Пауки поднимают большую добычу с помощью шелковых «шкивов» — и теперь ученые знают, как
Пауки-паутины — восьминогие инженеры, создающие шелковые шкивы, чтобы ловить крупную добычу, например, ящериц или даже мелких млекопитающих, идущих по земле внизу.
До сих пор ученые не знали, как паукообразные ловили такие огромные жертвы. Впервые исследователи проанализировали строительную технику пауков и конструкцию шелка для отлова и подъема тяжелых животных.
Оказывается, пауки активно «настраивали» свои шелковые механизмы после того, как добыча была поймана, прикрепляя предварительно натянутые нити к шкивам, чтобы максимизировать их подъемную силу и поднимать добычу намного тяжелее, чем сами паукообразные, сообщили исследователи в новом исследовании.
Паучий шелк очень хорошо рассеивает энергию; когда насекомое влетает в паутину, энергия его борьбы поглощается и рассеивается через сеть соединенных нитей. Шелк также эластичен, что позволяет ему накапливать и усиливать энергию, во многом как тетива на луке, которую натягивают, а затем отпускают, чтобы выстрелить стрелой.
В ходе исследования ученые задались вопросом, как пауки-паутинки могут использовать эластичную ткань в шелке для выполнения тяжелой работы, когда их липкие нити-ловушки зацепляют что-то слишком громоздкое, чтобы паук мог вытащить их из земли.
В семействе Theridiidae насчитывается более 2200 описанных видов пауков-паутинок (также называемых паутинными ткачами). Они живут по всему миру и известны своей плотной сетью неправильной формы, согласно базе данных по биоразнообразию. Для экспериментов исследователей они работали с двумя видами паутины — Steatoda paykulliana и Steatoda triangulosa — и поручили паукам поднять живых тараканов с оранжевыми пятнами (Blaptica dubia). Пауки весили не более 0,007 унции (0,22 грамма), а самые тяжелые тараканы весили почти в три раза больше, чем 0,02 унции (0,56 г).
В ходе экспериментов ученые наблюдали, как пауки строят свои ловушки, свешивая специальные волокна, покрытые липким клеем, чтобы заманивать добычу в ловушку и сигнализировать пауку, когда что-то поймали. «Если несчастная жертва — маленькое насекомое, то одной нити может быть достаточно, чтобы поднять его», — сказала ведущий автор исследования Габриэле Греко, научный сотрудник Лаборатории механики биологических, бионических, нано- и метаматериалов при Университете Тренто. Италия.
Но если добыча слишком велика, чтобы паук мог ее поднять силой собственных ног, «это когда ловушка меняется», — сказал Греко Live Science. «Паук тоже вмешивается».
Больше не пассивный наблюдатель, паук затем начинает производить гипертонические нити — шелковые волокна, которые паук растягивает, прикрепляя один конец к сети, а другой прикрепляя к пойманной добыче. Когда нити расслабляются, они высвобождают накопленную энергию, чтобы постепенно увеличивать вес животного, и паук делает это снова и снова, пока добыча не достигнет желаемой высоты, объяснил Греко. Исследователи сообщили, что в экспериментах пауки поднимали тяжелых тараканов на высоту до 3 дюймов (8 сантиметров) над землей, а их максимальная скорость подъема составляла около 0,004 дюйма (0,01 см) в секунду.
Авторы исследования также описали четыре различных типа шелка, которые пауки использовали для создания паутины, каждый из которых имел определенную функцию. Существовало два типа поддерживающих нитей, каждая из которых производилась разными железами; «захватывающие» нити, покрытые липкими капельками; и, наконец, подобный цементу шелк, соединяющий нити вместе. По словам Греко, паук затем произвел пятый тип шелка, чтобы связать и обездвижить свою добычу.
«Паук — идеальная фабрика по производству шелка, он производит многофункциональные материалы менее чем за миллисекунды — как минимум пять различных материалов», — добавил он.
Другой тип паукообразных — треугольный паук-ткач (Hyptiotes cavatus) — также использует способность шелка накапливать и выделять энергию; Он использует свой шелк для изготовления эластичных рогаток, которые запускают паука намного дальше, чем он может прыгнуть, сообщила Live Science в 2019 году.
Но исследователи еще многого не знают об эластичности паучьего шелка, например, насколько шелк может расслабиться и снова растянуться. Расчет этого предела поможет ученым понять, насколько паук может растянуть натяжные нити, которые также должны выдерживать борьбу пойманного животного, не ломаясь и не хромая.
«Это были только первые идеи в этом направлении», — сказал Греко.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Похожие статьи
ДРУГИЕ НОВОСТИ
