«Пилюли» от животного мира. Мифы и реальность

41 Эту загадку пыталась разгадать кандидат физико-математических наук Е. Лозовская. И вышло очень занимательно. Возможно, считает Е. Лозовская, пауки не самые привлекательные создания на планете, но их творение — паутина — не может не вызывать восхищения. Вспомните, как завораживает взгляд геометрическая правильность переливающихся на солнце тончайших нитей, растянутых между ветвями кустарника или среди высокой травы. Пауки — одни из древнейших обитателей нашей планеты, заселившие сушу более 200 миллионов лет назад. В природе насчитывается более 35 тысяч их видов. Это восьминогие существа, обитающие повсеместно, узнаваемые всегда и всюду, несмотря на различия в окраске и размерах. Самая главная их отличительная особенность — способность производить паутинный шелк, непревзойденное по прочности натуральное волокно.

Пауки используют паутину для самых разных целей. Они делают из нее коконы для яиц, строят убежища для зимовки, используют в качестве «страховочного каната» при прыжках, плетут замысловатые ловчие сети и обертывают пойманную добычу. Готовясь к спариванию, самка производит паутинную нить, помеченную феромонами. Благодаря чему самец, двигаясь вдоль нити, легко находит партнершу. Молодые пауки некоторых видов «улетают» из родительского гнезда на длинных нитях, подхваченные ветром.

42 Отчего же столь прочна и шелковиста паутинная нить? Ученые, коль уж взялись за кончики нитей, прояснили этот вопрос?

43 По мнению той же Е. Лозовской, структура паутинного шелка отработана за сотни миллионов лет эволюции. Этот природный материал сочетает в себе два чудесных свойства — прочность и эластичность. Сеть из паутины способна прервать полет насекомого на самой пиковой точке и высокой скорости.

Нить, из которой пауки плетут ловчие сети, тоньше человеческого волоса, а ее удельная (то есть пересчитанная на единицу массы) прочность на разрыв выше, чем у стали. Если сравнивать паутинную нить со стальной проволокой такого же диаметра, то они выдержат примерно одинаковый вес. Но, замечу, что паутинный шелк в 6 раз легче, а значит, в 6 раз прочнее.

44 Так из чего же состоит нить паутины? Владея современными методами биоанализа, ученые смогли докопаться, что называется, до печенки-селезенки?

45 Докопались. И, знаете, Владимир Николаевич, что выяснилось? Подобно человеческому волосу, шерсти овцы и шелку коконов гусеницы шелкопряда, паутина состоит в основном из белков. По аминокислотному составу белки паутины — спидроины (от английского spider — паук) — относительно близки к фиброинам, белкам, из которых состоит шелк, вырабатываемый гусеницами шелкопряда. И те и другие содержат необычно много аминокислот аланина (25 %) и глицина (около 40 %). Участки белковых молекул, богатые аланином, образуют плотно упакованные в складки кристаллические области, обеспечивающие высокую прочность, а те участки, где больше глицина, представляют собой более аморфный материал, способный хорошо растягиваться и тем самым придающий нити эластичность.

46 Пытливые умы подметили чуть ли не спираль Архимеда в основе ловчей нити. А возможно, это какой-то мистический знак?

47 И на это готов ответ у нашего кандидата наук. Да не одну спираль она подметила, а две: колесовидную и спираль Архимеда. Чтобы построить колесовидную ловчую сеть, паук-крестовик — обычный обитатель наших лесов и садов — выпускает довольно длинную прочную нить вверх, и, если место для постройки паутины выбрано удачно, она цепляется за ближайшую ветку или какую-то другую опору. Паук проползает по ней, чтобы закрепить конец, иногда прокладывая для прочности еще одну нить. Затем он выпускает свободно свисающую нить и к ее середине прикрепляет третью, так что получается конструкция буквы Y — первые три радиуса из более чем полусотни. Когда радиальные нити и рама готовы, паук возвращается в центр и начинает прокладывать временную вспомогательную спираль — что-то вроде «строительных лесов». Вспомогательная спираль скрепляет конструкцию и служит пауку дорожкой при построении ловчей спирали. Весь

основной каркас сети, включая радиусы, делается из неклейкой нити, а вот для ловчей спирали используется двойная нить, покрытая клеящим веществом.

Удивительно, что эти две спирали имеют разную геометрическую форму. Временная спираль имеет относительно мало витков, и расстояние между ними с каждым витком увеличивается. Происходит это потому, что, прокладывая ее, паук двигается под одинаковым углом к радиусам. Форма получившейся ломаной линии близка к так называемой логарифмической спирали (см. рисунки).