov a liekov z pavučín je potrebné použiť nepavúky rodu Nephila alebo kríže a pavúky s najväčšími webovými prílohami - Linothele megatheloides(obr. 2) a iné Dipluridae.

Obrázok 2. Pavúk Linothele megatheloides, Žena.

V dôsledku výskumu autor získal údaje, ktoré pavúky druhu Linothele megatheloides produkovať viac ako 2 g siete za mesiac. Na tento účel majú dlhé (viac ako 20 mm) arachnoidné prívesky (obr. 3). Tieto orgány majú viac ako tisíc mikrofilamentov, cez ktoré sa vlákna pavučiny vynárajú ako film.

Autor testoval pavučiny na vytvorenie obväzov proti popáleniu (obr. 4). V dôsledku použitia tejto pavučiny na popáleniny došlo k vyliečeniu do týždňa. V tomto prípade neboli potrebné žiadne ďalšie obväzy ani odstraňovanie hnisu. O dva týždne neskôr nezostala po popálení ani stopa.

Obrázok 3. Arachnoidálne prívesky Linothele megatheloides pod mikroskopom.

Obrázok 4. Popálenina pokrytá pavučinovým obväzom. Linothele megatheloides.

Vysadené v špeciálnej nádobe Linothele megatheloides do hodiny začnú pracovať a pokrývajú textilný substrát nádoby s plochou 1 m 2 vrstvu po vrstve pavučinami. Po dvoch mesiacoch stačí pavučina z jedného pavúka na pokrytie celého povrchu ľudského tela. Tento inovatívny medicínsky webový materiál by mohol zachrániť život človeka s popáleninami na viac ako 60 % celého povrchu tela.

Autor na základe svojich pozorovaní zistil, že vďaka špeciálnym doplnkom výživy sa potomstvo a prežívanie potomkov Linothele megatheloides sú 100 %. Ide v priemere o 50 mladých jedincov – potenciálnych výrobcov „druhej kože“ – za šesť mesiacov. Na kŕmenie jednej samice sú potrebné 2-3 šváby týždenne. Podmienkou chovu pavúkov je neprítomnosť slnečného žiarenia, vysoká vlhkosť (80–90 %), teplota 28 °C, komplexná výživa a kvapkanie pavučiny raz týždenne. Vytvorením priaznivých podmienok pre kŕmenie, chov, starostlivosť a „dojenie“ pavúkov je možné dosiahnuť 2- až 3-násobné zvýšenie pradenia siete.

Zhotovovanie obväzov a obväzov z pavučín Linothele megatheloides

Pletená základňa zo sieťoviny (napríklad gáza s obsahom vlhkosti viac ako 80 %) sa umiestni na dno polyetylénovej nádoby. Nádoba má perforácie pre ventiláciu, snímače vlhkosti a teploty, zdvíhacie veko, kapilárnu trysku a ventil na privádzanie živej potravy. Nádoby sú usporiadané vertikálne, tvoria blok vysoký 1,5-2 metre (obr. 5).

Obrázok 5. Bývanie Linothele megatheloides. A - Pavúk v nádobe s pletenou základňou. b - Schéma kontajnera. V - Blok kontajnerov.

Obrázok 6. Obväz s pavučinami Linothele megatheloides (A) a sterilné balenie na to ( b).

Raz za mesiac sa nádoba otvorí, pavúk sa vloží do inej malej plastovej nádoby, odstráni sa zvyšná potrava, textilný substrát s pavučinou sa postrieka roztokom kyseliny hyalurónovej a pantoténovej, anestetika a antiseptika, pokryje sa plastom stretch fólie a zrolovať. Potom sa rolka spolu s pásom rozreže na 10 častí a vloží sa do zapečateného obalu (obr. 6). Zabalené rolky sa posielajú na radiačnú sterilizáciu. Pavúk je vypustený späť do veľkej nádoby.

Tento obväz sa aplikuje odvinutím a odstránením polyetylénovej vrstvy pomocou tkaniny na ranu alebo popáleninu. Keď sa pavučina a textilný podklad nasýtia lymfou, podklad sa odstráni a na rane zostane len hojivá a dýchacia vrstva pavučiny.

Potom, čo si človek zahojí ranu pavučinou, už nikdy tieto nádherné zvieratá nezabije.

Zvýšená produkcia pavučiny

Obrázok 7. Dizajn pavúčej farmy Linothele megatheloides.

Na zvýšenie tvorby pavučín a elimináciu chorôb živej potravy (šváby a cvrčky) dostáva hmyz doplnok výživy vo forme živného média - doplnkového zdroja bielkovín a vitamínov s obsahom mycéliovej biomasy odpadu z výroby penicilínu a streptomycínu, as aj dehydrované výpalky - z odpadu z výroby pivovarských kvasníc. Živná pôda sa skladuje do dvoch rokov pri teplote +5 °C. Na kŕmenie hmyzu sa jemne nakrájaná mrkva a kapusta vysypú do drveného živného média. Na tomto jedle šváby a cvrčky neochorejú, rýchlo rastú a reprodukujú. Pavúky zároveň zvyšujú produkciu siete o 60 %. Použitie mycéliovej výživy umožňuje stimulovať reprodukciu pavúkov a získať sieť v maximálnych možných množstvách. Práca na hľadaní prídavných látok v potravinách na zvýšenie rozmanitosti stravy pavúkov bude pokračovať. Na vytvorenie farmy na zber pavučín je navrhnutý dizajnový projekt vo forme okrúhleho stanu s priemerom 12 m s poťahom, ktorý funguje v ťahu, podobne ako funguje pavučina (obr. 7).

S vývojom tejto ekologickej metódy vytvárania lekárskych obväzov a obväzov sú možné experimenty s chovom produktívnejších hybridov pavúkov z rodiny. Dipluridae. Vnútrodruhová hybridizácia, selekcia a špeciálna výživa v komfortných podmienkach nevylučujú genetické experimenty na zvýšenie veľkosti pavúkov. Zatiaľ to nikto nerobí a v spoločnosti jednotlivých chovateľov pavúkov je táto téma tabu.

Mlieko je možné produkovať pomocou húb a baktérií – ale prečo, keď sú kravy? Štruktúra siete je oveľa zložitejšia ako bielkovinová štruktúra mlieka. Všetky vyhľadávania syntetických analógov webu sa preto môžu počas vývoja pavúkov naťahovať. Nové druhy získané genetickou modifikáciou a šľachtiteľskou prácou s rodinou Dipluridae zvýši veľkosť pavúkov a ich produktivitu siete na výrobu odevov. Pavučiny môžu byť ošetrené silikónom na výrobu vrchného odevu s jedinečnými vlastnosťami. Takáto tkanina nebude stáť viac ako hodváb.

Záver

Opísané výskumné práce vytvárajú základ pre nový typ chovu zvierat. Na tomto základe je možné zväčšiť výrobu pavučinových sietí s nízkymi nákladmi, a preto ju komercializovať. Trhový dopyt po bioresorbovateľných krytiach rán je 400 tis. dm 2 /rok. Predpokladaná trhová kapacita v tomto segmente je 150 miliónov USD.

Projekt je možné zväčšiť buď zvýšením produkcie, alebo vytvorením minifariem na produkciu pavučín. Pre túto technologickú možnosť nie sú potrebné žiadne zložité zariadenia, vysoké teploty, vysoký tlak alebo toxické materiály. V súčasnosti sa včelárstvu venuje napríklad asi 5 tisíc fariem a 300 tisíc amatérskych včelárov, farmárov a individuálnych podnikateľov. Nie každý môže používať med, ale lekárske obväzy alebo náplasti s pavučinami budú užitočné pre každého. Zatiaľ čo sa technológia vyvíja a je certifikovaná, môžeme ponúknuť všetkým, ktorí chcú sami pestovať pavúky a zbierať siete. Na sterilizáciu je možné použiť ultrafialovú lampu. Aby ste si zabezpečili dva metre štvorcové siete, budete potrebovať jeden kontajner so samicou Linothele megatheloides a dva mesiace. Žena Linothele megatheloidesžije 10 rokov. Na záhradný pozemok si môžete dať zateplený pavúk s rozmermi 3 x 6 metrov s dvomi miestnosťami (obr. 8). V jednej si môžete zaobstarať suroviny a v druhej vyrábať nite z pavučín, tkať plátno a šiť oblečenie. Takáto minitováreň jednoducho nemá odpad.

Obrázok 8. Mini pestovateľská farma Linothele megatheloides zbierajú svoje siete a vyrábajú oblečenie v záhrade.

Zo starých škrupín, ktoré pavúk vysypal počas línania, si môžete vyrobiť suveníry a dekorácie tým, že ich naplníte polymérovou živicou. Z hláv mŕtvych pavúkov možno extrahovať jed na výrobu liečivých liekov*. Zranení a chorí dostanú nový liek – prírodnú „kožu“ – a takúto miniprodukciu si bude môcť vytvoriť každý.

Autor nemá v úmysle získať patenty alebo certifikáty na výskumnú tému, pretože chce, aby tieto znalosti boli dostupné pre každého.

* - A týchto liekov môže byť veľké množstvo (najmä analgetiká) - napriek jednotnému číslu slova „jed“: jed jedného pavúka môže obsahovať stovky toxických zložiek úplne odlišných chemických charakterov. Článok " O čom sa veľkému stratégovi ani nesnívalo» . - Ed.

Literatúra

1. "Inteligentné" lepidlo z pavučín;
2. Agapova O.I., Efimov A.E., Moisenovich M.M., Bogush V.G., Agapov I.I. (2015). Porovnávacia analýza trojrozmernej nanoštruktúry poréznych biodegradovateľných matríc z rekombinantného spidroínu a hodvábneho fibroínu pre regeneratívnu medicínu. Madagaskar vytvoril najväčšiu tkaninu z pavúčieho hodvábu. Membránový web;
3. Pelerína vyrobená z pavúčieho hodvábu bude vystavená na výstave v Európe. Webová stránka GlobalScience.ru, 2012;
4. Technologická platforma „Medicína budúcnosti“. Webová stránka Euroázijskej hospodárskej komisie, 2012;
5. Aksenová L. (2013). Pavúky vám pomôžu zabudnúť na bolesť. Webová stránka "Gazeta.ru";

Napriek všetkej nechuti ľudstva k pavúkom, ako aj množstvu predsudkov a strašidelných príbehov, ktoré sú s nimi spojené, sa otázka, ako pavúk tká sieť, objavuje u detí takmer súčasne so záujmom a voda je mokrá. Výsledok práce týchto neatraktívnych zvieratiek často naozaj pripomína elegantnú čipku. A ak sú samotné pavúky nepríjemné na pohľad a mnohí sa ich dokonca boja, potom nimi vytvorená sieť nedobrovoľne priťahuje pozornosť a vyvoláva úprimný obdiv.

Medzitým nie každý vie, že takéto „záclony“ nie sú tkané všetkými predstaviteľmi oddelenia. Takmer každý druh je schopný vytvoriť vlákno pre osnovu, ale iba tie, ktoré lovia pomocou pascí, pletú odchytové siete. Nazývajú sa princípy. Dokonca sú klasifikované ako samostatná nadčeľaď „Araneoidea“. A mená pavúkov, ktorí tkajú poľovnícke siete, majú až 2 308 položiek, medzi ktorými sú aj jedovaté - rovnaké ako karakurt. Tí, ktorí lovia, útočia zo zálohy alebo sledujú korisť, používajú web výlučne na domáce účely.

Jedinečné vlastnosti pavúčích „textílií“

Napriek malej veľkosti tvorcov spôsobujú vlastnosti webu určitú závisť zo strany koruny prírody - človeka. Niektoré jeho parametre sú neuveriteľné aj s výdobytkami modernej vedy.

1. Pevnosť. Pavučina sa môže pretrhnúť vlastnou váhou, len ak ju pavúk utká 50 metrov dlhú.
2. Výnimočná jemnosť. Jednotlivá pavučina je viditeľná iba vtedy, keď ju zachytí lúč svetla.
3. Elasticita a odolnosť. Niť sa natiahne 2-4 krát bez pretrhnutia a bez straty pevnosti.

A všetky tieto kvality sú dosiahnuté bez akéhokoľvek technického vybavenia – pavúk si vystačí s tým, čo mu príroda poskytla.

Druhy pavučín

Zaujímavé je nielen to, ako pavúk pletie sieť, ale aj to, že z nej dokáže vyrábať rôzne „odrody“. Zhruba povedané, možno ich rozdeliť do troch typov:

Vedci identifikovali ďalší typ siete, ktorá odráža ultrafialové svetlo a láka motýle. Mnoho ľudí verí, že hotový web má nevyhnutne svoj vlastný vzor. Nie je to však tak: mená pavúkov schopných tvorivých pôžitkov sa dajú spočítať bez väčších ťažkostí a všetci títo umelci patria k araneomorfným predstaviteľom tohto radu článkonožcov.

Načo to je?

Ak sa spýtate človeka, prečo pavúk potrebuje sieť, odpovie bez akýchkoľvek pochybností: na lov. To však nevyčerpáva jeho funkcie. Okrem toho sa používa v nasledujúcich oblastiach:

• na izoláciu noriek pred zimovaním;
• vytvárať kukly, v ktorých potomstvo dospieva;
• na ochranu pred dažďom - pavúky ho používajú na výrobu akéhosi baldachýnu, ktorý zabraňuje vniknutiu vody do „domu“;
• na cestovanie. Niektoré pavúky migrujú samy a posielajú deti preč od rodiny na dlhých pavučinách ošľahaných vetrom.

Tvorba stavebného materiálu

Poďme teda zistiť, ako pavúk tká sieť. Na bruchu „tkáča“ je šesť žliaz, ktoré sa považujú za premenené základy nôh. Vo vnútri tela sa vytvára špeciálny sekrét, ktorý sa bežne nazýva tekutý hodváb. Keď vystupuje cez zvlákňovacie trubice, začína tuhnúť. Jedna takáto niť je taká tenká, že je ťažko viditeľná aj pod mikroskopom. Pavúk svojimi labkami umiestnenými bližšie k práve „fungujúcim“ žľazám skrúca niekoľko nití do jednej siete – približne tak, ako to robili ženy za starých čias pri pradení z kúdele. Práve v momente, keď pavúk utká sieť, sa formuje hlavná charakteristika budúcej siete - lepivosť alebo zvýšená pevnosť. A aký je mechanizmus výberu, vedci zatiaľ nezistili.

Technológia strečingu

Aby bola rybárska sieť účinná, musí byť medzi niečím natiahnutá – napríklad medzi konáre. Keď jeho tvorca urobí prvú niť dostatočne dlhú, prestane sa točiť a roztiahne rotujúce orgány. Tak chytá vánok. Najmenší pohyb vetra (dokonca aj z vyhriatej zeme) prenáša pavučinu na susednú „podperu“, ku ktorej priľne. Pavúk sa pohybuje pozdĺž „mostu“ (najčastejšie chrbtom nadol) a začína tkať novú radiálnu niť. Až keď je základňa zaistená, začne sa pohybovať po kruhu a tkať do nej lepkavé priečne čiary. Treba povedať, že pavúky sú veľmi ekonomické stvorenia. Jedia poškodené alebo staré pavučiny, ktoré sa ukážu ako nepotrebné, čím sa „recyklovateľné materiály“ používajú v druhom kole. A podľa tvorcu zostarne pomerne rýchlo, keďže pavúk často tká sieť každý deň (alebo noc, ak ide o lovca tieňov).

Čo jedia pavúky?

Toto je zásadne dôležitá otázka, pretože pavúk tká sieť predovšetkým na získanie potravy. Všimnite si, že všetky druhy pavúkov, bez výnimky, sú predátori. Ich strava sa však značne líši v závislosti od ich veľkosti, spôsobu lovu a polohy. Všetky pavúky sú hmyzožravé a ich strava je založená predovšetkým na lietajúcich formách. Hoci ak lezúca postavička spadne na web zo stromu, jej majiteľ ňou nepohrdne. Tí, ktorí žijú v norách a bližšie k zemi, jedia hlavne ortoptery a chrobáky, aj keď môžu do svojho úkrytu zatiahnuť malého slimáka alebo červa. Medzi rozmanitosťou toho, čím sa pavúky živia, sú aj väčšie predmety. Pre vodného predstaviteľa kmeňa zvaného Argyroneta sa obeťami stávajú kôrovce, vodný hmyz a rybie potery. Exotické obrovské tarantuly sa živia žabami, vtákmi, malými jaštericami a myšami, hoci väčšinu ich stravy tvorí rovnaký hmyz. Existujú však aj náročnejšie druhy. Členovia čeľade Mimetidae lovia iba pavúky, ktoré nepatria k ich druhu. Obrovská tarantula Grammostola žerie mladé hady – a ničí ich v úžasných množstvách. Päť čeľadí pavúkov (najmä Ancylometes) loví ryby a dokáže sa potápať, plávať, sledovať korisť a dokonca ju vytiahnuť na pevninu.