Биологи выяснили, как пауки "настраивают" свои ловчие сети

Оригинальная стратегия плетения паутины позволяет американским домашним паукам плести нити каркаса паутины и ее ловчие волокна из одного и того же материала, что заметно упрощает жизнь этим членистоногим охотникам, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Паутина привлекает внимание множества инженеров, биохимиков и простых биологов. Первых интересуют особенности ее плетения, вторых - химический состав ее отдельных нитей, а биологов - приспособленческие механизмы, которые пауки используют для ее постройки. Ученые полагают, что "копирование" навыков пауков поможет нам создать сверхпрочные бронежилеты и чрезвычайно устойчивые инженерные сооружения.

Группа биологов под руководством Али Дхиноджвалы (Ali Dhinojwala) из университета города Акрон (США) наблюдала за тем, как домашние американские пауки (Achaearanea tepidariorum) плетут свои ловчие сети.

Как объясняют биологи, эти членистоногие охотники относятся к семейству пауков-тенетчиков, плетущих сложные "трехмерные" сети. Они состоят из множества отдельных компонентов, суть и назначение которых были мало изучены.

Дхиноджвала и его коллеги попытались найти ответ на этот вопрос, изучив стратегию плетения паутины у Achaearanea tepidariorum. Авторов статьи больше всего интересовали дискообразные структуры, при помощи которых нити паутины прикреплялись к веткам деревьев и другим объектам.

Как правило, паутина состоит из двух видов волокон, химический состав и функции которых сильно различаются. "Ловчие" волокна сплетены из "мягкой" разновидности шелка, которая прилипает к жертве и не дает ей покинуть сети охотника. Структурные нити состоят из особо прочной вариации шелка, главная задача которых - поддержание веса паука, его жертвы и самой паутины.

Биологи обнаружили, что "ножки" ловчих и структурных паутинок состояли из одних и тех же веществ, составляющих основу паучьего шелка, но при этом они значительно отличались по своей структуре.

К примеру, дискообразные крепления у структурных нитей были заплетены из прочных волокон в виде своеобразных "скоб". По словам ученых, такую конструкцию невозможно оторвать от поверхности, потянув за нить паутины и при этом не повредив ее.

С другой стороны, ловчие нити крепятся к веткам деревьев при помощи "древообразного" плетения. Такие "ножки" содержат примерно в 8 раз меньше прочных элементов, только кончики которых реально приклеены к земле.

Это приводит к тому, что ловчие нити чрезвычайно легко отрываются от поверхности, если в них врезается или на них наступает жертва паука. Когда такая нить обрывается, она оплетает будущую жертву паука и поднимает ее в воздух, делая из нее легкую добычу для восьминогого охотника.

Дхиноджвала и его коллеги проанализировали структуру различных древообразных плетений и пришли к выводу, что количество волокон в "ножке" определяет ту силу, которую надо применить для обрыва паутинки. По всей видимости, паук может "настраивать" свою ловчую сеть для ловли жертв с относительно большой или маленькой массой, меняя количество нитей в ножке паутинки.

Ученые попытались воспроизвести оба вида "ножек" паутины при помощи нейлоновой нити и скотча. Обе конструкции - "скобы" структурных паутинок и "древообразные" ножки ловчих нитей - настолько же сильно отличались по своей прочности, что и настоящие компоненты паутины.

Биологи полагают, что подобные конструкции можно использовать и в инженерном деле, и в промышленности. По их мнению, системы крепления с управляемой и точно известной прочностью будут полезны во многих сферах общественной жизни.