La ragnatela è uno dei materiali più durevoli. Come fa un ragno a tessere la sua tela? Dove si forma la ragnatela e come si usa il ragno?

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

L'addome del ragno è ingrandito di 12 tonnellate. Fabbrica per la produzione di ragnatele.


Dai tubi mobili fuoriesce una proteina che, una volta in aria, si indurisce formando un filo ad alta resistenza.


Nella foto a sinistra c'è il Kevlar ea destra c'è un nanotubo, una fibra di carbonio. I test mostrano un miglioramento della forza più che triplo. E questo è solo l'inizio.

Cos'è più forte: rete o acciaio? Chi ha la rete più forte?

1. Forse il web è più forte, ma chi ha il più forte, non lo so, forse il baco da seta.
2. Amato uomo...
3. Grandi ragni nephila dai colori vivaci vivono in Africa. I nefili sono parenti delle nostre croci. Tessono reti da trappola, simili a cerchi di ragnatele, che sono familiari a tutti noi. Solo i cerchi sono più grandi, e di solito non c'è la metà superiore del cerchio in essi, e al suo posto c'è un caotico groviglio di fili: protezione dai nemici, di cui la nefila grassa e appetitosa ha molto.
4. La ragnatela, o seta di ragno, è uno degli straordinari esempi di materiali creati dalla natura e che esibiscono proprietà fisiche eccezionali. La sua forza in termini di un millimetro quadrato di sezione può sopportare 260 kg, è più forte e molto più leggero dell'acciaio

   Il ragno ha diverse ghiandole situate nell'addome che producono la seta del ragno. Ogni ghiandola produce seta per uno scopo specifico. Sono note sette diverse ghiandole. Ma diversi tipi di ragni hanno solo alcune di queste ghiandole e non tutte in una volta.

   Il filamento più sottile misurato era di soli 0,02 mm. Pertanto, siamo in grado di vedere il web solo grazie al riflesso della luce solare da parte del filo. Ma questo filo sottile è in grado di fermare un'ape che vola a tutta velocità. Questo filo non è solo molto forte, ma anche molto resistente. A causa di queste proprietà, la seta di ragno è più resistente di qualsiasi altro materiale o metallo a noi noto. La resistenza di un materiale è misurata in unità chiamate dernier (1 dernier = 1 g per 9000 m). Il filo di ragno ha una forza da 5 a 8. Ciò significa che un filo di seta di ragno collasserà sotto il suo stesso peso quando sarà lungo 45 - 72 km. Materiali comparabili sono nylon e vetro. L'acciaio ha una resistenza di circa 3.

   La seta di ragno viene utilizzata per diversi scopi. I pescatori polinesiani usano il filo del ragno d'oro (Nephila) come lenza. Nelle Nuove Ebridi, le ragnatele venivano utilizzate per realizzare reti per il trasporto di punte di freccia, tabacco e veleno essiccato per le punte di freccia. Alcune tribù della Nuova Guinea usavano le reti come cappelli per proteggersi la testa dalla pioggia.

   Nella prima guerra mondiale, i fili di Araneus diadematus, Zilla atrica, Argiope aurantia e altri ragni tessitori di sfere venivano usati come mirini negli strumenti.

   I nativi della Polinesia hanno utilizzato a lungo la rete di grandi ragni come fili per cucire attrezzi da pesca durevoli e in Europa, nel Medioevo, le persone hanno imparato a realizzare tessuti dalla rete. Realizzati per il re di Francia, Luigi XIV, guanti e calze dalla ragnatela di un ragno incrociato sono stati oggetto di ammirazione per tutti coloro che sono riusciti a vedere questi prodotti unici.

5. ragnatela
6. mi sembra acciaio

I rappresentanti dell'ordine degli aracnidi possono essere trovati ovunque. Sono predatori che predano gli insetti. Catturano la loro preda con l'aiuto di una rete. Questa è una fibra flessibile e resistente, a cui si attaccano mosche, api, zanzare. Come un ragno tesse una ragnatela, questa domanda viene spesso posta alla vista di un'incredibile ragnatela.

Cos'è una rete?

I ragni sono uno degli abitanti più antichi del pianeta, a causa delle loro piccole dimensioni e del loro aspetto specifico, sono erroneamente considerati insetti. In realtà, questi sono rappresentanti dell'ordine degli artropodi. Il corpo di un 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. La pancia di un aracnide è una specie di fabbrica di ragnatele. Contiene ghiandole che producono un segreto costituito da una proteina arricchita con alanina, che dona forza, e glicina, responsabile dell'elasticità. Secondo la formula chimica, il web è vicino alla seta degli insetti. All'interno delle ghiandole, il segreto è allo stato liquido e si indurisce nell'aria.

Informazione. La seta dei bruchi e delle ragnatele del baco da seta ha una composizione simile: il 50% è proteina fibroina. Gli scienziati hanno scoperto che il filo di un ragno è molto più forte del segreto dei bruchi. Ciò è dovuto alla particolarità della formazione delle fibre

Da dove viene la tela di un ragno?

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

Sulla superficie delle verruche ci sono fino a 500 tubi rotanti che forniscono un segreto proteico. Un ragno tesse una ragnatela come questa:

• le verruche del ragno vengono premute contro la base (albero, erba, muro, ecc.);
• una piccola quantità di proteine ​​\u200b\u200bsi attacca al luogo prescelto;
• 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 nella fabbricazione della rete è la formazione di spirali appiccicose.

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

Fatto interessante. La ragnatela è leggerissima, il peso del filo che avvolgeva la Terra attorno all'equatore sarebbe di soli 450 g.

Il ragno tira il filo dall'addome

Come si costruisce una rete di trappole

Il vento è il miglior assistente del ragno nella costruzione. Prendendo un filo sottile dalle verruche, l'aracnide lo mette sotto la corrente d'aria, che trasporta la seta irrigidita a una distanza considerevole. Questo è il modo segreto con cui un ragno tesse una tela tra gli alberi. La ragnatela si aggrappa facilmente ai rami degli alberi, usandola come una corda, l'aracnide si sposta da un posto all'altro.

Un certo schema può essere rintracciato nella struttura del web. Si basa su una cornice di fili forti e spessi disposti sotto forma di raggi che si irradiano da un punto. Partendo dalla parte esterna, il ragno crea dei cerchi, spostandosi gradualmente verso il centro. Sorprendentemente, senza alcun adattamento, mantiene la stessa distanza tra ogni cerchio. Questa parte delle fibre è appiccicosa, è in essa che gli insetti rimarranno bloccati.

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

La complessità del web design dipende dal tipo di aracnide. Gli artropodi inferiori costruiscono reti semplici, mentre quelli superiori costruiscono schemi geometrici complessi. Stimato per costruire una trappola di 39 raggi e 39 spirali. Oltre alle filettature radiali lisce, alle spirali ausiliarie e di intrappolamento, ci sono filettature di segnale. Questi elementi catturano e trasmettono al predatore la vibrazione della preda catturata. Se si imbatte in un oggetto estraneo (un ramo, una foglia), il piccolo proprietario lo separa e lo getta via, quindi ripristina la rete.

I grandi aracnidi degli alberi tirano trappole fino a 1 m di diametro, in cui entrano non solo insetti, ma anche piccoli uccelli.

Per quanto tempo un ragno tesse una tela?

Il 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 dalle dimensioni pianificate della rete. Alcune specie tessono fili di seta quotidianamente, al mattino o alla sera, a seconda del loro stile di vita. Uno dei fattori per quanto un ragno tesse una ragnatela è il suo aspetto: piatto o voluminoso. Uno piatto è una versione familiare di fili radiali e spirali, e uno voluminoso è una trappola ricavata da un grumo di fibre.

Lo scopo del web

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 che uccidono le loro prede con il veleno. Allo stesso tempo, alcuni individui hanno un fisico fragile e possono diventare essi stessi vittime di insetti, ad esempio vespe. Hanno bisogno di un riparo e di una trappola per cacciare. Le fibre appiccicose svolgono questa funzione. Una volta catturati nella rete, avvolgono la preda 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 di un capello umano, ma la loro resistenza alla trazione specifica è paragonabile a quella del filo d'acciaio.

riproduzione

Durante la stagione degli amori, i maschi attaccano i propri fili alla tela della femmina. Infliggendo colpi ritmici alle fibre di seta, informano il potenziale partner delle loro intenzioni. La femmina corteggiatrice scende nel territorio del maschio per accoppiarsi. In alcune specie, l'iniziatore della ricerca di un partner è la femmina. Secerne un filo con feromoni, grazie al quale il ragno la trova.

casa per i posteri

I bozzoli per le uova sono tessuti da ragnatele di seta. Il loro numero, a seconda del tipo di artropodi, è di 2-1000 pezzi. Le sacche di ragno con uova femminili sono appese in un luogo sicuro. Il guscio del bozzolo è abbastanza forte, è composto da diversi strati ed è saturo di un segreto liquido.

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

in movimento

Una delle risposte per cui un ragno tesse una tela è che usa i fili come veicolo. Per muoversi tra alberi e cespugli, per capire velocemente e scendere, ha bisogno di fibre forti. Per i voli su lunghe distanze, i ragni salgono in quota, rilasciano una ragnatela che si solidifica rapidamente e poi, con una folata di vento, vengono portati via per diversi chilometri. Molto spesso, i viaggi vengono effettuati nelle giornate calde e limpide dell'estate indiana.

Perché un ragno non si attacca alla sua tela?

Per non cadere nella sua stessa trappola, il ragno crea diversi fili secchi per il movimento. Conosco bene le complessità delle reti, si avvicina in sicurezza alla preda bloccata. Di solito al centro della rete da trappola c'è un'area sicura dove il predatore sta aspettando la preda.

L'interesse degli scienziati per l'interazione degli aracnidi con le loro trappole da caccia è apparso più di 100 anni fa. Inizialmente, è stato suggerito che le loro zampe avessero un lubrificante speciale per evitare che si attaccassero. La teoria non è mai stata confermata. Riprendere con una macchina fotografica speciale il movimento delle zampe del ragno lungo le fibre del segreto congelato ha fornito una spiegazione del 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 di ragno sono ricoperte da un liquido oleoso;
• il movimento avviene in un modo speciale.

Quale segreto della struttura delle gambe aiuta gli aracnidi a evitare di attaccarsi? Su ogni zampa del ragno ci sono due artigli di supporto con cui si aggrappa alla superficie e un artiglio flessibile. Quando si muove, preme i fili sui peli flessibili del piede. Quando il ragno alza la zampa, l'artiglio si raddrizza e i peli respingono la ragnatela.

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 il fatto che i ragni non diventano prigionieri delle loro stesse trappole appiccicose.

Anche altri aracnidi possono tessere ragnatele: zecche e falsi scorpioni. Ma le loro ragnatele non possono essere paragonate in forza e abile tessitura con le opere di veri maestri: i ragni. La scienza moderna non è ancora in grado di riprodurre sinteticamente il web. La tecnologia per realizzare la seta di ragno rimane uno dei misteri della natura.

La ragnatela è una specie di segreto prodotto dalle ghiandole dei ragni. Tale segreto, dopo poco tempo dall'isolamento, è in grado di solidificarsi sotto forma di forti filamenti proteici. La rete è secreta non solo dai ragni, ma anche da alcuni altri rappresentanti del gruppo degli aracnidi, inclusi falsi scorpioni e zecche, nonché millepiedi.

Come fanno i ragni a produrre ragnatele?

Un gran numero di ghiandole di ragno si trova nella cavità addominale del ragno. I dotti di tali ghiandole si aprono nei più piccoli tubi rotanti, che hanno accesso alla parte terminale di speciali verruche di ragno. Il numero di tubi rotanti può variare a seconda del tipo di ragno. Ad esempio, un ragno incrociato molto comune ne ha cinquecento.

Questo è interessante! Nelle ghiandole aracnoidee produce un segreto proteico liquido e viscoso, la cui caratteristica è la capacità di indurirsi quasi istantaneamente sotto l'influenza dell'aria e trasformarsi in sottili fili lunghi.

Il processo di filatura della tela consiste nel premere le verruche della ragnatela sul substrato. La prima, insignificante parte del segreto rilasciato si solidifica e si attacca saldamente al substrato, dopodiché il ragno estrae il segreto viscoso con l'aiuto delle zampe posteriori. Nel processo di rimozione del ragno dal punto di attacco della ragnatela, il segreto proteico si allunga e si indurisce rapidamente. Ad oggi sono noti e abbastanza ben studiati sette diversi tipi di ghiandole del ragno, che producono diversi tipi di fili.

La composizione e le proprietà del web

La ragnatela è un composto proteico, che comprende anche glicina, alanina e serina. La parte interna dei filamenti formati è rappresentata da cristalli proteici rigidi, la cui dimensione non supera alcuni nanometri. I cristalli sono tenuti insieme da legami proteici altamente elastici.

Questo è interessante! Una proprietà insolita del web è la sua cerniera interna. Quando è sospeso su una ragnatela, qualsiasi oggetto può essere ruotato un numero illimitato di volte, senza torcersi.

I fili primari sono intrecciati dal ragno e diventano una fibra aracnoidea più spessa. Gli indicatori di forza del web sono vicini a quelli del nylon, ma molto più forti del segreto del baco da seta. A seconda dello scopo per cui si suppone che la ragnatela venga utilizzata, il ragno può rilasciare non solo un filo appiccicoso, ma anche un filo secco, il cui spessore varia notevolmente.

Funzioni web e il suo scopo

Il web viene utilizzato dai ragni per una varietà di scopi. Un riparo, tessuto da una rete forte e affidabile, consente di creare le condizioni microclimatiche più favorevoli per gli artropodi e funge anche da buon riparo, sia dalle intemperie che da numerosi nemici naturali. Molti aracnidi artropodi sono in grado di intrecciare le pareti del loro visone con la loro tela o trasformarne una specie di porta in un'abitazione.

Questo è interessante! Alcune specie usano la ragnatela come mezzo di trasporto e i giovani ragni lasciano il nido dei genitori su lunghi fili di ragnatela che vengono raccolti dal vento e trasportati per distanze considerevoli.

Molto spesso, i ragni usano le ragnatele per tessere ragnatele appiccicose, il che consente di catturare efficacemente la preda e fornire cibo all'artropode. Non meno famosi sono i cosiddetti bozzoli di uova dal web, all'interno dei quali compaiono giovani ragni.. Alcune specie tessono fili di rete di sicurezza per proteggere l'artropode dalla caduta durante il salto e per muoversi o catturare la preda.

Web per la riproduzione

La stagione riproduttiva è caratterizzata dall'assegnazione di fili di ragnatela da parte della femmina, che consentono di trovare la coppia ottimale per l'accoppiamento. Ad esempio, le lumache maschi sono in grado di costruire, accanto alle reti create dalle femmine, lacci di ragnatele di accoppiamento di dimensioni in miniatura, in cui vengono attirati i ragni.

I ragni incrociati maschi attaccano abilmente le loro ragnatele orizzontali a fili disposti radialmente di ragnatele intrappolate realizzate dalle femmine. Colpendo la tela con forti colpi con le membra, i maschi fanno vibrare la tela e, in modo così insolito, invitano le femmine ad accoppiarsi.

Ragnatela per catturare la preda

Per catturare la loro preda, molte specie di ragni tessono speciali reti di cattura, ma alcune specie sono caratterizzate dall'uso di particolari lacci e fili di ragno. I ragni che si nascondono nelle abitazioni delle tane posizionano fili di segnalazione che si estendono dall'addome dell'artropode fino all'ingresso del suo rifugio. Quando la preda cade nella trappola, la vibrazione del filo del segnale viene immediatamente trasmessa al ragno.

Le reti a spirale per intrappolamento appiccicoso sono costruite su un principio leggermente diverso.. Durante la creazione, il ragno inizia a tessere dal bordo e si sposta gradualmente verso la parte centrale. In questo caso si mantiene necessariamente lo stesso scarto tra tutte le spire, dando luogo alla cosiddetta "spirale di Archimede". I fili sulla spirale ausiliaria sono particolarmente morsi dal ragno.

Web per l'assicurazione

I ragni saltatori usano i fili della ragnatela come assicurazione quando attaccano una vittima. I ragni attaccano il filo di sicurezza della ragnatela a qualsiasi oggetto, dopodiché l'artropode salta sulla preda designata. Lo stesso filo, attaccato al substrato, serve per l'alloggio per la notte e assicura l'artropode dall'attacco di ogni tipo di nemico naturale.

Questo è interessante! Le tarantole della Russia meridionale, uscendo dalla loro tana abitativa, tirano dietro di sé il filo di ragnatela più sottile, che consente loro di trovare rapidamente, se necessario, una via di ritorno o un'entrata per un rifugio.

Web come trasporto

Entro l'autunno, alcune specie di ragni schiudono i giovani. I giovani ragni sopravvissuti nel processo di crescita cercano di arrampicarsi il più in alto possibile, utilizzando alberi, arbusti alti, tetti di case e altri edifici, recinzioni per questo scopo. Dopo aver atteso un vento sufficientemente forte, un piccolo ragno rilascia una sottile e lunga ragnatela.

La distanza di movimento dipende direttamente dalla lunghezza di tale rete di trasporto. Dopo aver atteso una buona tensione della tela, il ragno ne stacca a morsi l'estremità, e si stacca molto velocemente. Di norma, i "viaggiatori" possono volare per diversi chilometri sul web.

I ragni d'argento usano la rete come trasporto d'acqua. Per cacciare nei bacini idrici, questo ragno ha bisogno di respirare aria atmosferica. Quando scende sul fondo, l'artropode è in grado di catturare una parte dell'aria, e dalla rete sulle piante acquatiche viene costruita una sorta di campana d'aria, che trattiene l'aria e consente al ragno di cacciare la sua preda.

Candidato di scienze fisiche e matematiche E. Lozovskaya

Scienza e vita // Illustrazioni

La sostanza adesiva che ricopre il filo della spirale di intrappolamento è uniformemente distribuita sul nastro sotto forma di goccioline-perle. L'immagine mostra il punto di attacco di due frammenti della spirale di intrappolamento al radio.

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Le fasi iniziali della costruzione di una ragnatela con una croce di ragno.

La spirale logaritmica descrive approssimativamente la forma del filo a spirale ausiliario che il ragno stende durante la costruzione della rete di cattura a forma di ruota.

La spirale di Archimede descrive la forma di un filo di intrappolamento appiccicoso.

I fili a zigzag sono una delle caratteristiche delle ragnatele del genere Argiope.

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

Giovani ragni incrociati, appena usciti da un bozzolo di ragnatele.

I ragni della famiglia dei Dinopidae spinosa tessono una ragnatela tra le zampe e poi la gettano sulla preda.

La croce di ragno (Araneus diadematus) è nota per la sua capacità di tessere grandi reti da cattura a forma di ruota.

Alcune specie di ragni attaccano anche una lunga "scala" alla trappola rotonda, che aumenta notevolmente l'efficienza della caccia.

Scienza e vita // Illustrazioni

Ecco come appaiono al microscopio i tubi della ragnatela, da cui escono fili di seta di ragno.

Forse i ragni non sono le creature più attraenti, ma la loro creazione - il web - non può che suscitare ammirazione. Ricorda come la correttezza geometrica dei fili più fini che luccicano al sole, tesi tra i rami di un cespuglio o tra l'erba alta, affascina lo sguardo.

I ragni sono uno dei più antichi abitanti del nostro pianeta, abitando la terra più di 200 milioni di anni fa. In natura esistono circa 35mila specie di ragni. Queste onnipresenti creature a otto zampe sono riconoscibili sempre e ovunque, nonostante le differenze di colore e dimensioni. Ma la loro caratteristica distintiva più importante è la capacità di produrre seta di ragno, una fibra naturale insuperabile in forza.

I ragni usano le loro ragnatele per una varietà di scopi. Ne ricavano bozzoli di uova, costruiscono rifugi per lo svernamento, lo usano come "corda di sicurezza" quando saltano, tessono intricate reti di cattura e avvolgono la preda catturata. La femmina, pronta per l'accoppiamento, produce un filo di ragnatela 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 raccolti dal vento.

I ragni si nutrono principalmente di insetti. I dispositivi di cattura che usano per procurarsi il cibo sono disponibili in una varietà di forme e tipi. Alcuni ragni stendono semplicemente alcuni fili di segnalazione vicino al loro rifugio e, non appena l'insetto tocca il filo, si precipitano verso di lui da un'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 è ancora reti rotonde a forma di ruota, posizionate orizzontalmente o verticalmente.

Per costruire una rete da trappola a forma di ruota, il ragno crociato, comune abitante dei nostri boschi e giardini, rilascia un filo piuttosto lungo e robusto. Una brezza o una corrente d'aria ascensionale solleva il filo e, se si sceglie bene il luogo per costruire la ragnatela, si aggrappa al ramo più vicino o ad altro supporto. Il ragno striscia lungo di esso per fissare l'estremità, a volte posando 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 posare una spirale ausiliaria temporanea, qualcosa come un "ponteggio". La spirale ausiliaria fissa la struttura e funge da percorso per il ragno durante la costruzione di una spirale di intrappolamento. L'intero telaio principale della rete, compresi i raggi, è realizzato con filo non adesivo, ma per la spirale di intrappolamento viene utilizzato un doppio filo rivestito con un adesivo.

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

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

La seta del ragno è prodotta da speciali ghiandole situate nella parte posteriore dell'addome del ragno. È noto che almeno sette tipi di ghiandole di ragno producono filamenti diversi, ma nessuna delle specie di ragno conosciute ha tutti e sette i tipi contemporaneamente. Tipicamente, un ragno ha da una a quattro paia di queste ghiandole. La tessitura di una rete non è un'attività rapida e ci vuole circa mezz'ora per costruire una rete di trappole di medie dimensioni. Per passare alla produzione di un diverso tipo di tela (per una spirale di intrappolamento), il ragno ha bisogno di un minuto di tregua. I ragni spesso riutilizzano la ragnatela, mangiando i resti di una rete di cattura danneggiata da pioggia, vento o insetti. Il web viene digerito nel loro corpo con l'aiuto di speciali enzimi.

La struttura della seta del ragno è stata idealmente elaborata in centinaia di milioni di anni di evoluzione. Questo materiale naturale combina due meravigliose proprietà: forza ed elasticità. Una rete di ragnatele è in grado di fermare un insetto che vola a tutta velocità. Il filo da cui i ragni tessono la base della loro tela di cattura 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 confrontiamo il filo sottile con filo d'acciaio dello stesso diametro, allora resisteranno approssimativamente allo stesso peso. Ma la seta di ragno è sei volte più leggera e quindi sei volte più resistente.

Come i capelli umani, la lana di pecora e la seta dei bozzoli dei bachi da seta, le ragnatele sono costituite principalmente da proteine. In termini di composizione di amminoacidi, le proteine ​​della rete - spidroine - sono relativamente vicine alle fibroine, le proteine ​​che compongono la seta prodotta dai bruchi del baco da seta. Entrambi contengono quantità insolitamente elevate degli amminoacidi alanina (25%) e glicina (circa il 40%). Le aree di molecole proteiche ricche di alanina formano regioni cristalline densamente impacchettate in pieghe, fornendo un'elevata resistenza, e quelle aree dove c'è più glicina sono un materiale più amorfo che può allungarsi bene e quindi dare elasticità al filo.

Come si forma un tale filo? Non esiste ancora una risposta completa e chiara a questa domanda. Il processo di filatura della tela è stato studiato in modo più dettagliato sull'esempio della ghiandola a forma di ampolla del ragno a ragnatela e Nephila clavipes. La ghiandola ampuloidale, che produce la seta più resistente, è costituita da tre sezioni principali: una sacca centrale, un canale ricurvo molto lungo e un tubulo con uno sbocco. Dalle cellule sulla superficie interna del sacco fuoriescono piccole goccioline sferiche contenenti due tipi di molecole proteiche di spidroina. Questa soluzione viscosa scorre nella coda del sacco, dove altre cellule secernono un altro tipo di proteina chiamata 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, rimangono fluidi. Man mano che la massa spessa si sposta verso l'uscita, lunghe molecole proteiche si orientano e si allineano parallelamente l'una all'altra nella direzione dell'asse della fibra emergente. In questo caso, tra di loro si formano legami idrogeno intermolecolari.

L'umanità ha copiato molte delle scoperte progettuali della natura, ma finora non è stato possibile riprodurre un processo così complesso come la filatura della tela. Gli scienziati stanno ora cercando di risolvere questo difficile problema con l'aiuto di tecniche biotecnologiche. Il primo passo è stato isolare i geni responsabili della produzione delle proteine ​​che compongono la rete. Questi geni sono stati introdotti in cellule batteriche e di lievito (vedi "Science and Life" n. 2, 2001). I genetisti canadesi sono andati anche oltre: hanno allevato capre geneticamente modificate il cui latte contiene proteine ​​​​della ragnatela disciolte. Ma il problema non è solo nell'ottenere la proteina della seta del ragno, è necessario simulare il naturale processo di filatura. E questa lezione degli scienziati della natura deve ancora imparare.