Тонше павутиння, але міцніше стали. Чому павутиння таке міцне? Органічне речовина з якого складаються нитки павутини

Павутина є своєрідним секретом, що виробляється павутинними залозами. Такий секрет через незначний час після виділення здатний застигати у формі міцних білкових ниток. Павутину виділяють не тільки павуки, але й деякі інші представники з групи павукоподібних, включаючи хибноскорпіонів і кліщів, а також губоногих багатоніжок.

Як павуки виробляють павутину

Велика кількість павутинних залоз розташовується в черевній порожнині павука.. Протоки таких залоз відкриваються в найдрібніші прядильні трубочки, що мають вихід на кінцеву частину спеціальних павутинних бородавок. Кількість прядильних трубочок може змінюватись в залежності від виду павука. Наприклад, дуже поширений павук-хрестовик має п'ять сотень.

Це цікаво!У павутинних залозах виробляє рідкий і в'язкий білковий секрет, особливістю якого є здатність практично миттєво твердіти під впливом повітря і перетворюватися на тонкі довгі нитки.

Процес прядіння павутиння полягає у притисканні павутинних бородавок до субстрату. Перша, незначна частина секрету, що виділився, застигає і надійно приклеюється до субстрату, після чого павук витягає в'язкий секрет за допомогою задніх ніг. У процесі видалення павука від місця прикріплення павутиння, білковий секрет розтягується і швидко твердне. На сьогоднішній день відомо і досить добре вивчено сім різних видівпавутинних залоз, якими виробляються різні типиниток.

Склад та властивості павутини

Павутина павука є білковим з'єднанням, до складу якого також входять гліцин, аланін та серин. Внутрішня частина ниток, що утворюються, представлена ​​жорсткими білковими кристалами, розмір яких не перевищує кілька нанометрів. Кристали поєднуються за допомогою дуже еластичних білкових зв'язок.

Це цікаво!Незвичайною властивістю павутиння є її внутрішня шарнірність. При підвішуванні на павутинне волокно будь-який предмет можна необмежену кількість разів обертати, без утворення перекручування.

Первинні нитки переплітаються павуком і стають товстішим павутинним волокном. Показники міцності павутини наближені до аналогічних параметрів нейлону, але значно міцніше, ніж секрет шовкопряда тутового. Залежно від того, з якою метою передбачається використовувати павутину, павуком може виділятися не тільки липка, але також суха нитка, товщина якої значно варіюється.

Функції павутини та її призначення

Павутина використовується павуками в різних цілях. Соткане з міцної та надійної павутини притулок дозволяє створювати для членистоногих найбільш сприятливі мікрокліматичні умови, а також служить гарним укриттям як від негоди, так і від численних природних ворогів. Багато членистоногі павукоподібні здатні обплітати своєю павутиною стінки своєї нірки або робити з неї своєрідні двері в житло.

Це цікаво!Деякі види використовують павутину у вигляді транспорту, а молоді павуки залишають батьківське гніздо на довгих нитках павутинних, які підхоплюються вітром і переносяться на значні відстані.

Найчастіше павуки використовують павутину для плетіння липких ловчих мереж, що дозволяє ефективно ловити видобуток та забезпечувати членистоногому харчування. Не менш відомі так звані яйцеві кокони з павутини, всередині яких з'являються молоді павуки.. Деякі види плетуть павутинні страхувальні нитки, що захищають членистоногое від падіння в процесі стрибка і для переміщення або лову видобутку.

Павутиння для розмноження

Для періоду розмноження характерне виділення самкою павутинних ниток, які дозволяють знайти оптимальну пару для парування. Наприклад, самці-тенетники здатні споруджувати поряд з мережами, створеними самками, мініатюрні за розмірами шлюбні мережива павутиння, в які і заманюються павучіхи.

Самці павуків-хрестовиків спритно приєднують свої горизонтальні павутини до радіально розташованих ниток ловчих мереж, зроблених самками. Наносячи по павутині сильні удари кінцівками, самці викликають коливання сітки незвичайним чином, запрошують самок на спарювання.

Павутиння для лову видобутку

З метою упіймання свого видобутку багато видів павуків плетуть спеціальні ловчі мережі, але для деяких видів характерно використання своєрідних павутинних арканів та ниток. Павуки, що ховаються в житлах-норах, розставляють сигнальні нитки, що тягнуться від черевця членистоногого до входу до його притулку. При попаданні видобутку в пастку коливання сигнальної нитки моментально передається павуку.

Липкі ловчі мережі-спіралі будуються трохи за іншим принципом. При її створенні павук починає плетиво з краю і поступово просувається до центральної частини. І тут обов'язково зберігається однаковий проміжок між усіма витками, у результаті виходить так звана «спіраль Архімеда». Нитки на допоміжній спіралі спеціально обкушуються павуком.

Павутина для страховки

Павуками-скакунчиками використовуються павутинні нитки як страховка при нападі на жертву. Павуками прикріплюється страхувальна нитка павутини до будь-якого предмета, після чого членистоноге стрибає на намічений видобуток. Ця ж нитка, прикріплена до субстрату, використовується для ночівлі та страхує членистоногого від нападу всіляких природних ворогів.

Це цікаво!Південноросійські тарантули, залишаючи своє житло-нору, тягнуть за собою найтоншу павутинну нитку, що дозволяє швидко знайти при необхідності дорогу назад або вхід у притулок.

Павутина як транспорт

До осені деякі види павуків виводять молодь. Молоді павуки, які вижили в процесі дорослішання, намагаються підбиратися якомога вище, використовуючи з цією метою дерева, високорослі чагарники, дахи будинків та інші будівлі, паркани. Дочекавшись досить сильного вітру, маленький павучок випускає тонку і довгу павутинку.

Від довжини такої транспортної павутини залежить відстань переміщення. Дочекавшись гарного натягу павутинки, павук відкушує її кінець і дуже швидко злітає. Як правило, «мандрівники» здатні пролетіти на павутинні кілька кілометрів.

Павуками-сріблятами павутина застосовується як водний транспорт. Для полювання у водоймищах цього павука потрібне дихання атмосферним повітрям. При спуску на дно членистоногое здатне захоплювати порцію повітря, а на водних рослинах з павутини споруджується своєрідний повітряний дзвін, який утримує повітря і дозволяє павуку полювати на свій видобуток.

Павукоподібні виділяються зі всіх комах здатністю плести дивовижні павутинні візерунки.
Як павук плете павутину — неможливо собі уявити. Маленька істота створює великі та міцні мережі. Дивовижна здатність сформувалася 130 млн. років тому.

Усі можливості у тварин з'являються та закріплюються при природному відборі невипадково. Кожна дія має чітко визначене призначення.

Павук плете павутину для досягнення життєво важливих цілей:

• лову видобутку;
• розмноження;
• зміцнення своїх норок;
• страхування під час падіння;
• обману хижаків;
• полегшення пересування поверхнями.

Загін павуків складається з 42 тисяч видів, кожен з яких має свої переваги у використанні павутинної конструкції. Для утримання жертви сітку використовують усі представники. Самці - аранеморфи на сітці залишають виділення насіннєвої рідини. Потім павук на павутинні ходить, збираючи виділення на органи злягання.

Після запліднення малюки формуються у захисному павутинному коконі. Деякі самки на сітці залишають феромони – речовини, які залучають партнерів. Крупряди обволікають нитками листя, гілочки. В результаті виходять муляжі для відволікання хижаків. Сріблянки, що живуть у воді, роблять будиночки з повітряними порожнинами.

Розміри мережі залежить від виду павуків. Деякі тропічні павукоподібні створюють шедеври з діаметром 2 м, здатні втримати навіть птицю. Звичайні мережі мережі мають менші розміри.
Цікаво дізнатися – скільки павук плете павутину. Зоологам вдалося з'ясувати, що хрестовик справляється із роботою за кілька годин. На створення візерунків великої площі у представників спекотних країн йде кілька днів. Головну роль процесі виконують спеціальні органи.

Будова павутинних залоз

На черевці комахи є вирости - павутинні бородавки з отворами у вигляді трубочок.
По цих протоках з павутинної залози назовні надходить в'язка рідина. При попаданні в повітря гель перетворюється на тонкі волокна.

Хімічний склад павутиння

Унікальна здатність розчину, що виділяється, застигати пояснюється структурними компонентами.

До складу рідини міститься велика концентрація білка, що містить такі амінокислоти:

• гліцин;
• аланін;
• серін.

Четвертична структура білка при виштовхуванні з протоки змінюється в такий спосіб, що у результаті формуються нитки. З ниткоподібних утворень згодом виходять волокна, міцність яких
в 4 – 10 разів більше міцності людського волосся.
в 1,5 - 6 разів міцніше сталевих сплавів.

Тепер стає зрозуміло - як павук плете павутину між деревами. Тонкі міцні волокна не розриваються, легко стискаються, розтягуються, обертаються без скручування, з'єднують гілки на єдину мережу.

Мета життя павука – видобуток білкової їжі. Відповідь на запитання «Чому павуки плетуть павутину» очевидна. Насамперед, для полювання на комах. Вони виготовляють ловчу мережу складної конструкції. Зовнішній виглядвізерункових структур відрізняється.

• Найчастіше ми бачимо багатокутні мережі. Іноді вони майже круглими. Плетіння від павуків вимагає неймовірної вправності та терпіння. Сидячи на верхній гілці, вони формують нитку, що зависає у повітрі. Якщо пощастить, то нитка швидко зачепиться за гілку у відповідному місці та павук, переміститься на нову точку для подальшої роботи. Якщо нитка ніяк не зачіпляється, павук підтягує її до себе, з'їдає її, щоб продукт не пропадав і починає процес заново. Поступово формуючи каркас, комаха приступає до створення радіальних основ. Коли вони будуть готові, справа залишається за малим — зробити сполучні нитки між радіусами;
• У воронкових представників підхід інший. Вони виготовляють вирву і приховуються на дні. Коли наближається жертва, павук вискакує та затягує її у вирву;
• Деякі особини формують мережу із зигзагообраних ниток. Імовірність того, що жертва не виплутається з такого візерунка значно більше;
• Павук під назвою «бола» не турбує себе, виплітає лише одну нитку, де наприкінці знаходиться крапелька клею. Мисливець вистрілює ниткою в жертву, приклеюючи її намертво;
• Павуки – огри виявилися ще хитрішими. Вони роблять маленьку сітку між лапами, потім накидають на потрібний об'єкт.

Конструкції залежить від умов проживання комах, їх видової приналежності.

Висновок

З'ясувавши — як павук плете павутину, які її особливості, залишається захопитись цим творінням природи, намагатися створити щось подібне. У ніжних візерунках в'язаних шалей майстрині копіюють візерунки. За аналогічними схемами роблять антени, мережі для лову риб та тварин. Повністю змоделювати процес людині поки що не вдалося.

Відео: Павук плете павутину

Легко скидаючи павутину під час прибирання або прогулянки лісом, мало хто замислюється над тим, як і з чого павук її сплів. Адже це унікальний витвір надзвичайної фортеці. Дізнаємося, як павуки плетуть свою мережу, звідки беруть для неї матеріал і з чого вона складається, її форми та призначення, а також як цей природний матеріал може використовувати людина.

З чого складається і де утворюється

До складу павутини входять такі речовини:

• органічні сполуки- білок фіброїн, з якого складається основна внутрішня нитка, та глікопротеїди, що утворюють нановолокна, розташовані навколо основної нитки. Завдяки фіброїну павутина схожа за складом з шовком, але набагато еластичніше і міцніше;
• неорганічні речовини- хімічні сполуки калію (гідрофосфат та нітрат). Їх кількість невелика, але вони надають павутинню антисептичні властивості та захищають її від грибків та бактерій, створюють сприятливе середовище у залозах павука для формування ниток.

У черевці павука знаходяться павутинні залози, де утворюється рідка речовина, що виходить через прядильні трубочки, розташовані на павутинних бородавках. Їх можна спостерігати в самому низу черевця.

В'язка рідина виходить із трубочки і швидко твердне на повітрі. За допомогою задніх лап павук витягає нитку та використовує для плетіння. Один павук здатний зробити нитку 0,5 км завдовжки.

Чи знаєте ви? Найбільш поширений у нас павук-хрестовик плете найвідомішу круглу ловчу мережу. Паучіха завжди виплітає конструкцію з 39 променів, на яких знаходиться 35 спіральних кіл з 1245 кріпленнями. Цю роботу хрестовики роблять у нічний час і оновлюютьмережачерез кожну 1–2 доби.

Які є види

Павуки, залежно від виду, можуть плести різну павутину.

Форма може бути наступною:

Як і скільки часу павуки плетуть павутину

Найбільш відому круглу мережу павук плете 0,5-3 години. Тривалість плетіння залежить від розміру сітки та погоди. При цьому найкращим помічником зазвичай стає вітер, відносячи випущену павуком нитку на пристойні відстані.

Саме за вітром розташовується павутиння, натягнута між деревами. Тоненька ниточка переноситься повітряним потоком, чіпляється за сусіднє дерево і чудово витримує пересування свого творця.

Він періодично оновлює плетену мережу, оскільки згодом вона втрачає здатність утримувати видобуток.

Павук зазвичай поїдає старе павутиння, щоб забезпечити себе будівельним матеріалом, необхідним для плетіння нового виробу Автоматичні дії для побудови мережі закладені на генетичному рівні та передаються у спадок.

Властивості та функції

Павутина має такі властивості:

1. Дуже міцна. Завдяки особливій структурі її міцність можна порівняти з нейлоном, вона в кілька разів міцніша за сталі.
2. Внутрішня шарнірність. Підвішений на павутинну нитку предмет можна як завгодно довго обертати в один бік без утворення перекручування.
3. Дуже тонка. Павукова нитка має надзвичайно малу товщину порівняно з нитками інших живих істот. У багатьох сімейств павуків вона становить 2-3 мікрони. Для порівняння – товщина нитки шовкопряда знаходиться в межах 14–26 мікрон.
4. Клейкість. Самі собою нитки не липкі, вони усіяні краплями клейкої рідини. Втім, павук для створення павутини виділяє не лише клейку, а й позбавлену клейових частинок нитку.

Чи знаєте ви? Вдалося вивести вигляд шовковичних черв'яків, що виробляють павучий шовк. Дослідники з Америки змогли виробити технологію, що дозволяє виробляти шовкові волокна, що мають властивості ниток павутиння. Розробки в даному напрямку ще ведуться, а налагодити виробництво таких волокон у промислових масштабах Наразінеможливо.

Павутина потрібна для життєдіяльності павука.
Вона виконує такі функції:

1. Притулок.Сткане павутиння служить гарним укриттям від негоди, а також від ворогів у природному середовищі.
2. Створення сприятливого мікроклімату.Наприклад, у водяних павуків вона наповнена повітрям та дозволяє їм перебувати під водою. Нею вони також закривають раковини, в яких мешкають на дні.
3. Пастка для об'єктів харчування.Павук м'ясоїдний, і його раціон складається з комах, що заплуталися в липкій мережі.
4. Матеріал для створення кокона, з якого з'являються нові павуки.
5. Пристосування, що відіграє роль процесі розмноження.У ході шлюбного періоду жіночі особини сплітають довгу нитку і залишають висіти для того, щоб самець міг легко дістатися до них.
6. Обман хижаків.Деякі павуки-кругопряди з її допомогою склеюють сміття і роблять муляжі, до яких кріплять нитку. У разі небезпеки вони смикають за нитку і відволікають увагу від себе муляжем, що рухається.
7. Страховка.Перед нападом на жертву павуки кріплять павутинну нитку до якогось предмета та стрибають на видобуток, використовуючи нитку як страховку.
8. Засіб пересування.Молоді павуки за допомогою довгої нитки залишають «батьківщину». Павуки, що мешкають у водоймищах, використовують павутинне плетіння як водний транспорт.

Як людина може використовувати павутину

У Китаї дивовижної міцності та легкості тканинне полотно з павутини має назву «тканини східного моря». Полінезійці використовують павутинні нитки великих павуків для шиття, а крім того плетуть з них ще й мережі для лову риби.

Вчені з Японії змогли створити струни для скрипки з шовку. У наш час вчені прагнуть синтезувати матеріал, що має властивості павутинної нитки, для використання в різних сферах - від виробництва бронежилетів до будівництва мостів.

Але створити аналог речовини, яку виробляє павук, наука поки що не здатна. Для цього деякі дослідники намагаються запроваджувати павучі гени іншим живим організмам.

Біолог з Голландії Абдул Вахаба Ель-Хальбзурі та художниця Джаліль Ессайді шляхом дослідницької діяльності синтезували суперміцну тканину, яка є органічною комбінацією павутини та шкіри людини.
До цього найміцнішою тканиною вважалися волокна кевлару, вироблені фірмою DuPont, міцність яких у 5 разів вища, ніж у сталі, а отриманий з використанням павукових ниток матеріал в 15 разів міцніше, ніж сталь. Але така синтетична речовина має низку недоліків, над якими ще працюють вчені.

Павутина примітна не лише своєю міцністю. Антибактеріальні властивості такого виробу павука використовували здавна. Ще в давні віки людина використовувала павутинну сіточку як пов'язку з бинтів.

Такий липкий матеріал примикав до шкіри та створював бар'єр для потрапляння в рану бактерій та вірусів. Багато дослідних установ працюють з павутинням, намагаючись застосувати її властивості в медицині для створення матеріалу, який зможе регенерувати кінцівки.

Вчені Європи заявляють, що протягом 5 років зможуть синтезувати штучні сухожилля та зв'язки з павутинних ниток.

Важливо! Застосування павутиння в галузі медицини насамперед викликане тим, що організм людини не робить відторгнення впровадженого в нього павукового білка.

У сучасному світі нитки павутиння використовують в оптичній промисловості для позначення перехрестя в оптичних пристроях, а також як нитки у мікрохірургії. Також відомо, що мікробіологи створили аналізатор повітря, використовуючи властивості павучих ниток вловлювати з навколишнього сліду мікрочастинки.
Треба відзначити, що вивчення властивостей павутиння дозволить у майбутньому досягти великих результатів у багатьох галузях виробництва, а також сприяти розвитку та появі передових технологій, важливих для людства.

Чому павук не прилипає до свого павутиння

Полюючи за своїми жертвами (мухами, мошками та іншими комахами), які заплутуються в розставлених липких мережах, сам павук не приклеюється до власної пастки.

Розглянемо фактори, завдяки яким павук не липне до свого виробу:

1. Не всі павукові мережі покриті клейовою рідиною, а лише деякі ділянки, які добре відомі її творцю. Липкими є кругові нитки, а центральні не просочені клейкою речовиною.
2. Лапки павука повністю вкриті коротенькими та тоненькими волосками. Ці волоски швидко знімають з ниток павутиння невидимі оком крапельки клею. При знаходженні лапки на ділянці мережі павутинної частинки клею знаходяться на волосинках. Коли павук прибирає лапку з ділянки без клею, волоски при ковзанні об нитку повертають частинки клею назад.
3. Особлива речовина, яка покриває павукові лапки, знижує рівень взаємодії з клеєм, що додатково допомагає від прилипання.

Відео: про павутину павуків Отже, павутина синтезується в павутинних залозах, що знаходяться на черевці павуків, і має переважно білковий склад. Ці членистоногі плетуть її для різних потреб, і вона буває різних форм.

Важливо! Пил, що скупчився на павутинній сітці, а також комахи, що заплуталися в ній, сприяють створенню антисанітарних умов у житловому приміщенні. Тому не треба забувативидаляти павутинупри збиранні.

Більше того - вона має надзвичайні властивості, які людство може використовувати у своїх цілях. Вчені різних країннамагаються синтезувати речовину, подібну до неї.

Міцні матеріали мають широкий спектр використання. Є не тільки найтвердіший метал, але й найтвердіша і міцна деревина, а також міцні штучно створені матеріали.

Де використовують найміцніші матеріали?

Міцність цього електропровідного волокна на розрив вище міцності павутиння павука-кругопряда втричі. Отриманий матеріал використовується для виготовлення надлегких бронежилетів та спортивного інвентарю. Назва ще одного міцного матеріалу – ONNEX, створеного на замовлення Міністерства оборони США. Крім застосування його при виробництві бронежилетів, новий матеріалможна також використовувати в системах льотного контролю, сенсорах, двигунах.

Існує розроблена вченими технологія, завдяки якій міцні, тверді, прозорі та легкі матеріали одержують за допомогою перетворення аерогелів. На їх основі можна виробляти полегшені бронежилети, броню для танків та міцні будівельні матеріали.

Новосибірські вчені винайшли плазмовий реактор нового принципу, завдяки якому можна виробляти нанотубулен – надміцний штучний матеріал. Цей матеріал відкрили ще 20 років тому. Він є масою еластичної консистенції. Вона складається зі сплетень, які неможливо побачити неозброєним оком. Товщина стінок цих сплетень - один атом.

Те, що атоми ніби вкладені один в одного за принципом «російської матрьошки», робить нанотубулен найбільш міцним матеріалом з усіх відомих. При додаванні цього матеріалу в бетон, метал, пластик значно посилюються їх міцність і електропровідність. Нанотубулен допоможе зробити машини та літаки міцнішими. Якщо ж новий матеріал прийде у широке виробництво, дуже міцними можуть стати дороги, будинки, техніка. Зруйнувати їх буде дуже складно. Нанотубулен досі не було впроваджено у широке виробництво через дуже високу собівартість. Проте новосибірським вченим удалося значно знизити собівартість цього матеріалу. Тепер нанотубулен можна виготовляти не кілограмами, а тоннами.

Найтвердіший метал

Цей метал використовують у промисловості, виплавляючи хромисту сталь, ніхром і так далі. Його застосовують для антикорозійних та декоративних покриттів. Хромом дуже багаті кам'яні метеорити, що падають на Землю.

Найміцніше дерево

Деревина перевищує за міцністю чавун у півтора рази, міцність на вигин приблизно дорівнює міцності заліза. Через такі властивості, залізна береза ​​цілком могла б іноді замінювати метал, адже ця деревина не схильна до корозії та гниття. Корпус судна, зроблений із Залізної берези, можна навіть не фарбувати, судно не зруйнує корозія, дія кислот йому теж не страшна.

Березу Шмідта неможливо пробити кулею, сокирою її не зрубаєш. Зі всіх беріз нашої планети довгожителем є саме Залізна береза ​​– вона живе чотириста років. Її місце зростання - заповідник Кедрова Падь. Це рідкісний вид, що охороняється, який занесений в Червону Книгу. Якби не така рідкість, надміцну деревину цього дерева можна було б використовувати.

А ось найвищі дерева у світі секвої не є дуже міцним матеріалом.

Найміцніший матеріал у Всесвіті

Незабаром графен покине наукові лабораторії. Усі вчені світу говорять сьогодні про його унікальні властивості. Так, кілька грамів матеріалу буде достатньо для покриття цілого футбольного поля. Графен дуже гнучкий, його можна складати, згинати, згортати рулоном.

Можливі сфери його використання – сонячні батареї, мобільні телефони, сенсорні екрани, супершвидкі комп'ютерні чіпи.
Підпишіться на наш канал в Яндекс.Дзен

Практична користь від павутиння.

кожен ий з нас чудово уявляє собі павутину: неодноразово стикався з павутинням у лісі, а то й у власному будинку. З кутів павутину скидають віником, а в лісі, випадково потрапивши в неї обличчям, невдоволено струшують.

Тим часом павутина - це дуже цікавий і корисний у практичному застосуванні натуральний матеріал, величезне значення якого незаслужено сьогодні затьмарили численні синтетичні полімери.

Найтонші нитки найдавнішої павутини були виявлені в шматку бурштину працівниками Оксфордського університету в Східному Сассексі. Вік унікальної знахідки оцінюється приблизно 140 млн. років. До цього моменту найдавнішою вважалося павутиння в шматку бурштину, знайденому в Лівані, датованим 130 мільйонами років, а найдавніший павук - виявлений у бурштині віком близько 120 млн. років. Бурштини, що сформувалися понад 100 млн років тому, зустрічаються вкрай рідко.

За допомогою самих сучасних технологійультрамікроскопування вченим вдалося ідентифікувати найдавнішу павутину, довжина ниток якої була трохи більше міліметра. Цікаво, що павутина аналогічна до тієї, яку плетуть сучасні павуки. Розташування ниток дозволило встановити, що вони були опорами для круглої павутини. Той же шматочок бурштину зберіг два мотки стародавньої павутини.

Завдяки цій знахідці, які досліджували її палеобіологи припустили, що павукоподібні насправді набагато давніші істоти, ніж думали до цього. Раніше вважалося, що стала вельми поширеною літаючих комах, які служили здобиччю для арахнід, було викликано появою нашій планеті квітучих рослин. Після вивчення знахідки оксфордських учених було зроблено припущення про те, що найдавніші павукоподібні полювали на комах, що повзали і стрибали, сплітаючи павутину на поверхні грунту.

Крім павутиння, той же шматок бурштину зберіг частинки горілих кори і соку хвойного дерева, що обвуглилися. Імовірно, дерево виділило смолу, що поглинула павутину і згодом перетворилася на бурштин, під час лісової пожежі.

Самі павуки використовують павутину для побудови сховищ, вистилання норок, ловчих тіней та яйцевого кокона; самці роблять із неї сперматичну сіточку з метою розмноження. У молоді деяких павуків довгі нитки павутини служать парашути при розселенні вітром. При виготовленні ловчої мережі павук спочатку натягує раму і радіальні нитки, потім прокладає тимчасову опорну спіральну нитку і лише після цього тче клейку спіральну ловчу мережу, після закінчення якої обкушує опорну нитку.

Павутина павуків є білок, збагачений гліцином, аланіном і серином. Усередині павутинної залози вона існує у рідкій формі. При виділенні через численні прядильні трубочки, що відкриваються на поверхні павутинних бородавок, відбувається зміна структури білка, внаслідок чого він твердне у формі тонкої нитки. Надалі павук переплітає ці первинні нитки більш товсте павутинне волокно.

Каркасна нитка павутини складається з двох білків: міцнішого спідроїну-1 і більш еластичного спідроїну-2. Саме поєднання їх властивостей визначає унікальні властивості павутиння.

Павутина може мати діаметр до кількох міліметрів і складається з найтонших ниток. Павутина надзвичайно тонка та легка. Щоб опоясати екватор нашої планети, її знадобилося б лише 340 г!

Вчених найбільше цікавить каркасна нитка павутиння, надзвичайно міцна та еластична. Нитка павука за своєю міцністю близька до нейлону - міцність на розрив становить від 40 до 260 кг/мм2, що в кілька разів міцніше стали. Якби павутина мала діаметр 1 мм, вона могла б витримати вантаж масою приблизно 200 кг. Сталевий дріт того ж діаметра витримує значно менше: 30-100 кг, залежно від типу сталі. До того ж вона надзвичайно еластична.

Цікаво, що коли павутиння намокає, вона сильно скорочується (це явище отримало назву суперконтракції). Це тому, що молекули води проникають у волокно і роблять невпорядковані гідрофільні ділянки більш рухливими. Якщо павутина розтягнулася і провисла від попадання комах, то у вологий чи дощовий день вона скорочується і при цьому відновлює свою форму.

Інша незвичайна властивість павутиння — внутрішня шарнірність: підвішений на павутинному волокні предмет можна необмежено обертати в той самий бік, і при цьому вона не тільки не перекрутиться, але взагалі не буде створювати помітної сили протидії.

Як відомо, натуральні нитки людина видобувала з природних матеріалівіз досить великою винахідливістю. Згодом з таких ниток з'явилися тканини - з шерсті, бавовни, льону, кропиви і навіть найтонших ниток коконів шовкопряда. Проте використання павутиння відкриває нові перспективи цьому напрямі, т.к. є відмінним матеріалом для виготовлення міцних і легких тканин.

Першу спробу виготовити таку тканину було зроблено три століття тому французьким вченим - ентомологом Боном, який представив у наукове королівське товариство свої пропозиції про заміну шовку, що привіз, павутинним. Як зразок додавались зроблені з павукового шовку панчохи та рукавички. Ідея вченого не знайшла підтримки через складність масового розведення павуків. Наразі для цієї проблеми є рішення, але поява великої кількостісинтетичних ниток різко знизило затребуваність павукового шовку.

Виняткова за міцністю, легкістю та красою тканина з павутини досі використовується і відома в Китаї під назвою "тканини східного моря". Полінезійці вживали павутину великих тенетних павуків як нитки для шиття та плетіння рибальських снастей. На початку XVIII століття у Франції з павутини хрестовиків були виготовлені рукавички та панчохи, що викликали загальне захоплення. Відомо, що від одного павука можна отримати одразу до 500 м нитки. У 1899 році з павутиння великого мадагаскарського павука намагалися отримати тканину для покриття дирижабля та вдалося виготовити зразок розкішної тканини завдовжки 5 м.

На сьогоднішній момент нитки павутини застосовуються в основному в оптичній промисловості для нанесення перехрестя в оптичних приладах і як нитки в мікрохірургії, а також за рахунок високого вмісту в собі бактерицидних властивостей може з успіхом застосовуватися в медицині як шовний матеріал, штучні зв'язки та сухожилля, плівок для загоєння ран, опіків та ін.

Синтезувати подібні білки в лабораторії хімічним шляхом неможливо - вони надто складні. Проте вченим вдалося створити штучний аналог із застосуванням біотехнологічних технологій. Таку нитку було перевірено на міцність фахівці Науково-дослідного центру "Вуглехімволокно" у Митищах. Нитка завтовшки всього кілька мікрон витримує на розрив 50-100 мг вантажу. Вона виявилася лише в чотири рази менш міцною, ніж у павука, а це дуже гарний результат. У той же час величина значення енергії розриву (пружність) у цієї нитки вже вища, ніж у кістки чи сухожилля.

З павутиння можна робити не лише нитки, а й плівки. Саме в такому вигляді планується використання «штучної павутини» для виготовлення покриттів, що гояться, для ран і опіків, які не відторгатимуться організмом і стимулюватимуть регенерацію власного епітелію.

Робилися спроби та отримувати павутину природним шляхом, аналогічно шовку. Були навіть винайдені різні прилади для «доїння» павука і акуратного намотування ніжних ниток на котушку, що повільно обертається.

Перешкод виявилося кілька. По-перше, неуживливість павучої натури: при спільному змісті ці тварини ворогують і поїдають один одного. По-друге, кожен павук робить дуже мало павутини: підраховано, що для виробництва 500 г волокна потрібно 27 тис. павуків середнього розміру. Зрозуміло, що продуктивність членистоногих навряд чи зможе задовольнити промислові запити. Вихід один: навчитися отримувати її штучно.

Жителі островів Тихого океану «примушують» павуків плести рибальські сіті, які надзвичайно міцні та майже непомітні у воді. А на острові Мадагаскар, розташованому неподалік східного берега Африки, багато сільських жителів досі використовують павутинки замість ниток.

Технологія, розроблена близько ста років тому французьким проповідником, дозволила зібрати з мільйона мадагаскарських павуків золотисте павутиння.

Мистецтвознавець Саймон Пірс (Simon Peers) та його американський партнер з бізнесу Ніколас Гудлі (Nicholas Godley) найняли для роботи кілька десятків робітників, які створили унікальне полотно розміром 3,4 на 1,2 метра.

Постачальниками "ниток" став мільйон павуків-кругопрядів (golden orb spider), що належать до роду Nephila. На виготовлення шматка, мабуть, найнезвичайнішої тканини вчений та підприємець витратили майже п'ять років життя та близько $500 тисяч.

Гудлі вперше приїхав на Мадагаскар у 1994 році, де створив невелику компанію з виробництва товарів із волокон пальми роду Raphia. 1999-го Ніколас випустив свою першу колекцію модних сумок(мабуть, з того ж матеріалу), а 2005-го закрив фабрику і повністю переключився на виробництво "павучої тканини" разом з Пірсом.

На створення незвичайного полотна Гудлі надихнули розповіді про те, як у ХІХ столітті щось подібне спробував зробити французький керуючий однією з мадагаскарських провінцій. Однак Ніколасу не було достеменно відомо, чи є ці розповіді правдою чи вигадкою.

Взагалі павучий шовк не користується особливою популярністю у жителів Мадагаскару (воно і зрозуміло, адже "стандартного" тутового шовкопряда вирощувати набагато легше). Однак у XIX столітті піддані королівства Меріна (Merina Kingdom) все ж таки наважувалися працювати з ним. Вироби з павутини подавались членам королівських сімей. З'явилася навіть особлива традиція сплетення ниток.

Робота Пірса та Гудлі почалася з того, що вони найняли 70 робітників збирати поблизу столиці Мадагаскару Антананаріву (Antananarivo) павучих виду Nephila madagascariensis.

Тільки жіночі особини створюють унікальну у своєму роді міцну павутину із золотистим відтінком. Збір проходив під час сезону дощів, тому що членистоногі плодять свої сітки тільки в цю пору року (що накладає додаткові обмеження на процес виробництва полотна).

Щоб створити якусь подобу прядильної фабрики, павуків помістили до спеціальних камер, де їх тримали у нерухомому стані. Треба сказати, що Nephila madagascariensis не отруйні, але кусачі. Крім того, вони можуть втекти чи поїсти один одного. "Спочатку ми мали 20 жіночих особин, але невдовзі все закінчувалося трьома, щоправда, дуже товстими", - розповідає Пірс.

Так що врешті-решт неспокійних тварин ізолювали один від одного, одночасно наростивши кількість особин, що одночасно мешкають на фабриці.

Десять робітників збирали павутину, що звисала із прядильних органів павучих. З однієї особини в такий спосіб можна було отримати близько 25 метрів дорогоцінного матеріалу.

Пірс зазначає, що чотирнадцять тисяч павуків дають приблизно 28 грамів павукового шовку, а загальна вага кінцевого шматка тканини становила аж 1180 грамів!

Далі для створення первинної нитки ткачі вручну скручували 24 відрізка павутини в один, чотири первинні потім перетворювали в одну основну нитку (всього 96 відрізків), і тільки з неї ткали полотно. Можна уявити, наскільки ретельною має бути робота.

Матеріал з павутини стане в нагоді на полі бою, у хірургії і навіть у космосі, впевнені багато фахівців. В отриманні виробів з білків павутиння зацікавлені в Інституті біоорганічної хімії РАН, а також в Інституті трансплантології та штучних органів.

У народній медицині є такий рецепт: на рану або садна, щоб зупинити кров, можна прикласти павутину, акуратно очистивши її від комах і дрібних гілочок, що застрягли в ній. Виявляється, павутина має кровоспинну дію і прискорює загоєння пошкодженої шкіри. Хірурги та трансплантологи могли б використовувати її як матеріал для накладання швів, зміцнення імплантантів і навіть як заготівлі для штучних органів. За допомогою павутиння можна суттєво покращити механічні властивостібезлічі матеріалів, які в даний час застосовуються в медицині.