Zirnekļa vēders ir īsta "rūpnīca" tīklu ražošanai. Tieši tajā atrodas apjomīgie arahnoīdie dziedzeri, kas rada lipīgu noslēpumu, kas ātri sacietē gaisā. Vēdera ekstremitātes veido tīkla pavedienu, un kustīgās tīkla kārpas virza pavedienu pareizajā vietā.
Zirnekļu vēders ir kustīgi savienots ar galvas toraksu ar plānu tiltiņu. Mobilās un ekstremitātes, kas sastāv no 7 segmentiem. Rezultātā zirnekļa organisms spēj izveidot tīkla pavedienu un ātri novērst spraugas slazdošanas tīklā. Ķemmes nagi un sari uz ekstremitātēm palīdz zirneklim ātri slīdēt pa tīkla pavedienu kā vagonam uz sliedēm, ļaujot tam laikus parādīties tīkla pārrāvuma vietā.
Kāpēc zirnekļi veido slazdošanas tīklu?
Spēja attīstīt patinu nav zirnekļu galvenā iezīme, tomēr slazdošanas tīkla aušana ir kļuvusi par zirnekļveidīgo pazīmi. Zirnekļi ir īsti plēsēji, kas savu upuri gaida nomaļā vietā.
Tīkla adhezīvo īpašību dēļ zirnekļu tīklos nonāk ļoti dažādi dzīvnieki, sākot no kukaiņiem un pat maziem putniem.
Pielipis pie tīkla, upuris mēģina izkļūt no slazda, šūpojot tīkla pavedienu. Radušās vibrācijas pa signāla pavedienu tiek pārnestas uz zirnekli, kurš pa diegiem ātri pietuvojas upurim un ievada gremošanas sulu, kas, nonākot cietušajā, sagremo iekšējo saturu. Tad zirneklis to sapina ar tīklu, veidojot tādu kā kokonu. Atliek gaidīt līdz gremošanas enzīmiļauj vienkārši izsūkt šķidruma saturu.
Zirnekļiem vairošanai ir nepieciešami tīkli.
Vairošanās sezonā mātītes piešķirtais tīmekļa pavediens ļauj partnerim atrast pretējā dzimuma indivīdu pārošanai.
Mātīšu tīklu tuvumā tēviņi konstruē miniatūras pārošanās mežģīnes, kurās ievilina zirnekļus pārošanai, ritmiski piesitot viņu ekstremitātēm.
Vīriešu krustzirnekļi piestiprina savu tīklu pie radiālajiem pavedieniem mātītes slazdošanas tīklā, novietojot to horizontāli. Pēc tam tēviņš sit ar savām ekstremitātēm, izraisot vilcināšanos. Tādā veidā zirnekļi mātītei signalizē par savu klātbūtni. Mātīte šajā gadījumā neizrāda agresiju un nolaižas pie tēviņa pārošanai pa pievienoto tīkla pavedienu.
Tīmeklis ir drošs patvērums pēcnācējiem
Mātīte dēj olas pēc apaugļošanas zirnekļtīkla kokonā, kas austs no viena vai vairākiem zīdainiem pavedieniem. Pašu kokonu veido 2 plāksnes - galvenā un pārklājošā plāksne, kas savienotas ar to malām. Šī kokona struktūra nodrošina drošu olu aizsardzību.
Mātīte vispirms auž galveno plāksni, līdzīgi kā spermas tīkls olām. No augšas aptin tos ar otru zirnekļu tīklu slāni, kas veido pārklājošo plāksni. Kokona apvalku veido zīda pavedieni, kas cieši pieguļ viens otram un ir piesātināti ar sasalušu noslēpumu. Kokona sienas kļūst ļoti blīvas, gandrīz kā pergaments. Dažās zirnekļu sugās mātīte vērpj vaļīgu kokonu, līdzīgu vates kamoliņam.
Tīmeklis kā transportlīdzeklis
Dažu veidu zirnekļi izmanto tīklus, lai pārvietotos pa gaisu. Zirnekļi kāpj augstāk uz koka, žoga, augsta akmens, ēkas jumta, paceļot vēderu, tie izlaiž lipīgu pavedienu. Tas ātri sasalst gaisā un zirneklis, atkabinies, dodas lidot pa vieglu zirnekļtīklu, ko nes pretimnākošā gaisa plūsma. Tātad jaunie zirnekļi nokļūst jaunās dzīvotnēs.
Ir zināmi zirnekļu parādīšanās gadījumi uz jūras kuģa klāja, kas kuģo atklātā jūrā tālu no krasta.
Pieaugušie zirnekļi sugās ar mazu izmēru var arī migrēt. Zirnekļi spēj pacelties ar zirnekļtīkla palīdzību, ko uztver vējš, līdz 2-3 kilometru augstumam. Turklāt zirnekļi visbiežāk ceļo klusās un mierīgās "indiešu" vasaras dienās. Viņi veic lielus attālumus.
Kā dažāda veida zirnekļi izmanto tīmekli
Dabā dzīvo tīklu zirnekļi, kas auž slazdošanas tīklus (tīklus), taču ir zināmas arī sugas, kas nav tīkli, kas medī, neizmantojot zirnekļtīklu. Bet tie veido tīmekli kušanas, atpūtas, molu un ziemošanas periodos. Zirnekļi auž aizsargmaisus vai no zirnekļu tīkliem austas nojumes.
Tenetniku zirnekļi tiek izglābti, kad plēsējs tuvojas zirnekļtīklam, nokrītot. Kad briesmas ir pārgājušas, viņi atgriežas atpakaļ pie tīkla pavediena un paceļas, ātri uztinot savu drošības virvi.
Tīmeklis ir nepieciešams apdrošināšanai
Lēcošie zirnekļi izmanto tīkla pavedienu, lai uzbruktu. Viņi piestiprina kādam priekšmetam drošības pavedienu un lec virsū paredzētajam upurim. Dienvidkrievijas tarantula, atstājot savu caurumu, izvelk tikko pamanāmu tīkla pavedienu, pa kuru vienmēr atradīs ieeju pamestajā patversmē. Kad apdrošināšana pārtrūkst, tarantuls nevar atrast savu ūdeļu un dodas meklēt jaunu. Uz substrāta piestiprinātiem zirnekļu tīkliem lecošie zirnekļi nakšņo. Šī ir sava veida apdrošināšana pret plēsējiem.
Tīmekļa galvenais uzdevums ir sagūstīt laupījumu. Tīmeklis tiek izmantots oderēšanai
Tarantulas mīt urvās, kuru sienas nemitīgi drūp, tāpēc šie matainie zirnekļi savu mājokļu sienas izklāj ar zirnekļtīkla pavedieniem. Šis dizains aizsargā māla sienas no izliešanas. Zirnekļi pirms ieiešanas savā caurumā auž dažādas tīkla struktūras piltuvju, cauruļu, kustīgu vāku veidā, kas nosedz ieeju.
Zirnekļa zvans elpošanai
Sudraba zirneklis medī ūdenī, kurā ir nepieciešams elpot atmosfēras gaisu. Nogrimstot apakšā, zirneklis satver daļu gaisa vēdera galā neliela burbuļa veidā. Uz augiem viņš būvē gaisa zvanu, kurā gaisu notur blīvi austs tīkls.
Sudraba zirneklis "noblīvē" skābekļa molekulu tīklā zem ūdens un tādējādi elpo. Tīmeklis - lai noķertu upuri
Lai noķertu laupījumu, zirnekļi auž slazdošanas tīklus, bet dažas sugas izmanto zirnekļa laso un pavedienus.
Tarantulas, noķērušas laupījumu, glabā to chelicerā, pēc tam iesaiņo upuri tīklā.
Zirnekļi, kas slēpjas bedres dziļumos, atstāj signālu pavedienu. Tas stiepjas no vēdera līdz ieejai patversmē. Šī pavediena vibrācijas tiek pārnestas uz zirnekli, dodot signālu, ka medījums ir noķerts.
Tīmekli ražo ne tikai zirnekļi, bet tieši tie visplašāk izmanto zirnekļu zīdu, ka tīkla aušana ir viņu atšķirīgā iezīme.
Ja atrodat kļūdu, lūdzu, iezīmējiet teksta daļu un noklikšķiniet Ctrl+Enter.
Daudzi cilvēki šausmīgi baidās no zirnekļiem un viņu tīkliem. Tomēr tīmeklis ir visinteresantākais un ārkārtīgi neparastākais dabiskais materiāls. Pavisam nesen arheologi ir atraduši dzintaru, kurā viņi atrada saglabājušos tīklu. Tiek lēsts, ka šī tīmekļa vecums ir vairāk nekā 135 miljoni gadu. Tas liecina, ka zirnekļi uz mūsu planētas ir bijuši ļoti ilgu laiku un ir vieni no senākajiem kukaiņiem uz planētas.
Tīmekļa sastāvs
Vispirms jums ir jāpasaka, ko satur tīmeklis. Tīkls ir proteīns, ko zirneklis izdala no savām vērpšanas caurulēm. Zirnekļa ķermenī šis proteīns ir bagātināts ar alanīnu, serīnu un arī glicīnu. Pateicoties tam, tīkls, atstājot vērpšanas caurules, kļūst ciets no ārpuses, bet iekšpusē paliek šķidrs. Tīkla unikālās izturības un elastības īpašības ir izskaidrojamas ar divu veidu proteīna kombināciju - spidroīns-1 (stiprs) un spidroīns-2 (elastīgs).
Tīkla izmantošana medicīnā
Kopš seniem laikiem tīmeklis ir izmantots tautas medicīnā. Piemēram, ar tās palīdzību bija iespējams apturēt asiņošanu. Pietika uz brūces uzklāt no visiem kukaiņiem un gružiem attīrītu tīklu, un asinis apstājās.
Šādas īpašības ir ieinteresējušas mūsdienu medicīnu. Ir veikts daudz pētījumu. Kā liecina pētījumu rezultāti, transplantoloģijas un ķirurģijas speciālisti sāka interesēties par tīmekli, lai to izmantotu kā līdzekli mākslīgo cīpslu, kā arī saišu veidošanai. Tīkla baktericīdo īpašību dēļ tā izmantošana kā plēves var ievērojami paātrināt apdegumu un brūču dzīšanas procesu, ķermenim neatmetot šīs plēves.
Diemžēl šādu proteīnu ķīmiski sintezēt vēl nav izdevies. Tomēr zinātnieki joprojām var lepoties ar dažiem panākumiem. Tā, piemēram, zinātnieki spēja izveidot zirnekļa pavediena analogu, kura stiprums ir 4 reizes zemāks par dabisko tīklu. Lai gan pastāv liela izturības atšķirība, sintezētais materiāls ir daudz stiprāks par kaulu un cīpslu.
Zinātnieki no Hannoveres nesen paziņoja, ka plastiskā ķirurģija drīzumā varēs sašūt kopā bojātus nervus, pateicoties zirnekļu tīklu izmantošanai. Pēc viņu domām, tīmeklim ir visas šādai darbībai nepieciešamās īpašības: elastība, ķermeņa atgrūšanas trūkums, pašizšķīšana.
Zinātnieki no Tufta universitātes veica pētījumus, kuru rezultātā tīmeklī atradās modificētas olbaltumvielas. Interesantākais ir tas, ka iegūtās olbaltumvielas piesaistās tikai slimām šūnām, apejot veselās.
Daži pētījumi liecina, ka audumus var izmantot mākslīgās ādas izveidošanai.
Diemžēl tīkla izmantošanai medicīnā ir nepieciešams liels skaits zirnekļu. Tāpēc pirmajā vietā zinātniekiem ir sintētiskā zīda meklējumi, kam būtu tādas pašas īpašības kā dabiskajam tīklam. Tas ļaus šādu materiālu izmantot ikvienā pētījumā, kas novedīs pie kaut kā jauna atklāšanas.
Zirnekļveidīgie izceļas no visiem kukaiņiem ar spēju aust pārsteidzošus zirnekļtīklu rakstus.
Nav iedomājams, kā zirneklis griež tīklu. Maza būtne rada lielus un spēcīgus tīklus. Apbrīnojama spēja tika izveidota pirms 130 miljoniem gadu.
Nav nejaušība, ka visas iespējas dzīvniekos parādās un tiek fiksētas dabiskās atlases laikā. Katrai darbībai ir stingri noteikts mērķis.
Zirneklis griež tīklu, lai sasniegtu svarīgus mērķus:
- laupījuma ķeršana;
- audzēšana;
- viņu ūdeļu stiprināšana;
- rudens apdrošināšana;
- plēsēju maldināšana;
- atvieglo kustību uz virsmām.
Zirnekļu secība sastāv no 42 tūkstošiem sugu, no kurām katrai ir savas izvēles arahnoidālās struktūras izmantošanā. Lai noturētu cietušo, režģi izmanto visi pārstāvji. Tēviņi - aranemorfi uz režģa atstāj sēklu šķidruma sekrēciju. Tad zirneklis tīmeklī staigā, savācot sekrēcijas uz pārošanās orgāniem.
Pēc apaugļošanas mazuļi tiek veidoti aizsargājošā tīkla kokonā. Dažas mātītes tīklā atstāj feromonus - vielas, kas piesaista partnerus. Vērpēji apvij pavedienus ap lapām un zariem. Rezultāts ir manekeni, lai novērstu plēsēju uzmanību. Ūdenī dzīvojošās sudrabzivs veido mājas ar gaisa dobumiem.
Tīkla izmērs ir atkarīgs no zirnekļa veida. Daži tropiskie zirnekļveidīgie veido "šedevrus" ar diametru 2 m, kas spēj noturēt pat putnu. Parastie zirnekļu tīkli ir mazāki.
Interesanti zināt, cik ļoti zirneklis auž tīklu. Zoologiem izdevās noskaidrot, ka šķērsgabals ar darbu tiek galā dažu stundu laikā. Karstu valstu pārstāvjiem nepieciešamas vairākas dienas, lai izveidotu lielas platības modeļus. Galvenā loma šajā procesā ir īpašiem orgāniem.
Zirnekļa dziedzeru struktūra
Uz kukaiņa vēdera ir izaugumi - zirnekļveida kārpas ar caurumiem caurulīšu veidā.
Caur šiem kanāliem no arahnoīdā dziedzera izplūst viskozs šķidrums. Saskaroties ar gaisu, želeja pārvēršas plānās šķiedrās.
Tīkla ķīmiskais sastāvs
Izdalītā šķīduma unikālā spēja sacietēt ir izskaidrojama ar strukturālajām sastāvdaļām.
Šķidruma sastāvs satur augstu olbaltumvielu koncentrāciju, kas satur šādas aminoskābes:
- glicīns;
- alanīns;
- serīns
Olbaltumvielu kvartārā struktūra, izstumjot no kanāla, mainās tā, ka rezultātā veidojas pavedieni. No pavedienu veidojumiem pēc tam iegūst šķiedras, kuru stiprība
4 līdz 10 reizes stiprāks par cilvēka matu.
1,5 - 6 reizes stiprāks nekā tērauda sakausējumi.
Tagad kļūst skaidrs, kā zirneklis auž tīklu starp kokiem. Plānas stipras šķiedras neplīst, tās viegli saspiež, stiepjas, griežas bez savīšanas, savienojot zarus vienotā tīklā.
Zirnekļa dzīves mērķis ir olbaltumvielu pārtikas ieguve. Atbilde uz jautājumu "Kāpēc zirnekļi auž tīklus" ir acīmredzama. Pirmkārt, kukaiņu medībām. Tie veido sarežģītas konstrukcijas slazdošanas tīklu. Rakstainu struktūru izskats ir atšķirīgs.
- Visbiežāk mēs redzam daudzstūru tīklus. Dažreiz tie ir gandrīz apaļi. Aušana no zirnekļiem prasa neticamas prasmes un pacietību. Sēžot uz augšējā zara, tie veido pavedienu, kas karājas gaisā. Ja paveiksies, vītne ātri aizķersies pie zara piemērotā vietā un zirneklis pārcelsies uz jaunu punktu turpmākajam darbam. Ja pavediens nekādā veidā neķeras, zirneklis to velk sev pretī, apēd, lai produkts nepazūd, un sāk procesu no jauna. Pakāpeniski veidojot rāmi, kukainis turpina izveidot radiālos pamatus. Kad tie ir gatavi, atliek tikai izveidot savienojošos pavedienus starp rādiusiem;
- Piltuves pārstāvjiem ir cita pieeja. Viņi veido piltuvi un slēpjas apakšā. Kad upuris tuvojas, zirneklis izlec un ievelk to piltuvē;
- Daži indivīdi veido zigzaga pavedienu tīklu. Varbūtība, ka upuris neizkļūs no šāda modeļa, ir daudz lielāka;
- Zirneklis ar nosaukumu "bola" sevi neapgrūtina, izgriež tikai vienu pavedienu, uz kura galā ir līmes pilīte. Mednieks izšauj diegu uz upuri, cieši pielīmējot to;
- Zirnekļi - ogres bija vēl viltīgāki. Viņi izveido nelielu sietu starp ķepām, pēc tam uzmet vajadzīgo priekšmetu.
Dizaini ir atkarīgi no kukaiņu dzīves apstākļiem, to sugām.
Secinājums
Uzzinājis, kā zirneklis auž tīklu, kādas ir tā pazīmes, atliek apbrīnot šo dabas veidojumu, mēģināt izveidot ko līdzīgu. Smalkos trikotāžas lakatu rakstos amatnieces kopē rakstus. Pēc līdzīgām shēmām tiek izgatavotas antenas, tīkli zivju un dzīvnieku ķeršanai. Līdz šim cilvēkam nav izdevies pilnībā simulēt procesu.
Video: zirneklis auž tīklu
Fizikālo un matemātikas zinātņu kandidāte E. Lozovskaja
Zinātne un dzīve // Ilustrācijas
Līmviela, kas pārklāj slazdošanas spirāles vītni, ir vienmērīgi sadalīta pa audumu pilienu-lodīšu veidā. Attēlā redzama divu slazdošanas spirāles fragmentu piestiprināšanas vieta rādiusam.
Zinātne un dzīve // Ilustrācijas
Zinātne un dzīve // Ilustrācijas
Zinātne un dzīve // Ilustrācijas
Zinātne un dzīve // Ilustrācijas
Sākotnējie posmi slazdošanas tīkla izveide ar zirnekļa krustu.
Logaritmiskā spirāle aptuveni apraksta papildu spirāles vītnes formu, ko zirneklis novieto riteņa formas slazdošanas tīkla būvniecības laikā.
Arhimēda spirāle apraksta lipīga slazdošanas pavediena formu.
Zigzaga pavedieni ir viena no Argiope ģints zirnekļu tīklu iezīmēm.
Zīda šķiedras kristāliskajiem apgabaliem ir salocīta struktūra, līdzīga tai, kas parādīta attēlā. Atsevišķas ķēdes ir savienotas ar ūdeņraža saitēm.
Jauni krustzirnekļi, tikko no zirnekļtīkla kokona.
Dinopidae spinosa dzimtas zirnekļi iepin zirnekļu tīklu starp savām kājām un pēc tam met to pāri savam upurim.
Zirnekļa krusts (Araneus diadematus) ir pazīstams ar spēju aust lielus ritenīša formas slazdošanas tīklus.
Dažas zirnekļu sugas apaļajam lamatam piestiprina arī garas "kāpnes", kas ievērojami palielina medību efektivitāti.
Zinātne un dzīve // Ilustrācijas
Šādi zem mikroskopa izskatās zirnekļa tīkla caurules, no kurām izplūst zirnekļa zīda pavedieni.
Iespējams, zirnekļi nav tie pievilcīgākie radījumi, taču viņu radītais tīkls - tīmeklis - var tikai izraisīt apbrīnu. Atcerieties, kā aci aizrauj saulē mirdzošo smalkāko pavedienu ģeometriskā pareizība, kas izstiepta starp krūma zariem vai starp garu zāli.
Zirnekļi ir vieni no vecākajiem mūsu planētas iemītniekiem, kas apdzīvoja zemi pirms vairāk nekā 200 miljoniem gadu. Dabā ir aptuveni 35 tūkstoši zirnekļu sugu. Šīs visuresošās astoņkājainās radības ir atpazīstamas vienmēr un visur, neskatoties uz krāsu un izmēru atšķirībām. Bet to vissvarīgākā atšķirīgā iezīme ir spēja ražot zirnekļa zīdu - dabīgu šķiedru, kas nepārspējamas stiprības ziņā.
Zirnekļi izmanto savus tīklus dažādiem mērķiem. Viņi no tā veido olu kokonus, būvē nojumes ziemošanai, izmanto kā "drošības virvi" lecot, auž sarežģītus slazdošanas tīklus un aptina noķerto upuri. Mātīte, kas ir gatava pārošanai, ražo ar feromoniem apzīmētu tīkla pavedienu, pateicoties kuram tēviņš, pārvietojoties pa pavedienu, viegli atrod sev partneri. Dažu sugu jaunie zirnekļi aizlido no vecāku ligzdas uz gariem pavedieniem, ko pacēlis vējš.
Zirnekļi galvenokārt barojas ar kukaiņiem. Slazdošanas ierīcēm, ko viņi izmanto, lai iegūtu pārtiku, ir dažādas formas un veidi. Daži zirnekļi savas patversmes tuvumā vienkārši izstiepj dažus signālpavedienus un, tiklīdz kukainis pieskaras pavedienam, steidzas viņam virsū no slazda. Citi met diegu ar lipīgu pilienu galā uz priekšu, piemēram, laso. Bet zirnekļu dizaina aktivitātes virsotne joprojām ir apaļi, riteņa formas tīkli, kas atrodas horizontāli vai vertikāli.
Lai izveidotu ritenīša veida slazdošanas tīklu, mūsu mežu un dārzu parasts iemītnieks krustzirneklis izlaiž diezgan garu, stipru pavedienu. Vējš vai gaisa plūsma paceļ pavedienu uz augšu, un, ja ir labi izvēlēta vieta tīkla veidošanai, tas pieķeras tuvākajam zaram vai citam balstam. Zirneklis rāpo pa to, lai nostiprinātu galu, reizēm uzliekot vēl kādu pavedienu spēkam. Tad viņš atbrīvo brīvi nokarenu pavedienu un piestiprina tā vidum trešo daļu, lai iegūtu Y formas konstrukciju - pirmie trīs rādiusi no vairāk nekā piecdesmit. Kad radiālie pavedieni un rāmis ir gatavi, zirneklis atgriežas centrā un sāk likt pagaidu palīgspirāli - kaut ko līdzīgu "sastatnēm". Palīgspirāle nostiprina konstrukciju un kalpo kā ceļš zirneklim, veidojot slazdošanas spirāli. Viss tīkla galvenais rāmis, ieskaitot rādiusus, ir izgatavots no nelīpoša pavediena, bet slazdošanas spirālei tiek izmantota dubultā vītne, kas pārklāta ar līmi.
Pārsteidzoši, ka šīm divām spirālēm ir atšķirīgas ģeometriskā forma. Laika spirālei ir salīdzinoši maz pagriezienu, un attālums starp tiem palielinās ar katru pagriezienu. Tas notiek tāpēc, ka, novietojot to, zirneklis pārvietojas tādā pašā leņķī pret rādiusiem. Iegūtās lauztās līnijas forma ir tuvu tā sauktajai logaritmiskajai spirālei.
Lipīgā slazdošanas spirāle ir veidota pēc cita principa. Zirneklis sākas no malas un virzās uz centru, saglabājot vienādu attālumu starp spolēm, un tiek iegūta Arhimēda spirāle. Tajā pašā laikā viņš iekož palīgspirāles pavedienus.
Zirnekļa zīdu ražo speciāli dziedzeri, kas atrodas zirnekļa vēdera aizmugurē. Ir zināms, ka vismaz septiņi zirnekļa dziedzeru veidi ražo dažādus pavedienus, taču nevienai no zināmajām zirnekļu sugām nav visu septiņu veidu vienlaikus. Parasti zirneklim ir viens līdz četri šo dziedzeru pāri. Tīkla aušana nav ātrs bizness, un vidēja izmēra slazdošanas tīkla izveidošana aizņem apmēram pusstundu. Lai pārslēgtos uz cita veida tīkla ražošanu (slazdošanas spirālei), zirneklim ir vajadzīga minūte atelpa. Zirnekļi bieži izmanto tīklu atkārtoti, ēdot lietus, vēja vai kukaiņu bojātā slazdošanas tīkla paliekas. Tīkls tiek sagremots viņu ķermenī ar īpašu enzīmu palīdzību.
Zirnekļa zīda struktūra ir ideāli izstrādāta simtiem miljonu gadu ilgas evolūcijas laikā. Šis dabīgais materiāls apvieno divas brīnišķīgas īpašības – izturību un elastību. Tīklu tīkls spēj apturēt kukaiņu, kas lido ar pilnu ātrumu. Vītne, no kuras zirnekļi auž sava slazdošanas tīkla pamatu, ir plānāks nekā cilvēka mati, un tā īpatnējā (tas ir, rēķinot uz masas vienību) stiepes izturība ir augstāka nekā tērauda stiepes izturība. Ja salīdzinām gossamer vītni ar tāda paša diametra tērauda stiepli, tad tie izturēs aptuveni tādu pašu svaru. Bet zirnekļa zīds ir sešas reizes vieglāks un līdz ar to sešas reizes stiprāks.
Tāpat kā cilvēku mati, aitas vilna un zīdtārpiņu kokonu zīds, arī audumi galvenokārt sastāv no olbaltumvielām. Aminoskābju sastāva ziņā tīkla proteīni - spidroīni - ir salīdzinoši tuvi fibroīniem, olbaltumvielām, kas veido zīdu, ko ražo zīdtārpiņu kāpuri. Abi satur neparasti lielu daudzumu aminoskābju alanīna (25%) un glicīna (apmēram 40%). Ar alanīnu bagāto proteīnu molekulu apgabali veido kristāliskus apgabalus, kas ir blīvi iesaiņoti krokās, nodrošinot augstu izturību, un vietas, kur ir vairāk glicīna, ir amorfāks materiāls, kas var labi stiepties un tādējādi piešķirt pavedienam elastību.
Kā veidojas šāds pavediens? Pilnīgas un skaidras atbildes uz šo jautājumu vēl nav. Tīkla vērpšanas process visdetalizētāk ir pētīts, piemēram, lodveida zirnekļa un Nephila clavipes ampulas formas dziedzera piemērā. Ampuloīdais dziedzeris, kas ražo spēcīgāko zīdu, sastāv no trim galvenajām daļām: centrālā maisa, ļoti gara izliekta kanāla un kanāliņa ar izeju. No šūnām uz maisiņa iekšējās virsmas izdalās mazi sfēriski pilieni, kas satur divu veidu spidroīna olbaltumvielu molekulas. Šis viskozs šķīdums ieplūst maisiņa astē, kur citas šūnas izdala cita veida proteīnu, ko sauc par glikoproteīniem. Pateicoties glikoproteīniem, iegūtā šķiedra iegūst šķidro kristālu struktūru. Šķidrie kristāli ir ievērojami ar to, ka, no vienas puses, tiem ir augsta kārtības pakāpe, un, no otras puses, tie paliek šķidri. Biezajai masai virzoties uz izeju, garās proteīna molekulas orientējas un sarindojas paralēli viena otrai topošās šķiedras ass virzienā. Šajā gadījumā starp tām veidojas starpmolekulāras ūdeņraža saites.
Cilvēce ir kopējusi daudzus dabas dizaina atklājumus, taču līdz šim nav bijis iespējams reproducēt tik sarežģītu procesu kā tīmekļa vērpšana. Zinātnieki tagad mēģina atrisināt šo sarežģīto problēmu ar biotehnoloģisko paņēmienu palīdzību. Pirmais solis bija izolēt gēnus, kas ir atbildīgi par proteīnu ražošanu, kas veido tīklu. Šie gēni ir ievadīti baktēriju un rauga šūnās (sk. "Zinātne un dzīve" Nr. 2, 2001). Kanādas ģenētiķi ir gājuši vēl tālāk – viņi ir izaudzējuši ģenētiski modificētas kazas, kuru pienā ir izšķīdināti zirnekļtīkla proteīni. Bet problēma nav tikai zirnekļa zīda proteīna iegūšanā, ir nepieciešams simulēt dabisko vērpšanas procesu. Un šī dabas zinātnieku mācība vēl jāapgūst.
Ir aptuveni 21 tūkstotis zirnekļu sugu. Maskavas reģionā vien no tiem ir trīs simti piecdesmit. Zirnekļu ir tik daudz, ka vidēji uz hektāru meža to ir vairāk nekā miljons. Un, ja ņem vērā, ka katrs no viņiem dzīves laikā ēd simtiem kukaiņu, kļūst skaidrs, kādi ir kaitīgo kukaiņu ienaidnieki.
Cik reizes dzīvē katrs no mums ir saskāries ar tīklu, tīrot to no istabas stūriem, izdzēšot to, lipīgu, blīvā mežā no sejas, atrodot to atvilktnē un virs upes, un pat ūdens. Tīmeklis ir pārsteidzoši spēcīgs - tikai nesen cilvēki ir iemācījušies izveidot pavedienus, kas pārsniedz tīmekļa stiprumu.
Zirnekļu pasaulē "slavenākie" tīmekļa dizaineri ir labi zināmie krusti. Tomēr Madagaskaras zirnekļi ir nefili, iespējams, prasmīgāki amatnieki. Viņi auž tik spēcīgus tīklus, ka dažreiz pat ražo audumus, kas pēc spēka un skaistuma nav zemāki par zīdu. Pirms vairāk nekā simts gadiem franču dabaszinātnieks d "Orbigny pārsteidza savus tautiešus ar bikses, kas šūti no zirnekļu tīkliem.
Viņi pat mēģināja pieradināt Nefilu. Jā, šeit ir grūtības - vai jūs varat pabarot tūkstoš rijīgu zirnekļu? Dzija būs ļoti dārga. Un kur viņi var atrast vietu daudzmetru tīkliem?
Plēsējs sargā savu tīklu visas dienas garumā. Ir vērts vilcināties tīklā - un zirneklis steidzas pie laupījuma.
Zirnekļu alkatība ļoti traucē viņu ģimenes dzīvei. Zirnekļu tēviņi ir daudz mazāki nekā mātītes. Un, tiklīdz tēviņš steidzas ciemos pie drauga, viņa, īpaši nedomājot, kas tur vicina tīklu, metās viņam virsū un apēd kā parastu mušu. Tāpēc tēviņi, lai glābtu savu dzīvību, ir izstrādājuši daudzus veidus, kā brīdināt mātīti par savu pieeju. Visbiežāk tēviņš uzmanīgi pieiet pie tīkla malas un sāk to ritmiski raustīt ar priekšējām kājām. Un tikai tad, kad mātīte viņam atbild ar tādu pašu šūpošanos, viņš mierīgi tuvojas. Viņi, iespējams, neēdīs vakariņas.
Tīkls ir visvienkāršākais no zirnekļu slazdiem. Ir arī sarežģītāki. Piemēram, zirnekļu rakšanā tēviņi klīst pa zemi, bet mātītes izrok dziļas bedres un auž tās ar zirnekļu tīkliem. Turklāt viņi arī veido zirnekļtīkla jumtu virs cauruma. Jumts kā pirksta gals izvirzās virspusē.
Zinātnieki ilgu laiku nevarēja saprast, kā racējs medī, ja viņš sevi tik droši apmāna. Un, visbeidzot, bija iespēja palūrēt. Izrādās, tiklīdz zirnekļmājas kupolā uzduras nenojaušais kukainis, no iekšpuses caur plānu "jumtu" acumirklī izstiepjas divas garas kājas. Viņi satver upuri un piespiež to tīmeklī. Ar pārējām kājām zirneklis iegriezīs caurumu jumtā un ievilks kukaini iekšā.
Ar zirnekļu tīkliem savas alas pārklāj ne tikai racēji, bet arī lielāki plēsēji – tarantulas vai zebras zirnekļi. Tiesa, tīmeklis viņiem ir vajadzīgs tikai ērtībām.
Medībās tarantulas paļaujas uz savu žokļu spēku un indi. Viņi barojas ar putniem, vardēm, ķirzakas.
Starp šiem klejojošajiem medniekiem ir "oriģināli". Piemēram, spļaujošs zirneklis.
Šeit viņš klusi piezogas pie liela laupījuma, kas nepārprotami ir stiprāks par viņu. Šķiet, ka zirneklis ar to netiek galā. Plēsējs sastinga dažus centimetrus no kukaiņa. Tad viņš manāmi sarāvās. Un kukainis vairs nevar pacelties — zirneklis upurim pārmeta lipīgu, spēcīgu tīklu.
Zirnekļiem joprojām ir daudz viltīgu "izgudrojumu" no tīmekļa. Ūdenszirnekļi no tā auž gaisa zvaniņus un dzīvo gaisa burbulī.
Un dažu sugu zirnekļu bērniem tas kalpo arī kā transports.
Līdz rudenim izšķiļas jauni zirnekļi. Un jaunie zirnekļi kāpj kokos, žogi parasti ir augstāki. Tur gaida vējš. Un, tiklīdz viņš pūš, viņi sāk atbrīvot plānu zirnekļtīklu. Jo ilgāk tas ir, jo stiprāks vējš to velk. Visbeidzot zirneklis nokož žogam vai kokam piestiprināto galu un paceļas. Tas dažkārt lido daudzus kilometrus – šādi "ceļotāji" tika atrasti arī uz kuģiem, dažu dienu braucienā no tuvākās zemes.
Jaunā vietā zirneklis nekavējoties sāk darboties: viņš izveido tīklu - kas pieņemts viņa "veida" tradīcijās - un dodas kukaiņu medībās.
I. Ņeveļeva foto