Представь две ветки, между которыми почти метр пустоты. Паук не умеет летать и не собирается прыгать с одной на другую. Но утром между ветками уже висит круглая паутина. Как паук плетёт паутину на таком расстоянии? У многих кругопрядов строительство начинается с тонкой нити, которую подхватывает ветер и переносит к соседней опоре. Из этого первого воздушного мостика постепенно вырастает вся сеть.
Как паук начинает плести паутину между деревьями
Самая трудная часть кажется первой: как протянуть нить через пустое пространство?
У многих кругопрядов паук выпускает лёгкую шёлковую нить и позволяет воздушному потоку унести её в сторону. Она удлиняется, колышется и может зацепиться за другую ветку, травинку, стену или иной предмет.
Если нить закрепилась, паук проверяет её натяжение, усиливает соединение и получает первый мост. Теперь по нему уже можно перебраться на противоположную сторону.
Поэтому ответ на запрос «как пауки плетут паутину на большие расстояния» неожиданно прост: часть первой работы действительно делает ветер.
Конечно, такой способ зависит от расположения опор и воздушных потоков. Паук не отправляет нить точно в выбранную точку, словно стрелу. Он использует подходящие условия и затем работает уже с тем мостом, который удалось получить.
Из первого мостика появляется буква Y
Для классической круглой сети одной поперечной нити мало. Паук укрепляет опоры, спускает дополнительную нить вниз и создаёт конструкцию, напоминающую букву Y.
Её центральная точка становится основой будущего центра паутины.
Затем паук натягивает от неё радиальные нити — почти как спицы велосипедного колеса. Каркас постепенно занимает всё свободное пространство между опорами.
Это уже не случайная путаница нитей. У круглой ловчей сети есть каркас, центр, радиусы и спираль, причём разные части выполняют разные задачи.
Из чего паук делает паутину
Паутина состоит из паучьего шёлка — белкового материала. Паук производит его в специальных шёлковых железах внутри брюшка, а наружу материал выходит через прядильные органы — паутинные бородавки.
До формирования нити белки шёлка находятся в концентрированном жидком состоянии. Когда материал проходит по выводящим протокам и вытягивается, меняются его структура и расположение молекул, и получается прочное волокно.
Причём у паука нет одного-единственного вида «верёвки» на все случаи жизни. Разные железы могут производить шёлк с разными свойствами.
Каркас должен быть прежде всего прочным. Ловчая часть должна растягиваться и удерживать добычу. Другой шёлк используется для коконов с яйцами, убежищ, страховочных нитей и обматывания пойманного насекомого.
Поэтому даже пауки, которые вообще не строят круглых ловчих сетей, всё равно способны пользоваться шёлком.
Почему спицы паутины не липкие
Когда каркас готов, кругопряд создаёт радиальные нити. Обычно они не покрыты тем клеем, который нужен для удержания добычи.
Их задача — держать форму сети и передавать колебания.
После радиусов паук прокладывает временную спираль. Она служит своеобразными строительными лесами и помогает сохранять правильные расстояния между будущими витками.
А затем паук движется по сети и создаёт уже настоящую ловчую спираль.
Почему липкая не вся паутина
Липкой у многих кругопрядов является прежде всего ловчая спираль. На её нитях находятся мельчайшие капли клеящего вещества.
Летящее насекомое ударяется о сеть. Шёлк прогибается и растягивается, поэтому столкновение не обязательно разрывает конструкцию. А липкие капли удерживают лапки и тело добычи.
Получается хитрая конструкция: прочные элементы поддерживают сеть, а эластичные и липкие участки ловят насекомое.
Почему паук сам не прилипает к своей паутине
Популярный ответ звучит так: «Паук просто ходит по нелипким нитям». В этом есть доля правды, но объяснение неполное.
Кругопряд действительно старается использовать радиальные и каркасные нити, на которых нет ловчих капель. Но во время строительства его лапы всё равно могут соприкасаться с липкой спиралью.
Исследователи Smithsonian Tropical Research Institute и Университета Коста-Рики подробно изучили два вида кругопрядов. Они обнаружили сразу несколько способов снизить прилипание.
Разветвлённые волоски на лапах уменьшают площадь контакта с клеящими каплями. Поверхность ног обладает антиадгезивными свойствами. Кроме того, сам паук ставит и снимает лапы очень осторожно, уменьшая силу прилипания.
Когда исследователи экспериментально удаляли защитное поверхностное покрытие, ноги прилипали заметно сильнее.
То есть у паука нет магического иммунитета к собственной сети. Он просто гораздо лучше приспособлен к работе с ней, чем случайно влетевшая муха.
Может ли паук всё-таки приклеиться?
Да. Говорить, что паук вообще никогда не способен прилипнуть к своей паутине, неправильно.
Если он сильно соприкоснётся с клеящими нитями, риск существует. Защита уменьшает прилипание, а не отменяет законы физики.
Это похоже на опытного человека, который ходит по скользкой поверхности: он не делает лёд менее скользким, а просто лучше знает, куда и как поставить ногу.
Откуда паук знает, как плести правильную паутину
Молодому кругопряду никто не показывает чертёж. Основная последовательность строительства является врождённой.
Но это не означает, что паук механически печатает одну и ту же геометрическую картинку.
Эксперименты показывают, что животное постоянно использует информацию о уже построенных нитях, положении тела и пространстве вокруг себя. Поэтому две сети одного и того же паука немного отличаются.
Johns Hopkins University даже снимал каждый этап строительства в инфракрасном свете и с помощью компьютерного анализа отслеживал движения всех восьми ног. Оказалось, что за сложным рисунком стоит повторяемая последовательность действий — своеобразная поведенческая программа строительства.
Все ли пауки плетут круглые сети?
Нет. Знакомая круглая паутина — лишь один из множества типов паучьих конструкций.
Есть воронкообразные сети, горизонтальные полотна, беспорядочные трёхмерные ловушки и другие формы. Некоторые пауки, например многие пауки-скакунчики, вообще преследуют добычу без ловчей сети.
Но шёлком пользуются и они: для страховки при прыжке, убежища или защиты яиц.
Поэтому вопрос «почему пауки плетут паутину?» тоже имеет несколько ответов. Шёлк может быть ловушкой, домом, страховочным тросом и упаковкой для потомства.
Как быстро паук плетёт паутину
Универсального времени нет: всё зависит от вида, размера и типа сети.
Но некоторые кругопряды способны построить полноценную новую ловчую сеть примерно за час. Многие ночные виды регулярно ремонтируют или перестраивают сети и могут съедать старый шёлк, возвращая часть ценного белкового материала в организм.
Так что паутина, которую утром находишь между кустами, совсем не обязательно висела там несколько недель. Она могла появиться за одну ночь.
Паутина работает ещё и как огромный датчик
Сеть нужна не только для того, чтобы физически удержать насекомое.
Когда муха ударяется о ловчую спираль и начинает вырываться, по нитям распространяются вибрации. Паук чувствует их ногами и получает информацию о том, что происходит в другой части сети.
Каркас оказывается одновременно строительной конструкцией, ловушкой и системой сигнализации.
Паук словно сидит в центре огромного чувствительного прибора, сделанного из собственного белка.
Почему паутина не рвётся от первой мухи
Для ловушки одной прочности недостаточно. Совсем жёсткая нить хуже поглощала бы энергию удара.
Паучий шёлк сочетает прочность и способность растягиваться. Когда насекомое влетает в сеть, паутина прогибается и постепенно тормозит его.
А разные типы нитей распределяют работу между собой: каркас держит форму, радиусы передают нагрузку и вибрации, ловчая спираль растягивается и удерживает добычу.
Можно ли увидеть строительство паутины самому
Да. И это как раз тот случай, когда эксперимент лучше проводить, ничего не трогая.
Круглые сети особенно хорошо заметны утром, когда на нитях оседают капли росы. Если найдёшь паука во время строительства, просто наблюдай с расстояния.
Попробуй заметить последовательность: сначала редкие опорные линии, затем радиальные «спицы», после них временная спираль и наконец плотная ловчая часть.
Если фотографировать сеть через одинаковые промежутки времени, получится настоящий покадровый дневник строительства.
Как паук плетёт паутину — короткая разгадка
Кругопряд начинает с каркаса, а затем постепенно превращает его в ловушку. Первую мостовую нить через пустое пространство может перенести ветер. После её закрепления паук создаёт опоры и радиальные нити, прокладывает временную спираль, а затем строит липкую ловчую спираль.
Сам паучий шёлк состоит из белков и производится специальными железами. Через паутинные бородавки паук выводит разные типы нитей для разных задач.
И сам хозяин сети не обладает волшебной защитой от клея. Он старается использовать нелипкие участки, а у изученных кругопрядов ему дополнительно помогают волоски на ногах, свойства их поверхности и очень осторожная техника движения.
Самая красивая часть этой истории всё-таки первая: прежде чем стать инженером сложной сети, паук на несколько секунд доверяет строительство ветру.
Источники
- Texas A&M AgriLife — Spiders in Texas: мостовая нить, строительство круглой сети, разные типы шёлка и вибрации.
- Smithsonian Institution — Why Spiders Do Not Stick to Their Own Sticky Webs: волоски, антиадгезивная поверхность и движения ног.
- Smithsonian Research Repository — How Did the Spider Cross the River?: перенос мостовых нитей ветром на большие расстояния.
- Johns Hopkins University — Spiders' web-making secrets unraveled: экспериментальный разбор последовательности строительства сети.
- San Diego State University — formation of spider silk fibers: переход белков шёлка из жидкого состояния в волокно.