Cos'è più forte: la ragnatela o l'acciaio? Chi ha la rete più forte? I segreti chimici del web

I ragni appartengono agli abitanti più antichi della Terra: tracce dei primi aracnidi sono state trovate in rocce che hanno 340–450 milioni di anni. I ragni sono circa 200-300 milioni di anni più vecchi dei dinosauri e più di 400 milioni di anni più vecchi dei primi mammiferi. La natura ha avuto abbastanza tempo non solo per aumentare il numero di specie di ragni (se ne conoscono circa 60mila), ma anche per dotare molti di questi predatori a otto zampe di uno straordinario mezzo di caccia: una rete. Il modello della rete può essere diverso non solo tra le diverse specie, ma anche tra lo stesso ragno in presenza di determinate sostanze chimiche, come esplosivi o narcotici. I ragni sarebbero stati addirittura lanciati nello spazio per studiare l'effetto della microgravità sulla struttura della rete. Tuttavia, la sostanza che costituisce la rete nascondeva la maggior parte dei misteri.

La rete, come i nostri capelli, la pelliccia degli animali e i fili del baco da seta, è costituita principalmente da proteine. Ma le catene polipeptidiche in ciascun filo del ragno sono intrecciate in un modo così insolito che hanno acquisito una forza quasi record. Un singolo filo prodotto da un ragno è resistente quanto un filo d'acciaio di uguale diametro. Una corda intrecciata da una rete, dello spessore di una matita, potrebbe tenere in posizione un bulldozer, un carro armato e persino un potente airbus come un Boeing 747. Ma la densità dell'acciaio è sei volte maggiore di quella delle ragnatele.

È noto quanto sia alta la resistenza dei fili di seta. Un classico esempio è l'osservazione fatta da un medico dell'Arizona nel 1881. Di fronte a questo medico ebbe luogo una sparatoria in cui uno dei tiratori fu ucciso. Due proiettili hanno raggiunto il petto e lo hanno attraversato completamente. Allo stesso tempo, dal retro di ciascuna ferita sporgevano pezzi di un fazzoletto di seta. I proiettili attraversavano vestiti, muscoli e ossa, ma non riuscivano a strappare la seta che si trovava sulla loro strada.

Perché nella tecnologia vengono utilizzate strutture in acciaio e non strutture più leggere ed elastiche, realizzate con materiali simili alle ragnatele? Perché i paracadute in seta non vengono sostituiti con lo stesso materiale? La risposta è semplice: prova a produrre il tipo di materiale che i ragni producono facilmente ogni giorno: non funzionerà!

Scienziati di tutto il mondo hanno studiato a lungo la composizione chimica della rete dei tessitori a otto zampe e oggi il quadro della sua struttura è stato rivelato più o meno completamente. Il filamento della rete ha un nucleo interno di una proteina chiamata fibroina e attorno a questo nucleo ci sono strati concentrici di nanofibre glicoproteiche. La fibroina costituisce circa 2/3 della massa della rete (così come, tra l'altro, la fibra di seta naturale). È un liquido viscoso e sciropposo che polimerizza e indurisce all'aria.

Le fibre di glicoproteina, il cui diametro può essere solo di pochi nanometri, possono essere posizionate parallelamente all'asse del filo di fibroina o formare spirali attorno al filo. Le glicoproteine ​​- proteine ​​complesse che contengono carboidrati e hanno un peso molecolare compreso tra 15.000 e 1.000.000 di amu - sono presenti non solo nei ragni, ma anche in tutti i tessuti di animali, piante e microrganismi (alcune proteine ​​nel plasma sanguigno, nei tessuti muscolari, nelle membrane cellulari, ecc.) .).

Durante la formazione di una rete, le fibre glicoproteiche sono collegate tra loro a causa di legami idrogeno, nonché di legami tra gruppi CO e NH, e una percentuale significativa di legami si forma nelle ghiandole aracnoidi degli aracnidi. Le molecole di glicoproteina possono formare cristalli liquidi con frammenti a forma di bastoncino che si impilano parallelamente tra loro, conferendo alla struttura la forza di un solido pur mantenendo la capacità di fluire come un liquido.

I componenti principali della rete sono gli amminoacidi più semplici: glicina H 2 NCH 2 COOH e alanina CH 3 CHNH 2 COOH. La rete contiene anche sostanze inorganiche: idrogeno fosfato di potassio e nitrato di potassio. Le loro funzioni si riducono alla protezione della rete da funghi e batteri e, probabilmente, alla creazione delle condizioni per la formazione del filo stesso nelle ghiandole.

Una caratteristica distintiva del web è la sua compatibilità ambientale. È costituito da sostanze che vengono facilmente assorbite dall'ambiente naturale e non danneggiano questo ambiente. A questo proposito, il web non ha analoghi creati dalle mani dell'uomo.

Un ragno può produrre fino a sette fili di diversa struttura e proprietà: alcuni per catturare le "reti", altri per il proprio movimento, altri per la segnalazione, ecc. Quasi tutti questi fili potrebbero trovare ampia applicazione nell'industria e nella vita di tutti i giorni, se fosse sarebbe possibile stabilire una loro produzione diffusa. Tuttavia, difficilmente è possibile "domare" i ragni, come i bachi da seta, o organizzare allevamenti di ragni unici: è improbabile che le abitudini aggressive dei ragni e le caratteristiche individuali del loro carattere lo consentano. E per produrre solo 1 metro di tela è necessario il “lavoro” di oltre 400 ragni.

È possibile riprodurre i processi chimici che avvengono nel corpo dei ragni e copiare materiale naturale? Scienziati e ingegneri hanno sviluppato da tempo la tecnologia del Kevlar - fibra aramidica:

prodotto su scala industriale e si avvicina alle proprietà delle ragnatele. Le fibre di Kevlar sono cinque volte più deboli delle ragnatele, ma sono comunque così resistenti da essere utilizzate per realizzare giubbotti antiproiettile leggeri, elmetti di protezione, guanti, corde, ecc. Ma il Kevlar è prodotto in soluzioni calde di acido solforico, mentre i ragni richiedono una temperatura regolare. I chimici non sanno ancora come affrontare tali condizioni.

Tuttavia, i biochimici si sono avvicinati alla soluzione del problema della scienza dei materiali. Innanzitutto, sono stati identificati e decifrati i geni del ragno, che programmavano la formazione di fili dell'una o dell'altra struttura. Oggi questo vale per 14 specie di ragni. Quindi specialisti americani di diversi centri di ricerca (ciascun gruppo indipendentemente) hanno introdotto questi geni nei batteri, cercando di ottenere le proteine ​​necessarie in soluzione.

Gli scienziati della società canadese di biotecnologia Nexia hanno introdotto tali geni nei topi, poi sono passati alle capre e le capre hanno iniziato a produrre latte con la stessa proteina che forma il filo della rete. Nell'estate del 1999, due maschi pigmei africani, Peter e Webster, furono geneticamente programmati per produrre capre il cui latte conteneva questa proteina. Questa razza è buona perché la prole diventa adulta all'età di tre mesi. L'azienda non dice ancora come realizzare fili dal latte, ma ha già registrato il nome del nuovo materiale creato da lei: "BioSteel". Un articolo sulle proprietà del “bioacciaio” è stato pubblicato sulla rivista “Science” (“Science”, 2002, vol. 295, p. 427).

Gli specialisti tedeschi di Gatersleben hanno preso una strada diversa: hanno introdotto geni simili a ragni nelle piante: patate e tabacco. Sono riusciti a ottenere fino al 2% di proteine ​​solubili nei tuberi di patata e nelle foglie di tabacco, costituite principalmente da spidroina (la principale fibroina dei ragni). Si prevede che quando le quantità di spidroina prodotte diventeranno significative, verrà utilizzata innanzitutto per realizzare bende mediche.

Il latte ottenuto da capre geneticamente modificate difficilmente può essere distinto dal gusto del latte naturale. Le patate geneticamente modificate sono simili a quelle normali: in linea di principio possono anche essere bollite e fritte.

La seta, che forma i fili radiali della tela, è costituita da due proteine ​​che ne determinano la resistenza e l'elasticità. Ogni proteina contiene tre regioni con proprietà diverse. Il primo forma una matrice amorfa (non cristallina), estensibile, che conferisce elasticità alla seta. Quando un insetto colpisce la rete, la matrice si allunga, assorbendo l'energia cinetica dell'impatto con l'insetto. La rigidità della seta è data da due tipi di regioni cristalline incorporate nelle regioni amorfe di ciascuna proteina. Entrambe queste regioni hanno una struttura compatta e non sono estensibili, una delle quali ha una struttura rigida. Si ritiene che le regioni cristalline meno rigide ancorano le strutture cristalline rigide alla matrice amorfa.
Lo spessore del filo del nastro è solo 0,1 diametro di un capello umano, ma molte volte più resistente del filo d'acciaio dello stesso peso. Nel film Spider-Man la forza della rete è fortemente sottovalutata.
La spiegazione viene dal biologo William K. Purves dell'Harvey Mudd College.

L'addome del ragno viene ingrandito 12 volte. Fabbrica per la produzione di tele.


Dai tubi in movimento fuoriescono le proteine ​​che, una volta nell'aria, si induriscono formando un filo ad alta resistenza.


Nella foto a sinistra c'è il Kevlar e a destra c'è un nanotubo: un filo di carbonio. I test mostrano una resistenza più di tre volte superiore. E questo è solo l'inizio.

Candidato di scienze fisiche e matematiche E. Lozovskaya

Scienza e vita // Illustrazioni

La sostanza adesiva che ricopre il filo della spirale di cattura è distribuita uniformemente su tutto il nastro sotto forma di goccioline di perline. L'immagine mostra il punto in cui due frammenti della spirale del ricevitore sono attaccati al raggio.

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Le fasi iniziali della costruzione di una rete di cattura da parte di un ragno incrociato.

La spirale logaritmica descrive approssimativamente la forma del filo della spirale ausiliaria che il ragno tende quando costruisce una rete da cattura a forma di ruota.

La spirale di Archimede descrive la forma del filo adesivo che intrappola.

I fili a zigzag sono una delle caratteristiche delle tele dei ragni del genere Argiope.

Le regioni cristalline della fibra di seta presentano una struttura ripiegata simile a quella mostrata in figura. Le singole catene sono collegate da legami idrogeno.

Giovani ragni incrociati appena emersi dal loro bozzolo di tela.

I ragni della famiglia Dinopidae spinosa tessono una rete tra le gambe e poi la gettano sulla preda.

Il ragno crociato (Araneus diadematus) è noto per la sua capacità di tessere grandi tele intrappolate a forma di ruota.

Alcuni tipi di ragni attaccano anche una lunga "scala" alla trappola rotonda, il che aumenta significativamente l'efficienza della caccia.

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Ecco come appaiono al microscopio i tubi del ragno da cui emergono i fili di seta del ragno.

I ragni potrebbero non essere le creature più attraenti, ma la loro creazione, la rete, è a dir poco impressionante. Ricorda come la regolarità geometrica dei fili più fini che brillano al sole, tesi tra i rami di un cespuglio o tra l'erba alta, affascina lo sguardo.

I ragni sono uno degli abitanti più antichi del nostro pianeta, essendosi stabiliti sulla terra più di 200 milioni di anni fa. In natura esistono circa 35mila specie di ragni. Queste creature a otto zampe, che vivono ovunque, sono riconoscibili sempre e dovunque, nonostante le differenze di colore e dimensione. Ma la loro caratteristica distintiva più importante è la capacità di produrre la seta di ragno, una fibra naturale insuperabile in termini di resistenza.

I ragni usano le ragnatele per vari scopi. Ne ricavano bozzoli per le uova, costruiscono rifugi per lo svernamento, lo usano come "corda di sicurezza" quando saltano, tessono intricate reti da cattura e avvolgono le prede catturate. Una femmina pronta per l'accoppiamento produce un filo di tela contrassegnato da feromoni, grazie al quale il maschio, muovendosi lungo il filo, trova facilmente un partner. I giovani ragni di alcune specie volano via dal nido dei genitori su lunghi fili trasportati dal vento.

I ragni si nutrono principalmente di insetti. Gli strumenti di caccia che utilizzano per procurarsi il cibo sono disponibili in una varietà di forme e tipi. Alcuni ragni stendono semplicemente diversi fili di segnalazione vicino al loro rifugio e, non appena un insetto tocca il filo, si precipitano verso di esso dall'imboscata. Altri lanciano in avanti un filo con una goccia appiccicosa all'estremità, come una specie di lazo. Ma l'apice dell'attività di progettazione dei ragni sono ancora le reti rotonde a forma di ruota, posizionate orizzontalmente o verticalmente.

Per costruire una rete da cattura a forma di ruota, il ragno crociato, un abitante comune dei nostri boschi e giardini, produce un filo abbastanza lungo e resistente. Una brezza o un flusso d'aria crescente solleva il filo verso l'alto e, se il luogo per costruire la rete è scelto bene, si aggrappa al ramo o altro supporto più vicino. Il ragno striscia lungo di esso per fissarne l'estremità, a volte stendendo un altro filo per forza. Quindi rilascia un filo che pende liberamente e ne attacca un terzo al centro, in modo da ottenere una struttura a forma di Y: i primi tre raggi su più di cinquanta. Quando i fili radiali e il telaio sono pronti, il ragno ritorna al centro e inizia a stendere una spirale ausiliaria temporanea, qualcosa come un "impalcatura". La spirale ausiliaria tiene insieme la struttura e funge da percorso per il ragno quando costruisce una spirale di cattura. L'intero telaio principale della rete, compresi i raggi, è realizzato in filo non adesivo, ma per la spirale di cattura viene utilizzato un doppio filo rivestito con una sostanza adesiva.

Ciò che sorprende è che queste due spirali hanno forme geometriche diverse. La spirale temporanea ha relativamente pochi giri e la distanza tra loro aumenta ad ogni giro. Ciò accade perché, durante la posa, il ragno si muove con lo stesso angolo rispetto ai raggi. La forma della linea spezzata risultante è vicina alla cosiddetta spirale logaritmica.

La spirale di intrappolamento appiccicosa è costruita secondo un principio diverso. Il ragno parte dal bordo e si muove verso il centro, mantenendo la stessa distanza tra le spire, creando una spirale di Archimede. Allo stesso tempo, morde i fili della spirale ausiliaria.

La seta del ragno è prodotta da ghiandole speciali situate nella parte posteriore dell'addome del ragno. Esistono almeno sette tipi di ghiandole aracnoidi note per produrre fili diversi, ma nessuna specie di ragno conosciuta possiede tutti e sette i tipi contemporaneamente. Di solito un ragno ha da una a quattro paia di queste ghiandole. Tessere una rete non è un compito veloce e ci vuole circa mezz'ora per costruire una rete da trappola di medie dimensioni. Per passare alla produzione di un diverso tipo di tela (per la spirale di cattura), il ragno ha bisogno di un minuto di tregua. I ragni spesso riutilizzano le tele mangiando quelle rimanenti che sono state danneggiate dalla pioggia, dal vento o dagli insetti. La rete viene digerita nel loro corpo con l'aiuto di enzimi speciali.

La struttura della seta del ragno è stata perfettamente sviluppata nel corso di centinaia di milioni di anni di evoluzione. Questo materiale naturale combina due meravigliose proprietà: resistenza ed elasticità. Una rete fatta di ragnatele può impedire a un insetto di volare a tutta velocità. Il filo con cui i ragni tessono la base della loro rete da caccia è più sottile di un capello umano e la sua resistenza alla trazione specifica (cioè calcolata per unità di massa) è superiore a quella dell'acciaio. Se si confronta il filo del ragno con il filo di acciaio dello stesso diametro, sosterranno all'incirca lo stesso peso. Ma la seta del ragno è sei volte più leggera, il che significa sei volte più forte.

Come i capelli umani, la lana di pecora e la seta dei bozzoli dei bachi da seta, le ragnatele sono composte principalmente da proteine. In termini di composizione di aminoacidi, le proteine ​​della ragnatela - spidroine - sono relativamente vicine alle fibroine, le proteine ​​che compongono la seta prodotta dai bruchi del baco da seta. Entrambi contengono quantità insolitamente elevate di aminoacidi alanina (25%) e glicina (circa 40%). Aree di molecole proteiche ricche di alanina formano regioni cristalline densamente imballate in pieghe, fornendo elevata resistenza, e quelle aree in cui è presente più glicina rappresentano un materiale più amorfo che può allungarsi bene e quindi conferire elasticità al filo.

Come si forma un filo del genere? Non esiste ancora una risposta completa e chiara a questa domanda. Il processo di filatura della tela è stato studiato in modo più dettagliato utilizzando l'esempio della ghiandola ampolla del ragno tessitore di sfere Nephila clavipes. La ghiandola ampollaide, che produce la seta più resistente, è costituita da tre sezioni principali: un sacco centrale, un canale curvo molto lungo e un tubo con uno sbocco. Dalle cellule sulla superficie interna del sacco emergono piccole goccioline sferiche contenenti due tipi di molecole proteiche della spidroina. Questa soluzione viscosa scorre nella coda del sacco, dove altre cellule secernono un diverso tipo di proteina: le glicoproteine. Grazie alle glicoproteine, la fibra risultante acquisisce una struttura cristallina liquida. I cristalli liquidi sono notevoli in quanto, da un lato, hanno un alto grado di ordine e, dall'altro, mantengono la fluidità. Man mano che la massa spessa si sposta verso l'uscita, le lunghe molecole proteiche si orientano e si allineano parallelamente tra loro nella direzione dell'asse della fibra in formazione. In questo caso, tra loro si formano legami idrogeno intermolecolari.

L'umanità ha copiato molte delle scoperte progettuali della natura, ma un processo così complesso come tessere una rete non è stato ancora riprodotto. Gli scienziati stanno ora cercando di risolvere questo difficile problema utilizzando tecniche biotecnologiche. Il primo passo è stato isolare i geni responsabili della produzione delle proteine ​​che compongono la rete. Questi geni sono stati introdotti nelle cellule di batteri e lieviti (vedi "Science and Life" n. 2, 2001). I genetisti canadesi sono andati ancora oltre: hanno allevato capre geneticamente modificate il cui latte contiene proteine ​​disciolte della ragnatela. Ma il problema non è solo ottenere le proteine ​​della seta di ragno, è necessario simulare il processo di filatura naturale. Ma gli scienziati devono ancora imparare questa lezione dalla natura.

I rappresentanti dell'ordine degli aracnidi possono essere trovati ovunque. Questi sono predatori che cacciano gli insetti. Catturano la preda utilizzando una rete. Si tratta di una fibra flessibile e resistente alla quale si attaccano mosche, api e zanzare. Come un ragno tesse una tela è una domanda che viene posta spesso quando si guarda una straordinaria rete da cattura.

Cos'è una rete?

I ragni sono uno degli abitanti più antichi del pianeta; a causa delle loro piccole dimensioni e dell'aspetto specifico, vengono erroneamente considerati insetti. In realtà, questi sono rappresentanti dell'ordine degli artropodi. Il corpo del ragno ha otto zampe e due sezioni:

• cefalotorace;
• addome.

A differenza degli insetti, non hanno antenne e un collo che separa la testa dal petto. L'addome di un aracnide è una specie di fabbrica per la produzione di ragnatele. Contiene ghiandole che producono una secrezione costituita da proteine ​​arricchite con alanina, che dona forza, e glicina, responsabile dell'elasticità. Secondo la formula chimica, le ragnatele sono vicine alla seta degli insetti. All'interno delle ghiandole la secrezione è allo stato liquido, ma se esposta all'aria si indurisce.

Informazione. La seta dei bruchi del baco da seta e delle ragnatele ha una composizione simile: il 50% è costituito da proteine ​​fibroina. Gli scienziati hanno scoperto che il filo del ragno è molto più forte della secrezione del bruco. Ciò è dovuto alla peculiarità della formazione delle fibre

Da dove viene la tela di un ragno?

Sull'addome dell'artropode ci sono escrescenze: verruche aracnoidi. Nella loro parte superiore si aprono i canali delle ghiandole aracnoidi formando fili. Esistono 6 tipi di ghiandole che producono la seta per scopi diversi (spostamento, abbassamento, impigliamento della preda, conservazione delle uova). In una specie, tutti questi organi non sono presenti contemporaneamente; di solito un individuo ha da 1 a 4 paia di ghiandole.

Sulla superficie delle verruche ci sono fino a 500 tubi rotanti che forniscono la secrezione proteica. Il ragno tesse la sua tela come segue:

• le verruche del ragno vengono premute contro la base (albero, erba, muro, ecc.);
• una piccola quantità di proteine ​​aderisce alla posizione selezionata;
• il ragno si allontana tirando il filo con le zampe posteriori;
• per il lavoro principale vengono utilizzate zampe anteriori lunghe e flessibili, con il loro aiuto viene creata una cornice da fili secchi;
• La fase finale della creazione della rete è la formazione di spirali appiccicose.

Grazie alle osservazioni degli scienziati, si è saputo da dove proviene la tela del ragno. È prodotto da verruche mobili accoppiate sull'addome.

Fatto interessante. La tela è molto leggera; il peso di un filo che avvolge la Terra lungo l'equatore sarebbe di soli 450 g.

Il ragno tira il filo dall'addome

Come costruire una rete da pesca

Il vento è il miglior assistente del ragno nella costruzione. Dopo aver estratto un filo sottile dalle verruche, l'aracnide lo espone a un flusso d'aria, che trasporta la seta congelata per una distanza considerevole. Questo è il modo segreto in cui un ragno tesse una tela tra gli alberi. La rete si aggrappa facilmente ai rami degli alberi, usandola come una corda, l'aracnide si sposta da un posto all'altro.

Un certo modello può essere rintracciato nella struttura del web. La sua base è una cornice di fili forti e spessi disposti sotto forma di raggi divergenti da un punto. Partendo dalla parte esterna, il ragno crea dei cerchi, spostandosi gradualmente verso il centro. È sorprendente che senza alcuna attrezzatura mantenga la stessa distanza tra ogni cerchio. Questa parte delle fibre è appiccicosa ed è dove gli insetti rimarranno intrappolati.

Fatto interessante. Il ragno mangia la propria tela. Gli scienziati offrono due spiegazioni per questo fatto: in questo modo viene reintegrata la perdita di proteine ​​​​durante la riparazione della rete da pesca, oppure il ragno beve semplicemente acqua appesa ai fili di seta.

La complessità del modello web dipende dal tipo di aracnide. Gli artropodi inferiori costruiscono reti semplici, mentre quelli superiori costruiscono motivi geometrici complessi. Si stima che costruisca una trappola di 39 raggi e 39 spirali. Oltre alle filettature radiali lisce, alle spirali ausiliarie e di raccolta, sono disponibili filettature di segnale. Questi elementi catturano e trasmettono al predatore le vibrazioni della preda catturata. Se si imbatte in un oggetto estraneo (un ramo, una foglia), il piccolo proprietario lo separa e lo butta via, poi ripristina la rete.

I grandi aracnidi arboricoli tirano trappole con un diametro fino a 1 m, in cui cadono non solo insetti, ma anche piccoli uccelli.

Quanto tempo impiega un ragno per tessere una tela?

Un predatore impiega da mezz'ora a 2-3 ore per creare una trappola traforata per gli insetti. Il suo tempo di funzionamento dipende dalle condizioni meteorologiche e dalla dimensione pianificata della rete. Alcune specie tessono fili di seta ogni giorno, al mattino o alla sera, a seconda del loro stile di vita. Uno dei fattori che determinano quanto tempo impiega un ragno per tessere una tela è il suo tipo: piatto o voluminoso. Quella piatta è la versione familiare dei fili e delle spirali radiali, mentre quella volumetrica è una trappola costituita da un grumo di fibre.

Scopo della rete

Le reti sottili non sono solo trappole per insetti. Il ruolo della rete nella vita degli aracnidi è molto più ampio.

Catturare la preda

Tutti i ragni sono predatori e uccidono le loro prede con il veleno. Inoltre, alcuni individui hanno una costituzione fragile e possono diventare essi stessi vittime di insetti, ad esempio le vespe. Per cacciare hanno bisogno di un riparo e di una trappola. Le fibre appiccicose svolgono questa funzione. Impigliano la preda catturata nella rete in un bozzolo di fili e la lasciano finché l'enzima iniettato non la porta allo stato liquido.

Le fibre di seta degli aracnidi sono più sottili dei capelli umani, ma la loro resistenza alla trazione specifica è paragonabile al filo d'acciaio.

Riproduzione

Durante il periodo dell'accoppiamento, i maschi attaccano i propri fili alla rete della femmina. Colpendo ritmicamente le fibre di seta, comunicano le loro intenzioni a un potenziale partner. La femmina che riceve il corteggiamento scende nel territorio del maschio per accoppiarsi. In alcune specie è la femmina ad avviare la ricerca del partner. Secerne un filo con feromoni, grazie al quale il ragno la trova.

Casa per i posteri

I bozzoli per le uova sono tessuti dalla secrezione della rete setosa. Il loro numero, a seconda del tipo di artropodo, è di 2-1000 pezzi. Le femmine appendono le sacche con le uova in un luogo sicuro. Il guscio del bozzolo è piuttosto resistente, è costituito da diversi strati ed è impregnato di secrezione liquida.

Nella loro tana, gli aracnidi tessono ragnatele attorno alle pareti. Questo aiuta a creare un microclima favorevole e funge da protezione dalle intemperie e dai nemici naturali.

In movimento

Una delle risposte al motivo per cui un ragno tesse una tela è che utilizza i fili come veicolo. Per muoversi tra alberi e cespugli, capire rapidamente e cadere, ha bisogno di fibre forti. Per volare su lunghe distanze, i ragni si arrampicano ad altezze elevate, rilasciano una rete che si indurisce rapidamente e poi con una folata di vento volano via per diversi chilometri. Molto spesso, i viaggi vengono effettuati nelle giornate calde e limpide dell'estate indiana.

Perché il ragno non si attacca alla sua tela?

Per evitare di cadere nella sua stessa trappola, il ragno crea diversi fili asciutti per il movimento. Conosco perfettamente la complessità delle reti e lui si avvicina in modo sicuro alla preda bloccata. Di solito, al centro della rete da pesca rimane un'area sicura, dove il predatore attende la preda.

L'interesse degli scienziati per l'interazione degli aracnidi con le loro trappole da caccia è iniziato più di 100 anni fa. Inizialmente, è stato suggerito che sulle loro zampe ci fosse un lubrificante speciale che impedisse l'attaccamento. Non è mai stata trovata alcuna conferma della teoria. Filmare con una telecamera speciale il movimento delle zampe del ragno lungo le fibre della secrezione congelata ha fornito una spiegazione al meccanismo di contatto.

Un ragno non si attacca alla sua tela per tre motivi:

• molti peli elastici sulle zampe riducono l'area di contatto con la spirale appiccicosa;
• le punte delle zampe del ragno sono ricoperte da un liquido oleoso;
• il movimento avviene in un modo speciale.

Qual è il segreto della struttura delle zampe che aiuta gli aracnidi a evitare di attaccarsi? Su ciascuna gamba del ragno ci sono due artigli di supporto con cui si aggrappa alla superficie e un artiglio flessibile. Mentre si muove, preme i fili contro i peli flessibili del piede. Quando il ragno alza la zampa, l'artiglio si raddrizza e i peli spingono via la rete.

Un'altra spiegazione è la mancanza di contatto diretto tra la zampa dell'aracnide e le goccioline appiccicose. Cadono sui peli del piede e poi rifluiscono facilmente sul filo. Qualunque siano le teorie prese in considerazione dagli zoologi, resta invariato il fatto che i ragni non diventano prigionieri delle loro stesse trappole appiccicose.

Anche altri aracnidi, come gli acari e gli pseudoscorpioni, possono tessere tele. Ma le loro reti non possono essere paragonate in termini di forza e abile tessitura con le opere di veri maestri: i ragni. La scienza moderna non è ancora in grado di riprodurre il web utilizzando un metodo sintetico. La tecnologia per produrre la seta di ragno rimane uno dei misteri della natura.

Sono considerati i materiali più durevoli al mondo ragnatela. La sua elasticità e resistenza sono tali che se fosse possibile realizzare una rete (pur mantenendo tutte le sue proprietà) spessa almeno quanto una matita, sarebbe possibile appendere facilmente un moderno carro armato su di essa.

Inoltre, il processo di lavoro del ragno è classificato nella categoria più alta: le moderne aziende industriali sono ben lontane da questo.

Inoltre il ragno non realizza “solo” una tela, ma proprio quella di cui ha bisogno in quel particolare momento. Cambiare il luogo è una cosa, procurarsi il cibo è un'altra, "costruirsi" una casa è la terza. Una rete da pesca è generalmente costituita da più tipi di rete, che differiscono tra loro per le loro caratteristiche. Tuttavia, per cambiare "modello", il ragno non cambia corsia e non ferma il suo trasportatore: "sa" sempre di quale filo ha bisogno.

Per creare la famosa tela classica a forma di ruota, il ragno tira prima qualcosa come una "fondazione" - fili non molto appiccicosi e pesanti di grande diametro, quindi mette su di essi "raggi" più sottili e solo allora impiglia lo spazio rimanente in il centro con spirali quasi invisibili, pericolosissime e adesive, che fungono da trappola per vari insetti.

Il ragno pescatore non tesse affatto tele. Crea un filo sottile con una palla appiccicosa all'estremità, dopo di che agita militantemente quest'arma in diverse direzioni. Allo stesso tempo emette un aroma simile a quello emesso dalle femmine di falena in cerca di partner. Le falene credulone si affollano all'odore, ma di conseguenza vengono colpite sulla fronte con una palla appiccicosa e diventano la cena per il ragno.

Per le sue passeggiate, il ragno crea una rete morbida, spessa e soffice: chi vuole cadere nella propria trappola? E se l'artigiano vuole cambiare luogo di residenza, rilascia una speciale rete di paracadute: catturata dal vento, può trasportare il suo proprietario per una lunga distanza.

E alcune informazioni più interessanti sui ragni. Diversi anni fa, gli scienziati del Madagascar hanno scoperto una nuova specie di ragno in grado di tessere una rete lunga fino a 25 metri e di forza e spessore adeguati (finora si tratta di un record mondiale). Il ragno allunga le sue enormi reti non tra i normali cespugli, ma attraverso laghi e fiumi, per catturare gli insetti che volteggiano sopra l'acqua.

E l'anno scorso, gli scienziati sono stati in grado di determinare l'aspetto di una ragnatela in sezione trasversale. Si è scoperto che la rete era un filo proteico che sembrava una pila di frittelle. Il diametro di ciascun "pancake" è di 3 nanometri ed è collegato al suo vicino tramite legami idrogeno.