من هذا الخيط يستمر العنكبوت في نسج شبكة الإنترنت. كيف ولماذا ينسج العنكبوت شبكته؟

تقوم معظم أنواع العناكب بنسج شبكات، ولكن ليس كلها، مثل الرتيلاء. تحفر العديد من الرتيلاء في الأرض وتطلق شبكة صغيرة تغطي مدخل "الكهف" لتسهيل اصطياد الحشرات الطائرة. جميع العناكب، بغض النظر عما إذا كانت تنسج شبكات أم لا، لديها عدة السمات المشتركة: لها ثمانية أرجل، تتغذى جميعها على الحشرات. تذكر أن العناكب نفسها ليست حشرات.

تنتمي العناكب إلى العناكب أو العناكب - وهي حيوانات تنتمي إلى نفس مجموعة القراد والعقارب. هناك حوالي 40 ألف نوع من العناكب.

لماذا هناك حاجة إلى شبكة الإنترنت؟

يمكنهم نسج منتجات بسيطة جدًا، أو يمكنهم نسج أعمال فنية حقيقية. حتى عندما تكون الشبكة جاهزة، فإن العنكبوت لا يستقر فيها إلى الأبد. يمكن للعنكبوت نفسه أن يختبئ تحت ألواح السقف أو في زاوية إطار النافذة أو تحت صخرة. الغرض من الويب هو صيد الحشرات. قد يستغرق الأمر عدة ساعات لنسج شبكة عالية الجودة.

كيف تنسج العناكب الشباك؟

على سبيل المثال، يستخدم العنكبوت الحائك عدة أنواع من الخيوط لبناء شبكته. لإنشاء القاعدة، الإطار، إذا جاز التعبير، فإنه يفرز أنسجة العنكبوت الجافة. ومن أجل اصطياد الحشرات، يضع الحائك شبكة لزجة على القاعدة. يتم إفراز الخيط العنكبوتي (نوع من "الحرير") عن طريق غدد خاصة موجودة على بطن العنكبوت. تفرز غدد مختلفة أنواع مختلفةحرير. اعتمادا على الغرض من نسج الويب، يمكن للعنكبوت استخدام مادة ويب واحدة أو أخرى.

مثير للاهتمام:

أصغر سلالات الكلاب في العالم

يبدأ العنكبوت المستدير في نسج شبكة، وإلقاء الخيط في مهب الريح. يطير الحرير في مهب الريح ويلتصق بجسم ما، مثل فرع شجرة، مما يسمح للعنكبوت بتسلق هذا الخيط وإضافة خيط آخر إلى الخيط الأصلي لجعله أقوى. بعد أن يقوم العنكبوت بعمل المخطط العام للشبكة، فإنه يقوم بتدوير خيط يربط أحد جانبي الويب بالآخر. من وسط هذا الخيط المتصل، يبدأ العنكبوت في نسج خيط آخر، والذي سيربط مركز الويب بالخيط الجانبي.

ثم يضع العنكبوت الكثير من الخيوط الجافة المتصلة من حواف الويب على طول نصف قطرها إلى المركز، مثل المتحدث في عجلة الدراجة. ثم يتم نسج هذه "المكبرات" بخيوط دائرية. والنتيجة هي شبكة جافة حلزونية. ثم يتم تطبيق خيط لاصق على سطح الشبكة الجافة. الآن يتخلص العنكبوت من الشبكة الجافة ويأكلها. تم تجهيز معدات الصيد، وأفخاخ الحشرات جاهزة.

حقيقة مثيرة للاهتمام:قد تكون بعض الشبكات أكثر تعقيدًا، والبعض الآخر أبسط.

تصميم الويب

ويعتقد الخبراء أن تصميم الويب يختلف باختلاف طريقة الصيد. بالنسبة لنا، تبدو شبكة الويب بأكملها كما هي وتتكون من عناصر قياسية تمامًا. يتم إنشاء هذا الانطباع المضلل لأننا لا نرى الويب في الضوء فوق البنفسجي.

لماذا تجذب شبكات العنكبوت الحشرات؟

الأشعة فوق البنفسجية - عنصرأشعة الشمس، وهو الجزء الذي يشكل اسمرار الجلد. لكن تردد الموجات فوق البنفسجية مرتفع جدًا ولا تراه أعيننا، لذا فهو ضوء غير مرئي بالنسبة لنا. ومع ذلك، فإن العديد من الحشرات قادرة على رؤية الأشعة فوق البنفسجية، وخاصة تلك التي تتغذى على رحيق الزهور وحبوب اللقاح. تنسج العديد من العناكب شبكات تجذب هذه الحشرات. كيف يتم ذلك؟ أولا، ينسج العنكبوت شبكة من الخيوط التي لا تعكس الأشعة فوق البنفسجية تقريبا. ثم يقوم بعد ذلك بنسج نوع مختلف من الخيوط في بنية الشبكة، والتي تتألق بشكل مشرق في الأشعة فوق البنفسجية.

عند رؤية العنكبوت، يشعر الكثير منا بالخوف ويحاولون تدميره. وأنسجة العنكبوت المعلقة في الزوايا وعلى الأشجار؟
لماذا وكيف ينسجها العنكبوت؟

دعونا نحاول معرفة ذلك.
أولاً، يوجد في بطن العنكبوت غدد عنكبوتية تنتج إفرازاً لاصقاً يتصلب على شكل خيوط في الهواء، وتشكل أطراف البطن ذات الثآليل المتحركة خيطاً، ثم أليافاً من الخيوط. بمساعدة مخالب على شكل مشط وشعيرات على أطرافه، ينزلق العنكبوت بسرعة على طول الويب.

لماذا يحتاج العنكبوت إلى شبكة الإنترنت؟

مثل شبكة للصيد، لأنها حيوانات مفترسة حقيقية. بسبب السائل اللزج، تقع العديد من الكائنات الحية، من الحشرات إلى الطيور، في فخها.

عندما يقع الضحية في الفخ، يقوم الضحية بتأرجح الشبكة، وتنقل الاهتزازات إشارة إلى العنكبوت. يقترب من الكأس، ويرش الإنزيم الهضمي، ويلفه في شرنقة بشبكة وينتظر الاستمتاع به.

للتكاثر
يقوم ذكور العناكب بحياكة الأربطة بجوار شبكة الأنثى، ثم يطرقون بانتظام بأطرافهم لجذب الإناث للتزاوج. وتفرز الأنثى خيطا يساعد في العثور على فرد للتزاوج. وهو بدوره يربط شبكته بالخيوط الرئيسية ويشير إلى الشخص الذي اختاره بأنه موجود هنا، وهي، دون عدوان، تنزل على طول الشبكة المرفقة للتزاوج.

للحركة
كانت هناك حالات شوهدت فيها العناكب على متن سفينة في أعالي البحار.

تستخدم بعض العينات الويب كوسيلة نقل. يتسلقون على أشياء عالية ويطلقون خيطًا لزجًا يتجمد على الفور في الهواء؛ ويطير العنكبوت على شبكة العنكبوت مع رياح معاكسة إلى مكان إقامة جديد.
يمكن للعناكب البالغة غير الكبيرة جدًا أن ترتفع في الهواء لمسافة تصل إلى 2-3 كيلومترات وتسافر بهذه الطريقة.

مثل التأمين
بالنسبة للقافزين، يعمل خيط الويب بمثابة تأمين ضد الحيوانات المفترسة وحتى يتمكنوا من استخدامه لمهاجمة الفريسة.
ش الرتيلاء الروسية الجنوبيةدائمًا ما يمتد خيط العنكبوت الذي بالكاد يمكن ملاحظته للعثور على مدخل جحره. إذا انقطع الخيط فجأة وفقد منزله، يبدأ في البحث عن منزل جديد.
كما يمكن للحصان أن ينام ليلاً، وبذلك يهرب من الأعداء.

باعتبارها ملاذا للأجيال القادمة
لوضع البيض، تنسج الأنثى شرنقة من ألياف شبكة العنكبوت، مما يوفر الأمان لنسلها في المستقبل.
يتم نسج صفائح الشرنقة (الرئيسية والغطاء) من خيوط حريرية مبللة بمادة مجمدة، لذا فهي متينة للغاية، تشبه الرق.
هناك شرانق فضفاضة تشبه كرة القطن.

للبطانة
تغطي الرتيلاء جدران جحورها بشبكة حتى لا تتفتت الجدران، وتبني غطاءً أصلياً متحركاً فوق فتحة المدخل.
صيد فريسة

كيف ينسج العنكبوت الشبكة؟ لقد كان يفعل هذا منذ أكثر من 200 مليون سنة. يقوم كل نوع من الأنواع البالغ عددها 42 ألفًا بذلك وفقًا لمخطط فردي: شبكة كلاسيكية على شكل عجلة، أو أرجوحة، أو مظلة، أو مصائد خيط واحد.

لقد زودت الطبيعة هذه الحيوانات بجهاز غزل فريد من نوعه. لا يزال العلماء غير قادرين على إعادة إنتاج تصميمه وتكوين الخيوط المنتجة بدقة.

أين تتشكل ومن أين تأتي؟

العناكب وشبكاتها فريدة من نوعها بطريقتها الخاصة ظاهرة طبيعية. تذكرنا عملية النسيج بإنتاج حلوى القطن - حيث يتم سحب تركيبة مختلطة مسبقًا من فتحة ضيقة في الخزان وتتصلب في الهواء على شكل خيط رفيع.

الحاوية هي بطن الحيوان، والمادة هي الإفراز الذي تنتجه غدده العنكبوتية الداخلية.

يوجد في الجزء السفلي من جسم العنكبوت (opistome) من 1 إلى 4 أزواج من النمو - الثآليل العنكبوتية. في بعض الأنواع، تكون هذه النواتج متحركة وتعمل في نفس الوقت كجهاز لمس. هذه هي المنطقة التي ينتج فيها العنكبوت شبكته.

يتخلل جزء من سطح الثآليل شعيرات صغيرة - أنابيب عنكبوتية. كل واحد منهم هو قناة خروج الغدة الداخلية ويتكون من جزأين - سميكة (قاعدية، داخلية) ورقيقة (تكوينية، طرفية). وتسمى المنطقة التي تحتوي على الأنابيب بالمجال العنكبوتي.

جنبا إلى جنب مع الأنابيب، تشارك المخاريط الكيتينية، الموجودة أيضًا على سطح الثآليل، في إنتاج الويب. تفتح فيها غدد أكبر.

يتم التحكم في إصدار الخيط بواسطة المركزي الجهاز العصبيالعنكبوت. قد يختلف السُمك واللزوجة وحتى الظل.

ولتحقيق ذلك، تشارك أنواع مختلفة من الغدد في عملية النسيج، على سبيل المثال:

• على شكل أنبوب - يتم إنتاج خيوط لشرنقة البيض. لا يمتلك الذكور هذا النوع من الغدة؛
• على شكل أمبولة - تنتج خيوط سميكة جافة لقاعدة الشبكة؛
• على شكل كمثرى - ألياف رفيعة قوية لربط الويب بالقاعدة؛
• مفصص - ألياف الحرير المزدوجة، أساس الخيوط الحلزونية لشبكة الصيد؛
• تشبه الشجرة - تفرز مادة لاصقة لتغطية القاعدة، والتي لا تتصلب عند ملامستها للهواء. مع التكبير العالي، ستكون القطرات مرئية على الخيوط - الإفراز اللزج للغدد الشجرية. عليهم أن الرطوبة تتركز أثناء المطر.

كل نوع من العناكب لديه مجموعته الخاصة من الغدد. يستغرق التبديل من واحد إلى الآخر حوالي دقيقة. ينسج العنكبوت المتقاطع شبكة باستخدام 6 غدد. تحتوي الثآليل العنكبوتية على ما بين 480 إلى 560 أنبوبًا وحوالي 20 مخروطًا.

كيف تنسج العناكب شبكاتها

تفضل جميع أنواع العناكب نسج الشبكات أو تمديد خيوط الفخ ليلاً. في هذا الوقت، يتم إنشاء الظروف المثالية: لا توجد حرارة، والرياح، وأشعة الشمس، والهواء مرطب بما فيه الكفاية.

ولتثبيت الخيط على أي سطح، يضغط العنكبوت على الثآليل ثم يزحف بعيدًا، ويسحب معه الألياف المتصلبة.

يتم سحب الخيط باستخدام الأرجل الخلفية، ويتم ضبط شدته وموضعه في نفس الوقت.

كيف ينسج العنكبوت شبكة الإنترنت:

1. يختار العنكبوت مكانًا ويطلق الخيط وينتظر حتى يمسك بالدعامة أثناء الطفو الحر. يمكن أن تصل المسافة بين نقاط التعلق إلى 2 متر أو أكثر.
2. ثم يزحف الحيوان إلى الجانب الآخر من الخيط، ويثبته، ويعود حوالي ثلث المسافة ويتدلى، ويطلق خيطًا آخر، والذي يثبته بزاوية على الدعم الموجود أدناه.
3. يعود العنكبوت إلى الخيط الداعم على طول الخيط المائل، ويطلق في الوقت نفسه أليافًا جديدة، ولكن دون تثبيتها. سيتم تثبيت النهاية على الخيط الداعم الأقرب إلى نهايته المقابلة. يؤدي هذا إلى إنشاء إطار ويب على شكل مثلث مقلوب. قد تكون هناك خيارات على شكل مربع أو مضلع غير منتظم.
4. يتم إنشاء أنصاف الأقطار الداخلية في مستوى الإطار (من 30 إلى 50). لا يسحبهم العنكبوت عبر نقطة واحدة في المنتصف، بل يربطهم بضفيرة عنكبوتية كثيفة. عند الانتهاء، يعود إلى المركز ويبدأ في ربط نصف القطر في دائرة باستخدام وصلات مساعدة مؤقتة (دوامة مؤقتة). يحتوي الشكل الحلزوني المؤقت على عدد قليل من المنعطفات، وتزداد المسافة بينهما كلما اقتربت من حافة الإطار.
5. بمجرد وصوله إلى المحيط، يستدير العنكبوت ويبدأ في نسج الجسور الدائمة (دوامة من الخيط اللاصق)، ويعض الجسور المؤقتة ويلفها إلى كتل. تحدث الحركة بشكل حلزوني مستدق من الحواف إلى المركز. المسافة بين المنعطفات هي نفسها بالفعل ("دوامة أخيميدس").

يتم فحص أي جسم يقع في المصيدة بعناية ثم يتم التخلص منه أو لفه في شرنقة. العنكبوت نفسه لا يلتصق بالألياف اللاصقة بفضل الشعر الخاص الموجود على ساقيه.

ليست كل العناكب تنسج شبكة صيد. تتدلى بعض الأنواع على شبكات عنكبوتية قوية، تنتظر الفريسة، ثم تنقض عليها وتعلق بها بسرعة. ويجلس آخرون في حفرة وينتظرون حتى تهتز خيوط الإشارة الممتدة في مكان قريب.

يقوم البعض بنسج الشباك على شكل مظلة، ووضعها أفقيًا. مثل هذه الشبكة مدعومة بخيوط تمر عبرها مثبتة في الأعلى والأسفل.

فيديو

تقوم العناكب بضبط شبكاتها مثل الجيتار

تكوين الويب

أساس الويب (2/3 من تكوينه) هو بروتين فيبروين غير قابل للذوبان في الماء (بروتين ليفي).هذه مادة تزيد من قوة شبكات العنكبوت. وهو يتألف من مجموعة معقدة من البروتينات البسيطة (الألبومين)، ود-ألانين (حمض أميني)، وأحماض الجلوتاميك والأمينوسيتيك.

يتم توفير لزوجة الويب بواسطة السيريسين (مادة من أصل بروتيني وغراء الحرير). في التركيب الكيميائيتحتوي شبكات العنكبوت أيضًا على نترات البوتاسيوم وفوسفات الهيدروجين، مما يوفر الحماية ضد البكتيريا والفطريات.

اعتمادًا على نوع الغدد المستخدمة، ينتج العنكبوت حوالي 7 أنواع من الألياف ذات التركيبات الكيميائية المختلفة، والتي ينسج منها الأجزاء الهيكلية للنسيج.

هيكل الخيط غير متجانس. وهو يتألف من بلورات بروتينية صلبة مرتبطة بقوة بأربطة مرنة. يشبه التركيب الكيميائي وخصائص شبكات العنكبوت الحرير. دودة القزلكن العنكبوت أقوى.

يحتفظ الخيط بقوة الشد ولا يلتوي حتى مع الدوران لفترة طويلة. الخاصية الأخيرة تسمى "المفصلة". ضوء الشمسالهواء الساخن والجاف يضعف قوة الخيط.

دور الويب في حياة العنكبوت

إن شبكة الويب ليست مجرد شبكة صيد يوقع بها العنكبوت فريسته. ودورها أهم بكثير. يعد تحقيق غريزة الإنجاب أحد الأهداف الرئيسية، ولهذا السبب تقوم العناكب بنسج شباكها. وتستخدمه الإناث لجذب الذكر، مع ترك الفيرومونات على الخيوط.

ذكور العناكب الأرانومورفية في الدهليز موسم التزاوجإنهم ينسجون شبكة منوية خاصة يُفرز عليها السائل المنوي لنقله لاحقًا إلى خزان خاص على مخالب الأطراف الأمامية (pedipalps). هم أيضا عضو الجماع.

من الويب أيضًا يتم نسج شرانق البيض.بعضها لديه هيكل حاجز معقد للغاية. تحمي الخصائص الجراثيم للنسيج البيض من تأثيرات العفن والبكتيريا والجفاف.

سبب آخر وراء حاجة العناكب إلى الشبكات هو حماية.يختبئ البالغون في شرانق الويب أثناء فترات طرح الريش. في هذا الوقت هم الأكثر عرضة للخطر، والغطاء الكثيف القابل للتنفس يحميهم بشكل موثوق من العوامل الخارجية.

تصنع العناكب المائية شرنقة من خيوط الويب لجمع فقاعات الهواء. تغطي العديد من الأنواع جدران منزلها بالألياف وتنسج حول مدخلها.

معظم الناس لا يحبون العناكب. أنها تبدو غير سارة إلى حد ما، والتحيزات لها أثرها. في الوقت نفسه، ليس فقط الأطفال، ولكن أيضا البالغين لديهم اهتمام قوي بكيفية نسج العنكبوت على شبكة الإنترنت. لماذا يفعل هذا واضح للجميع. ولكن كيف يبقى لغزا. دعونا نحاول فتحه.

لن تصدق ذلك، ولكن ليست كل العناكب قادرة على صنع مثل هذا الدانتيل الأنيق، ولكن فقط تلك التي تستخدمه لاصطياد الحشرات الصغيرة التي تكون بمثابة طعام لها. يُطلق على هؤلاء الممثلين لعائلة العنكبوت اسم تينيت. وتشمل هذه أيضًا الأفراد السامة، مثل الكاراكوت والأرملة السوداء. نفس العناكب التي تصطاد بنشاط يمكنها أيضًا نسج الشبكات، لكنها تستخدمها لأغراض أخرى بحتة.

غالبًا ما يثير الدانتيل الذي تنسجه العناكب لدى البشر شعورًا بالحسد، فهم منسوجون بمهارة شديدة. الخيوط التي صنعت منها متينة بشكل لا يصدق. شبكة الإنترنت لا تنكسر أبدًا من ثقلها. لا يمكن أن يحدث هذا إلا إذا كان طول الخيط أكثر من خمسين مترًا. كما ترون، هامش الأمان للشبكات مرتفع جدًا. إذا كنت تولي اهتماما لدقتها، فيمكن حقا أن تحسد هذه الحقيقة. إذا أخذت شبكة منفصلة وحاولت تمديدها، فلن تنكسر إلا بعد أن يزيد طولها أربع مرات.

الخيوط التي ينسجها العنكبوت لها خاصية استثنائية أخرى. فهي شفافة وغير مرئية عمليا. اعتمادا على ظروف الاستخدام، يمكن للعنكبوت نسج ثلاثة أنواع من الويب: قوية، منزلية، لزجة. يتم استخدام شبكة قوية لإنشاء إطار شباك الصيد. الوصلات الموجودة في الإطار مصنوعة من خيوط لاصقة. يستخدم العنكبوت شبكة منزلية لإغلاق مدخل جحره أو تشابك الشرانق باليرقات. يمكن لبعض أنواع العناكب أن تنسج شبكات تعكس الأشعة فوق البنفسجية. يتم استخدامه لجذب الفراشات.

هل تقوم كل العناكب بغزل شبكات منقوشة؟

كما اتضح، ليس كل شيء. فقط المفصليات متعددة الأشكال هي القادرة على إنشاء روائع حقيقية.

الآن دعنا نعود إلى السؤال لماذا يحتاج العنكبوت إلى شبكة الإنترنت. من الواضح أن الإجابة تقترح نفسها - بالطبع، للصيد. ومع ذلك، هذه ليست كل وظائفها. يمكن استخدام الويب للأغراض التالية: للتمويه وعزل مدخل الجحر والشرانق والحماية. ومن المفارقات أن الشبكة التي تم إنشاؤها بمهارة تحمي ثقب العنكبوت من المطر. تتحرك العناكب على طول الشبكة، ويترك نسلها العش على طولها.

ومع ذلك، ما هو أساس الويب؟

لدى العنكبوت ست غدد تقع على بطنه. وبمساعدتهم، ينتج إفرازًا يسمى الحرير السائل. عندما يخرج، يبدأ في التصلب. تخرج من الغدد خيوط رفيعة بشكل لا يصدق يلويها العنكبوت بأرجله. والنتيجة هي نسيج العنكبوت. هذه هي الطريقة التي ينسج بها الدانتيل.

فإن كانت شبكة صيد فمدها بين أغصان شجرة. بعد أن قام بتأمين جانب واحد من الخيط، توقف عن الغزل وانتظر حتى تهب الريح، والتي يجب أن تحمل الجانب الثاني من الويب إلى الفرع الثاني. بعد ذلك تبدأ المرحلة التالية من النسيج وهي مشابهة للأولى. يستمر هذا حتى يتم نسج إطار الشبكة المستقبلية. بعد ذلك، يتم نسج شبكة لزجة فيه. يأكل العنكبوت جميع بقايا الويب غير المستخدمة.

جميع العناكب تقريبًا هي حيوانات مفترسة وتستخدم شبكاتها لاصطياد الحشرات. تصطاد عناكب الظل الحشرات الطائرة. أولئك الذين يعيشون في الجحور الترابية يكتفون بالخنافس والديدان والقواقع. تصطاد العناكب المائية سمكة صغيرةوالقشريات والحشرات. عنكبوت الرتيلاء لا يحتقر الضفادع والسحالي والطيور والقوارض الصغيرة. ومع ذلك، هناك أيضًا أولئك الذين يأكلون أنواعهم الخاصة.

في الصيف، بدءًا من شهر يوليو، وخاصة في الخريف، على الأعشاب، حتى على مروج الحدائق، على الشجيرات المنخفضة وأشجار الصنوبر الصغيرة، يلمع الندى، متناثرًا بين الفروع، مثل الأوشحة الحريرية - أرقى عمل! شبكة رقيقة ورشيقة ومنسوجة بكثافة. إنها مختلفة، مختلفة جدًا، ونظرًا لأن شبكة الاصطياد مصممة، يمكنك على الفور أن تقرر أي عنكبوت نسجها. تنتج العناكب أنواعًا مختلفة من الشبكات: غير قابلة للتمدد ومرنة، وجافة ولزجة، مع قطرات لزجة، ومستقيمة ومموجة، وعديمة اللون وملونة، ورقيقة وسميكة، بل إن بعضها ينسج حبالًا حقيقية.

جلس العديد من الباحثين ساعة بعد ساعة، يومًا بعد يوم، على الشبكة التي أنشأها العنكبوت. وقد خصص أندريه تيلكين، الفيلسوف الفرنسي، 536 صفحة للشبكة، على الرغم من أنه قبله بأحد عشر عامًا، بدا أن الألماني جي بيترز قد رأى كل شيء وأخبره. كان ذلك ممكنًا، انظروا وتحدثوا عن شبكة الصليب. وحتى يومنا هذا، بالنسبة للعقل الفضولي، فإن شبكة الإنترنت مليئة بالعديد من الأشياء الجديدة وغير المتوقعة، مما يستحق الجلوس أمامها لأكثر من ساعة واحدة. قال ت. سيفوري: «إن نسج الشباك الدائرية هو عرض يمكن مشاهدته ومشاهدته».

في أحد الأيام رأيت شبكة مذهلة، وبجانبها عنكبوت صغير، بدأت أتساءل كيف يمكن لمثل هذه العناكب الصغيرة أن تخلق مثل هذا الجمال وكيف تفعل ذلك؟ من خلال إجراء ملاحظات على العناكب والشبكات، حددت لنفسي هدفًا: دراسة ميزات شبكات العنكبوت، وتكيف العناكب لإنشاء الشبكات.

لقد كنت مهتمًا بالأسئلة التالية:

1. هل صحيح أن شبكات العنكبوت عبارة عن بروتين نقي؟

2. هل تمتلك جميع العناكب نفس الشبكة؟

3. كيف ينسج العنكبوت شبكته؟

4. ما هي خصائص شبكة العنكبوت؟

5. اكتشف ما هو "خيط الإشارة". ومعناها.

للعثور على الإجابات، حددت لنفسي المهام التالية:

1. دراسة الأدب.

2. مراقبة العناكب والشبكات في الطبيعة (التقاط صور فوتوغرافية).

3. إجراء تجارب كيميائية بسيطة في معمل المدرسة.

4. ابحث عن أوجه التشابه في الرسومات التخطيطية للشبكات مع تلك الموجودة في الطبيعة.

1. الويب السحري

1. النساجون الماهرون

من ماذا وكيف يرسم العنكبوت شبكته؟ على بطن العنكبوت، في النهاية، هناك ثآليل عنكبوتية. وهذا ما جعل العنكبوت عنكبوتاً.

تصنع الطبيعة العجائب من خلال تحويل عصارة جسم العنكبوت إلى شبكة. خمسة أو ستة أنواع مختلفةالغدد العنكبوتية - أنبوبي، كيسي، على شكل كمثرى - تنتج عدة أنواع من الويب. والغرض منه عالمي حقًا: يصنع العنكبوت شبكة وفخًا منها، شرنقة للبيض وبيتًا للعيش، وأرجوحة لأغراض التزاوج وبولا لرمي الهدف، وجرس غوص ووعاء للطعام. ، لاسو للذباب، أبواب بارعة للثقوب، ولنوع من المظلة عند التحرك في مهب الريح. تفتح قنوات الغدد العنكبوتية على الأطراف الخلفية للبطن. تسمى هذه السيقان بالثآليل العنكبوتية. وبمساعدتهم، ينسج العنكبوت شبكاته الرائعة. كل الغدة العنكبوتيةإنه يخرج منتجاته - سائل لزج يتصلب بسرعة - من خلال أنبوب كيتيني رفيع. هناك نصف ألف من هذه الأنابيب في الصليب، ومائة فقط في العنكبوت الذي يعيش في القبو. أدوات الغزل الخاصة بالعناكب ليست هي نفسها. الزوج الأول من أرجل المشي هو الأطول. وبمساعدتها، ينسج العنكبوت شبكة ويتواصل مع زملائه. قواعد خيوط العنكبوت هي بروتينات الحرير.

النسيج: الفن الحقيقي

شبكة العناكب الدائرية شيء معقد للغاية، وبنائها ليس بالأمر السهل على الإطلاق. هنا يتم استخدام مواد خاصة وطرق نسج خاصة مدروسة. العنكبوت نفسه لا يفكر كثيرًا في نسج شبكته: فكل أفعاله غريزية تمامًا. تتميز الشبكة التي نسجها كل منهم بشخصية فردية معبرة. من خلال النظر إلى شبكة الإنترنت، يمكنك معرفة أي عنكبوت قام بنسجها. الأساليب والمبادئ الأساسية لبناء الشبكة هي نفسها تقريبًا بالنسبة للجميع. بداية، ما هي الهياكل التي تتكون منها؟

هناك ثمانية منها: إطار من الدرجة الأولى، وإطار من الدرجة الثانية، ونصف القطر، ومركز، ولوالب تثبيت، ومنطقة خالية من الحلزونات، ولوالب ملتوية ولوالب مساعدة، والتي تبقى منها عقدة فقط على نصف قطر الشبكة النهائية - في الأماكن التي تقاطعت فيها أنصاف الأقطار واللوالب المساعدة سابقًا. تكون خيوط الإطار، وخاصة العلوية منها، سميكة ومنخفضة المرونة. نصف القطر أيضًا غير مرن، لكن اللوالب الجذابة، على العكس من ذلك، مرنة للغاية - يمكن تمديدها مرتين أو أربع مرات، وبعد ذلك، بمجرد إضعاف القوة المشوهة، يتم تقصيرها مرة أخرى إلى طولها السابق. جميع الخيوط جافة، باستثناء اللوالب الملتصقة، المعلقة بشكل كثيف بقطرات الغراء. ولهذا السبب عندما لمست الشبكة بيدي، التصقت بأصابعي.

أولاً يقوم بشد إطار الطلب الأول. قاعدتها عادة ما تكون خيطين. إنهم يتقاربون بزاوية واسعة عند نقطة واحدة، ومن هناك يمكن أن يتباعدوا لأعلى أو لأسفل - كل هذا يتوقف على موقع العنكبوت. العنكبوت، بعد لصق الخيط في الأعلى، ينزل عموديًا، ويزن عليه، إلى جسم صلب في الأسفل، ويلصق الخيط به، ويزحف على طوله مرة أخرى، دون أن ينسى سحب الخيط الثاني خلفه من الخيط. الثآليل. ولمنعه من الالتصاق بالأولى التي يزحف عليها، يمسك بينهما مخلبًا إضافيًا لإحدى رجليه الرابعة. بعد أن ارتفع إلى نقطة البداية، يركض إلى الجانب - عرض القاعدة العلوية للإطار - وهناك يلصق الخيط الذي كان يسحبه خلفه. حجر الزاوية في الشبكة، أو إطار الدرجة الأولى، جاهز. كل ما تبقى هو نسج خيوط إضافية فيه لجعله أقوى: بعد كل شيء، الشبكة بأكملها معلقة عليه. كيف نسج نصف القطر؟

يصعد العنكبوت إلى أعلى نقطة في الإطار المبني، وهناك يلصق بداية خيط جديد، والذي سيكون القطر الأول للدائرة. يسقط ويسحبه لأسفل بوزنه من الغدد إلى الحافة السفلية للإطار. يلصق الخيط - المصعد - على الإطار ويزحف على طوله حتى المركز المستقبلي للدائرة. هنا يتم تجعيد الخيط الذي سحبه خلفه وضغطه على شكل كرة وتعليقه على الخيط الذي زحف عبره - وهذا هو مركز مركز الويب. يزحف للأعلى مرة أخرى، ويدخل مخلبًا بين الخيوط (الذي يزحف على طوله ويسحبه)، ويمتد إلى الجانب ويلصق الشبكة المسحوبة بالإطار - يتم سحب نصف القطر الأول من مركز القطر إلى الإطار. يزحف على طوله مرة أخرى إلى المركز، من المركز - على طول القطر يسحب لأسفل معه. الخيط الذي يسحبه معه لا يسمح له الآن بالالتصاق مع الخيوط المرسومة من قبل. بعد أن وصل إلى الحافة السفلية للإطار، يركض إلى الجانب ويربط نصف القطر الثاني هناك، على الإطار. لذا، فإن الجري بالتناوب لأسفل وللجانب، ثم للأعلى وللجانب، يؤدي إلى تشديد الإطار بأكمله بخيوط شعاعية بزوايا متساوية بينهما. تم الانتهاء من الهياكل المركبة الثالثة، وبالمناسبة، الرابعة (المركز المتقاطع بشكل عشوائي بواسطة الخيوط) لشبكة الالتقاط.

يقوم العنكبوت بالخطوة الخامسة - تثبيت اللوالب - بسرعة: العودة إلى المركز ورميها من نصف القطر إلى نصف القطر. المنطقة السادسة، الخالية من اللوالب، تنشأ من تلقاء نفسها، حيث لا داعي للعمل عليها، فقط تأكد من عدم تجديلها عن طريق الخطأ. لكن العناصر الهيكلية السابعة والثامنة تتطلب الكثير من الجهد والاهتمام.

ينسج العنكبوت حلزونات محاصرة من الخارج إلى المركز. وللقيام بذلك، فهو يحتاج إلى سقالات يمكنه التحرك عليها بطريقة حلزونية. إنها بمثابة حلزونات مساعدة، ينسجها العنكبوت من المركز إلى الحواف. يتحرك على طول اللوالب المساعدة من الإطار إلى المركز، ويستخدم الزوج الأول من الأرجل لقياس المسافة بين المنعطفات اللولبية للماسك، والتي يسحبها ويثبتها على نصف القطر بأرجل الزوج الرابع. في الساقين الثانية والثالثة، يتم تشغيله على طول الويب. يتم نسج اللوالب الملتقطة من مادة خاصة - خيوط العنكبوت المغطاة بكثافة بالغراء. بمجرد أن يحقق اللولب المساعد للسقالات غرضه، فإن العنكبوت، بعد أن يركض حوالي دائرة واحدة على طوله، يعضه ويأكله (حتى لا يضيع البروتين الذي صنعوا منه). لذلك، بحلول نهاية العمل، تبقى العقد فقط من اللوالب.

تضطر العناكب إلى التعامل مع السائل العنكبوتي بعناية، حيث يتم إنتاجه في العناكب فقط عندما التغذية الجيدةومكلفة لجسم الحيوان. بمجرد إطلاقها وتقويتها، لم يعد من الممكن التراجع عن الويب. في بعض الأحيان يمكنك أن ترى أن العنكبوت، الذي يرتفع، يبدو أنه يمتص شبكة الإنترنت، والتي أصبحت أقصر وأقصر؛ ولكن عند الفحص الدقيق يتبين أن العنكبوت يلفه ببساطة حول ساقيه أو حول جسده.

1. 3. قوية مثل الفولاذ!

إن شبكات العنكبوت أو الشباك متنوعة للغاية في التصميم، ولكن مبدأ عملها هو نفسه: تتأخر الحشرة، وهو ما يشير إليه اهتزاز خيوط الويب أو إزاحتها أو حتى تمزقها. في الشبكة المسطحة للعنكبوت المتقاطع، لا توجد ضفيرة كثيفة من الخيوط كما هو الحال في شبكة ثلاثية الأبعاد، لذلك من الممكن الاحتفاظ بالفريسة ليس بفضل الهيكل، ولكن خصائص خاصةألياف إنها قوية بما فيه الكفاية ولا تتمزق تحت التمدد القوي، ولا ترتد إلى الخلف. يمكن لألياف مثل هذه الشبكة أن تتقلص وتمتد بسرعة 4 مرات أو أكثر.

ما هو سبب هذه الخصائص المذهلة للخيوط؟ يعتمد على بروتين الكيراتين، وهو جزء من الشعر والصوف والأظافر وريش الحيوانات. هيكل ألياف الويب عند تمددها، تستقيم الخيوط، وعندما يتم تحريرها فإنها تعود إلى موضعها الأصلي، أي مرونة الزنبرك.

يمكننا القول أن ألياف العنكبوت متفوقة في القوة والمرونة الحرير الطبيعي. تبلغ قوة الشد، وفقًا لـ D. E. Kharitonov، حوالي 175 جم / مم 2 مقابل 33-43 جم / مم 2 لـ الحرير الطبيعيو18-20 جم/مم2 للأنواع الصناعية. شبكة العنكبوت أرق بآلاف المرات من شعرة الإنسان. يتم قياس دقة الألياف وقوتها بوحدات تسمى منكر. الدنير هو وزن الخيط الذي يبلغ طوله 9 كيلومترات بالجرام. خيط دودة القزيزن منكرًا واحدًا، ويزن شعرة الإنسان 50 دنييرًا، ويزن خيط العنكبوت 0.07 دنيير فقط. وهذا يعني أن خيط العنكبوت يمكن ربطه على طول خط الاستواء أرض، يزن ما يزيد قليلاً عن 300 جرام. قوة الشد في الجوسامر أقوى مرتين من الفولاذ، وأقوى من أورلون، والفيسكوز، والنايلون العادي، وتساوي تقريبًا النايلون الخاص عالي القوة، والذي، مع ذلك، أسوأ لأنه أقل قابلية للتمدد، وبالتالي ينكسر بشكل أسرع تحت نفس الحمل. يعتبر خيط الحرير من أقوى السلاسل في العالم. مرنة، ويمكن أن تتمدد، وتصبح أطول بمرتين من ذي قبل، دون أن تتمزق. على الرغم من قطرها الصغير، إلا أنها قوية مثل الفولاذ! يقوم العنكبوت بتصنيع شبكته من الأحماض الأمينية. هذا بروتين نقي!

2. الجزء العملي

التجربة رقم 1. الغرض: تحديد ما إذا كانت الشبكة تغرق في الماء.

المعدات والمواد: حاوية الماء، شبكة العنكبوت.

تقدم التجربة: خفضت شبكة الإنترنت إلى ماء بارد. شبكة الإنترنت لم تغرق.

الخلاصة: هو من أصل بروتيني وينتمي إلى مجموعة البروتينات الكروية غير القابلة للذوبان في الماء ولا تبتل به.

التجربة رقم 2 الغرض: تحديد ما إذا كانت شبكات العنكبوت تذوب في 70٪ من حمض الأسيتيك.

المعدات والمواد: كوب زجاجي، 70% حمض أسيتيك، شبكة عنكبوت.

إجراءات التجربة: تم وضع النسيج في كوب زجاجي، وتم إسقاط 70% من حمض الأسيتيك. الويب لم يذوب. مرت 15 دقيقة، ولم تتحلل الشبكة، وبعد 30 دقيقة لم تتحلل الشبكة أيضًا. وبعد 6 ساعات من التجربة، لم تتحلل الشبكة. مرت 18 ساعة أخرى ولم تنحل الشبكة.

الخلاصة: شبكات العنكبوت لا تذوب في 70٪ من حمض الأسيتيك. لكن المادة (الويب) تلتف على شكل كرة، مما يعني أنها بروتين نقي.

التجربة رقم 3 الغرض: تحديد ما إذا كانت شبكات العنكبوت تذوب في صودا الخبز.

المعدات والمواد: كوب زجاجي، صودا الخبز المخففة بالماء، شبكة العنكبوت.

طريقة التجربة: وضع النسيج في كوب زجاجي، وإضافة صودا الخبز مع الماء المخفف. الويب لم يذوب. مرت 5 دقائق، ولم تتحلل الشبكة، وبعد 30 دقيقة لم تتحلل الشبكة أيضًا. وبعد 4 ساعات من التجربة، لم تتحلل الشبكة. مرت 12 ساعة أخرى ولم تنحل الشبكة.

الخلاصة: شبكات العنكبوت لا تذوب في بيئة قلوية.

التجربة رقم 4 الهدف: تحديد أن شبكة العنكبوت هي في الحقيقة بروتين نقي.

المعدات والمواد: أنبوب اختبار، حمض النيتريك الشفاف، شبكة عنكبوت بيضاء نقية.

إجراءات التجربة: تم وضع النسيج في أنبوب اختبار، وتم إسقاط حمض النيتريك. ذابت خيوط العنكبوت وتحول حمض النيتريك إلى اللون الأصفر قليلاً.

الخلاصة: شبكة العنكبوت عبارة عن بروتين نقي.

التجربة رقم 5 الغرض: تحديد ما إذا كانت شبكة الإنترنت تتحلل دون الوصول إلى الهواء.

الأجهزة والمواد: مختومة حقيبة بلاستيكيةفرع مع نسيج العنكبوت

إجراء التجربة: وضع غصن به خيوط العنكبوت في كيس شفاف. تم إغلاق العبوة وتعليقها على الشرفة في الشمس. لقد راقبنا الويب لمدة شهر. وعلى الرغم من تغير درجة حرارة الهواء، إلا أن النسيج لم يتغير لا في اللون ولا في الشكل، بل بقي على حاله.

الخلاصة: الويب منسوج من مادة كثيفة. درجة حرارة الهواء لا تؤثر على جودة الألياف. المادة التي تتكون منها الشبكة لا تتأكسد في الهواء ولا تتحلل دون الوصول إلى الهواء. وهذا يعني أن تركيبته الكيميائية عبارة عن بروتين نقي.

التجربة رقم 6 الغرض: تحديد ما إذا كان نسيج العنكبوت من أصل طبيعي.

المعدات والمواد: أعواد الثقاب، قضيب معدني، نسيج العنكبوت.

إجراء التجربة: نعلق الويب على قضيب معدني بطرف خشبي ونشعل فيه النار. إنها تحترق.

الخلاصة: الويب يحترق ولا يذوب. لذلك هو تماما أصل طبيعيمنتج خالي من الشوائب الكيميائية. مع رائحة محددة لحرق البروتين.

التجربة رقم 7 الغرض: تحديد ما إذا كانت شبكة الويب لا تتشوه حقًا عند تمددها. وهل للويب خيط إشارة؟

المعدات والمواد: المسطرة والفروع وأنسجة العنكبوت.

تقدم التجربة: نقوم بنقل الفروع الملتصقة بها الشبكة بقطر 2 سم إلى الجوانب. امتدت الشبكة بعرض 0.5 مم. عندما نحرر الفروع، تعود الويب إلى وضعها السابق. نقيس الويب، ويبقى بنفس الحجم ولا يتشوه.

الخلاصة: الويب مرن ولا يتشوه ولا ينكسر عند تمدده. وهذا يعني أن الخيط يتكون من ألياف طويلة يصنعها العنكبوت من الأحماض الأمينية. بالإضافة إلى ذلك، كان رد فعل العنكبوت على حركة الفرع - ظهر على شبكة الإنترنت، مما يعني أن الويب يحتوي بالفعل على مؤشر ترابط إشارة.

التجربة رقم 8 الغرض: تحديد ما إذا كان يؤثر على الجودة و مظهراختلاف درجة حرارة شبكة العنكبوت.

المعدات والمواد: كيس بلاستيكي محكم الغلق، فريزر، مقياس حرارة، شبكة عنكبوت.

إجراءات التجربة: ضع الشبكة في كيس بلاستيكي محكم الغلق، ثم ضعها في الثلاجة، حيث تكون درجة حرارة الهواء أقل من 10 درجات مئوية، لمدة 24 ساعة. في المظهر والجودة (بقيت لزجة)، لم يتغير الويب.

لقد علقنا نفس الكيس في الشمس، حيث كانت درجة حرارة الهواء تزيد عن 20 درجة مئوية، ولم يتغير مظهر الويب، وظل كما هو. لم تتغير جودة الويب، بل ظلت ثابتة.

الخلاصة: مظهر النسيج وجودته (الالتصاق) لا يتأثران بالتغير الحاد في درجة حرارة الهواء.

التجربة: أمسكت بذبابة، ووضعتها بحذر على الشبكة، وعلقت الذبابة، وأزت وحاولت الهرب. ارتعش خيط الإشارة، وقفز العنكبوت على الفور، وركض نحو الذبابة واقترب من جانب واحد، ثم من الجانب الآخر، ليفعل شيئًا ما مع الذبابة، وبدأت الذبابة في الهدوء، ملتفة بخيوط العنكبوت. مرت أقل من دقيقة، وكانت الذبابة مقيدة بالفعل ولم ترتعش.

الاستنتاجات: بعد إجراء ملاحظاتي وأبحاثي، علمت أن العنكبوت لا يجلس أبدًا في وسط شبكة الاصطياد الخاصة به، بل يختبئ في ملجأ قريب. ومن الشبكة إلى الملجأ يوجد دائمًا نسيج عنكبوت ممتد - خيط إشارة.

خاتمة.

بإجراء التجارب والملاحظات، توصلت إلى استنتاج مفاده أن الويب عبارة عن بروتين. تعلمت أن الألياف تحتوي على أحماض أمينية شديدة الرطوبة. تقع سلاسل البروتين على طول محور واحد وتشكل أليافًا طويلة، ويشبه تركيبها من الأحماض الأمينية بروتينات الحرير. ينتمي النسيج بأصله إلى مجموعة البروتينات الكروية، ولا يذوب في الماء ولا يبلل به. هذا منتج طبيعي تمامًا من أصل حيواني، فهو يحترق ولا يذوب.

أثناء العمل، تعلمت أن خيوط العنكبوت تختلف ليس فقط في الحجم، ولكن أيضًا في النمط المنسوج. العنكبوت يضغط على شبكة الإنترنت من بسرعات مختلفة. أن يتجمد الويب على الفور. ينسج العنكبوت خيطًا بشكل متقطع، نظرًا لأن إنتاج الشبكة يستهلك الكثير من الطاقة: بعد إنتاج 30-35 مترًا من الخيط، فإنه يستعيد قوته في غضون عدة أيام. تحتوي جميع شبكات كريستوفيكي على شبكات مختلفة، على الرغم من أن جميع شبكات كريستوفيكي مستديرة وتشبه الدانتيل. لكن شباك العناكب المنزلية مختلفة تماما، فهي ممتدة في زاوية، من جدار إلى جدار، دون أي ترتيب. مثل قطع رمادية رقيقة. تلك العناكب التي تعيش في الأشجار والشجيرات والعشب، خيوط العنكبوتيمتد من فرع إلى فرع، ومن ورقة إلى ورقة، ومن نصل العشب إلى نصل العشب، وأيضًا بدون ترتيب معين.

تعلمت أن ألياف العنكبوت أقوى من الفولاذ وأكثر مرونة من الحرير الطبيعي. تُستخدم شباك العنكبوت في مجالات مختلفة لإنشاء مجموعة واسعة من العناصر بدءًا من الجوارب وحتى شباك الصيد، وكانت تُستخدم سابقًا كمادة للتضميد.

يمكنك معرفة الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام حول الويب والعناكب. بعد كل شيء، لم يتم دراسة شبكات العنكبوت وألياف الحرير التي تصنع منها بشكل كاف. ولكن بالنسبة للمبتدئين، أعتقد أن هذا يكفي.

والآن سأشاهدهم كل صيف وهم ينسجون الدانتيل ويلتقطون الصور. وبما أنني أحلم في المستقبل بربط أنشطتي بالطب، فإن عملي وملاحظاتي ستكون مفيدة لي في المستقبل، سواء في دراستي أو في اختيار المهنة.

ربما في المستقبل سيتم إنشاء مزارع العناكب لإنشاء ملابس أطفال صديقة للبيئة وغير ضارة للأطفال حديثي الولادة. يومًا ما لن نستخدم المركبات الكيميائية لقتل الذباب، بل سنستخدم أنسجة العنكبوت التي لا تحتاج إلى التخلص منها (حرقها ودفنها في الأرض) والإضرار بالطبيعة.