Реферат на тему: "Паутина в жизни пауков"
Пауки живут в самых разных условиях. Их можно встретить в любом месте на суше, от пустынь до тундры. Паук-серебрянка, также известный как Argyroneta aquatica, является одним из многих околоводных видов. Паук всегда был пауком, несмотря на то, что существует множество различных видов жизни. Он использовал паутину во все времена во всех основных жизненных проявлениях, поддерживающих существование вида (добывание пищи, размножение, расселение и перенос неблагоприятных условий).Он использует ее для строительства укрытия и ловчего приспособления, кокона для яиц, мешка для спячки и сложного для пауков процесса спаривания. На нем ветер развеивает птенцов.
Из-за их способности плести паутину паукам даже дали название класса паукообразных, который включает их в свой порядок. Молодая девушка по имени Арахна, согласно греческому мифу, стала пауком, потому что осмелилась соперничать с богиней в ткацком искусстве. В результате паукообразных существ в ее честь окрестили арахнидами, потому что ей было суждено плести паутину всю жизнь.
Важность паутины в эволюции пауков
Паутина сыграла важную роль в эволюции пауков. Как уже говорилось ранее, пауки часто используют ее в той или иной мере. Они используют свои паутинные приспособления для общения с окружающим миром. В связи с этим, когда пауки приспосабливались к новым условиям, они сначала изменяли свои паутинные приспособления, мало меняясь сами. В результате общая организация оставалась неизменной. По сути, несмотря на то, что существует множество различных видов пауков, их биология, предпочитаемая диета и индивидуальное развитие одинаковы. В этом отношении поучительно сравнить клещей. Организация клещей претерпела значительные изменения в результате разнообразия их стратегий питания и выбора образа жизни. Таксономисты смогли выделить три различные биологические группы клещей, каждая из которых имеет свою собственную структуру и образ жизни.
Особенности организации пауков дают объяснение значению паутины для жизни и эволюции. Они развили паутинный аппарат на своем брюшке, удобном месте. Огромные железы паука размещаются в растянутом брюшке, что приводит к обилию паутины. Брюшные конечности выполняют выделительную функцию желез, что приводит к появлению паутинных бородавок и, что более важно, сохранению подвижности. Кроме того, в частности, срединная область стала универсальной, поскольку она связана с грудью изящным хвостом. Кроме того, семь конечностей головогруди обеспечивают высокую подвижность всего тела. Конечный продукт - довольно крупный и чрезвычайно мобильный аппарат для прядения различных паутинных структур и изготовления шелка. Паутинные бородавки, которые двигаются, обеспечивают целевое выделение шелка. Специальные инструменты для расчесывания и прядения: Важные особенности включают ряды щетинок на ногах и гребенчатые когти для расчесывания паутины.
Справедливости ради следует отметить, что помимо пауков, паутиной пользуются их ближайшие родственники - ложноскорпионы и паутинные клещи. Однако они не смогли развиться в той же степени, что и паутинные железы, поскольку располагались в хелицерах - передней паре конечностей. Гусеницы некоторых бабочек также производят много шелка, но поскольку шелковые железы на их передних конечностях не сохраняются у взрослых насекомых, единственное применение шелка - это плетение коконов. Паутинные железы остаются нетронутыми на протяжении всего жизненного цикла пауков, которые не претерпевают метаморфоз.
Подведем итоги: Несмотря на то, что пауки обладают не только способностью производить шелк, эти странные членистоногие усовершенствовали процесс производства шелка и построения паутинных структур до такой степени, что паутина - это то, что их выделяет.
Гипотезы о происхождении паучьего шелка
Давняя озабоченность арахнологов происхождением паучьего шелка сохраняется и по сей день. Прямых доказательств того, где паутина взяла свое начало, нет, поскольку паутина не существует в виде окаменелостей. Из-за этого ученые могут выдвигать гипотезы о происхождении паучьего шелка, только изучая анатомию пауков и уникальные особенности их паутинной деятельности. Гипотеза Г. Маккука (Генри Маккука), американского исследователя, изучавшего поведение пауков, является наиболее вероятной. В ней МакКук предположил, что, подобно современным многоножкам, примитивные первобытные пауки оставляли следы при движении, выделяя секрецию из специальных желез в основании ног. МакКук утверждает, что со временем эти железы утратили способность к выделению и были полностью заменены передними железами (в настоящее время у живых пауков экскреторные коксальные железы находятся в основании первой или первой и третьей пар ног). Однако те, что остались на брюшке, сохранили способность к следообразованию. Эластичный белковый шелк занял место следовых выделений, и некоторые из брюшных придатков превратились в паутинные бородавки. Большинство пауков до сих пор передвигаются, постоянно дергая за нить самку, а самцы могут использовать женские нити как хороший ориентир при поиске пары. На основании изучения индивидуального развития в пользу этой гипотезы свидетельствует происхождение паутинных бородавок из зачатков брюшных конечностей .
В отношении других гипотез нет большого научного консенсуса. Р. Покок и У. Бристоу, например, предположили, что паутина выделяется из ротового отверстия для смазки кладки яиц. Артур Деке, голландец, выдвинул "морскую" гипотезу, которая утверждает, что паутина у примитивных пауков существовала до того, как они стали наземными. По мнению А. Деке, паутина могла защищать норы, сделанные в морском грунте, от разрушения или заполнения осадком в водной среде.
Химический состав и физические свойства паутины
Секрет, вырабатываемый паутинными железами, представляет собой массу, которая быстро застывает при контакте с воздухом и отчасти напоминает резину. Химический состав паутины сравним с шелком гусениц тутового шелкопряда, за исключением более низкой концентрации серицина, водорастворимого клея. Нерастворимый в воде фиброин, состоящий из альбумина, альфа-аланина и глутаминовой кислоты, является основным компонентом шелка гусениц и паучьего шелка. Большая прочность нитей паучьего шелка отличает его по физическим свойствам от искусственного и гусеничного шелка. В результате разрывное усилие паучьих нитей колеблется от 40 до 261, в то время как разрывное усилие гусеничного и искусственного шелка не превышает 43 и 20 [5].Антибиотические свойства паутины, особенно той, которая используется для изготовления кокона, защищают яйца от вредного воздействия плесневых грибов и бактерий.
Крайне редко встречается "пряжа" или "кружево" у пауков-крибеллят - пауков с маленьким склеритом - крибеллярной пластинкой с мельчайшими отверстиями, из которых перед бородавками паутины выделяется специальный шелк. Большой слизистый рукав окружает две или четыре нити. Он охватывает еще одну нить, скрученную в многочисленные петли. Насекомые не только прилипают к паутине благодаря ее структуре, но и застревают в ней своими щетинками и волосками. Липкая слизь паутины также долго не высыхает.
Паук при необходимости может производить липкую или сухую нить определенной толщины и цвета. Коконы и вертикальные колесовидные ости у пауков построены из сухой нити, которая не является липкой. Конец этих нитей растягивает внутренние радиусы и каркас сети. Двойные шелковые волокна, покрытые слоем липкого муцилагинового секрета, составляют основу липких нитей. Из-за поверхностного натяжения липкий слой разрушается вскоре после образования этих нитей, образуя крошечные капельки (как бусинки на нити).При высыхании это липкое покрытие теряет свои свойства и имеет короткий срок службы. В результате большинство пауков, использующих такой шелк для изготовления сетей, нуждаются в частой замене липкой нити.
Устройства, используемые пауками для размножения и рассеивания
Основным ориентиром самца паука при поиске самки является запах. Однако, встретив на своем пути паутину, он безошибочно определяет местонахождение самки, оставившей ее. Найдя зрелую самку, самец начинает ухаживать за ней, что проявляется у каждого паука по-разному. У некоторых пауков-тенетников (семейство Theridiidae) самцы плетут небольшие брачные сети в том же месте, где и самки, привлекая самку ритмичными движениями ног. Самцы пауков-крестовиков (род Araneus) не делают брачных сетей. Важно отметить, что движения ног самца не хаотичны, как у жертвы, которую бьют в сети; они ритмичны и состоят из повторяющихся мелодий, которые являются специфическим признаком присутствия зрелого самца того же вида. Если самка готова к спариванию, она покинет свое убежище или центр сети и спустится к месту, где прикреплена нить, не проявляя агрессии по отношению к самцу-музыканту.
В кокон, который самка сооружает из одного или нескольких слоев паутины, оплодотворенные яйца откладываются группами. Основная и покровная пластины обычно соединяются своими краями, образуя кокон, который представляет собой оболочку, непосредственно окружающую яйца. Процесс изготовления кокона дает объяснение этой структуре. Самка оплетает яйца поверх паутинной мантии, прежде чем поместить их на основную пластину, которая похожа на сетку для сперматозоидов самца.
Как уже говорилось ранее, пауки используют паутину для размножения. Этот процесс, своей сложностью и уникальностью, выделяется среди других подобных явлений членистоногих благодаря паутине. Внутреннее оплодотворение, которому предшествует спаривание, - вот что делает пауков уникальными. Однако копулятивные органы самцов (бульбусы) расположены не на брюшке, а на передних конечностях, называемых педипальпами или ногощупальцами (не путать с четырьмя парами беговых ног). Для переноса спермы в спермофор бульбуса из генитального отверстия самца на нижней стороне брюшка используется так называемая сперматека. Чаще всего она представляет собой крошечную, тонкую сетку треугольной или четырехугольной формы, натянутую горизонтально, как гамак. Самец помещает каплю семенной жидкости на сетку, прижимаясь к ней брюшком и погружая в нее концы своих педипальп. Благодаря капиллярности узкий канал сперматеки заполняется спермой.
Стенка кокона обычно состоит из прямых, плотно расположенных нитей, и часто содержит затвердевший секрет, который выделяется через рот. Оболочка кокона здесь плотная и похожа на пергамент. В других случаях, подобно впитывающей вате, ткань паутины кокона рыхлая и пушистая. Форма коконов различна: шаровидная, грушевидная и дисковидная.
Молодые пауки строят паутину, забираясь на возвышенные поверхности и поднимая брюшко. Паук отцепляется и переносится по нити, если она достаточно длинная и опутана воздушными потоками. Взрослые формы также расселяются на паутине у некоторых видов, особенно мелких. Пауки могут переноситься на большие расстояния и подниматься на значительную высоту (до двух-трех километров) воздушными потоками. Известны случаи, когда мелкие пауки в большом количестве прибывали на кораблях за сотни километров от побережья.
Приспособления для насекомых и охраняемые разработки
Все насекомые могут быть разделены на две группы: пауки с паутиной, которые делают ловчие сети (паутины), и пауки без паутины, которые не используют паутину для охоты, известны как паукообразные.
Даже представители второй группы пауков строят паутину в уязвимые периоды своей жизни. Они плетут паутинные мешки или паутинные чехлы во время отдыха, линьки и зимовки.
Любой, кто когда-либо пытался поймать паука, знаком с характерным поведением паука, который использует спасательную нить в опасных ситуациях. Пауки падают вниз при опасной близости, оставляя за собой нить паутины, по которой они, как по канату, забираются обратно в сеть. Паук не забывает съесть спасательную нить, когда возвращается, используя ее.
Спасательная нить используется и свободноживущими пауками. Так, например, пауки и змеи прикрепляют такую нить к субстрату перед внезапным нападением на свою жертву. Аналогичную страховку использует южнорусский тарантул, Allohogna singoriensis. Паук возвращается в свою нору, волоча за собой едва заметную паутинную нить всякий раз, когда покидает спокойную обстановку. Тарантул отправляется на поиски нового убежища, когда эта нить рвется, потому что он не может найти свою нору. На этих страховочных нитях проводят ночь некоторые виды Evarcha racer. Они подвешивают себя за один конец и прикрепляют его к травинке на другом конце. Эти пауки защищают себя таким образом от непредвиденных встреч с ночными хищниками.
Тарантул, как и другие различные жуки, роющие туннели, использует паутину для покрытия стен своего убежища. Стены не разваливаются из-за шелковой подкладки. Хотя временное убежище под камнями или поваленными стволами деревьев, конечно, предпочтительнее, чем нора, вырытая для дневного отдыха или постоянного обитания, ни один из вариантов не может защитить от таких пронырливых врагов, как дорожные осы. Поэтому у многих видов вход в норку защищен разнообразными паукообразными структурами. Есть воронки, длинные горизонтальные трубки над землей, вертикальные двухсантиметровые трубки и, наконец, подвижные двери с крышками, закрывающие вход. Крышка некоторых птицеедов закрывает нору как пробка, становясь толще за счет частиц почвы. Днем паук обычно сидит в норе и удерживает крышку на месте хелицерами. Снаружи крышка маскируется частицами почвы или растительного мусора и неотличима от окружающего фундамента.
В дополнение к ловушке типичные пауки-птицееды, Terididae и Araneidae, часто строят небольшое логово, чаще всего в форме крышки. Оно либо полностью сделано из шелка, либо в него подмешано немного растительной массы или других органически включенных инородных частиц. Эти логова неразрывно связаны с ловчей сетью и часто располагаются либо вне ее, либо в середине. Логово некоторых Araneidae построено из живых листьев, скрученных в конус и закрепленных паутиной.
Серебрянка (Argyroneta aquatica), единственный водный паук, строит свои паутины в воде, что особенно впечатляет. Этот вид процветает в богатых растительностью, застойных и медленно движущихся водах по всей России. Он создает воздушный колокол под водой среди растительности, подавая воздух с поверхности в виде пузырьков с конца брюшка. Плотная паутина, из которой натянуты ловчие нити, удерживает воздух в колоколе на месте.
Устройства для извлечения пищи пауками
Все пауки являются хищниками, но в отличие от хищных насекомых, они лишены зрения. Из-за отсутствия зрения они часто выбирают такую тактику охоты, как преследование и поджидание добычи. Можно выделить три стратегии, используемые пауками в рамках этой стратегии. Первая использует засаду для нападения на цель. Вторая подкрадывается к противнику с небольшого расстояния, чтобы сделать решающий бросок. Большинство не прожорливых пауков используют первые две стратегии: Виды пауков-бабочек Паутинники (сем. Philodromidae и Thomisidae),пауки-волки (сем. salticidae)Lycosidae).Однако пауки не были бы пауками, если бы не охотились в паутине. При применении стратегии выжидания паутина, а чаще замысловатые паутинные структуры, оказались отличным тактическим ходом. Это позволило паукам одновременно расширить ареалы питания и ловли. При ловле жуков потери больше, чем у настоящих гусениц, которые включают в себя всех окружающих экипированных, жалящих и летающих жуков.
Существует множество различных способов использования паучьих нитей для ловли жертв, включая сигнальные нити, необычные жгуты и искусно сплетенные паутины. Не прожорливые формы пауков, а также те, которые плетут паучьи сети, часто используют паутину для охоты. Например, птицееды поднимают пойманную добычу высоко на хелицеры, а затем плетут под ней крошечный паутинный покров, к которому прикрепляют добычу. Норы и трубкоживущие пауки используют сигнальные нити от входа в нору. Прикоснувшись к ним, пауки узнают, что их добыча приближается.
Некоторые так называемые тенетные пауки на самом деле не делают сетей. В районах, где распространены муравьи, маленький паук Dipoena tristis ловит их, повиснув над землей на своей паутинной нити, напоминающей веревку. Cladomelea, род тропических африканских пауков, предлагает еще одну интригующую иллюстрацию. Паук начинает ловить добычу, выпуская нить длиной 2 см с каплей липкой секреции на конце. Затем, с помощью третьей пары ног, он начинает быстро раскачивать эту нить и разворачивать ее. Эта капля прилипает к насекомому, которое ее касается. Затем жертва подтягивается к пауку и высасывается им. Естественно, такой способ добычи работает только в местах скопления насекомых. Американские тропические пауки рода Glyptocranium, ближайшие родственники Cladomelea, также используют липкую нить для охоты, но держат ее на вытянутой передней лапке. Эти пауки осторожно приближаются к насекомому, а затем резко сбрасывают "жгут" и притягивают к себе приклеенную добычу. Между своими ветвями южноафриканские пауки-крибелляты из рода Miagrammopes имеют одну горизонтальную нить, которая может простираться от 90 см до 3,6 м. Середина паука также покрыта нитями-крибеллами. Паук не двигается с одного конца нити. Насекомое, настигнув его, сразу же разрывает нить, что помогает его добыче запутаться.
Пауки могут манипулировать как небольшими сетями, так и отдельными нитями. Центрально- и южноамериканский тропический паук Dinopis spinosa плетет свою паутину на кончиках ног. Паук быстро накидывает сеть на летящих или бегущих насекомых и тянет их к себе.
Пауки известны своей способностью строить сложные ловушки. Существует множество различных форм паутинных сетей. Пауки-вороны, представители семейства Agelenidae, строят свои сети на земле или на траве. От шелковой трубки, которая находится здесь же, в толще травы, отходит воронкообразное расширение, продолжающееся в горизонтальный навес или паутину. Сидя у входа в трубку убежища жука, он крепко держится за жуков, которые заползают в ловчую сеть. Паук черная вдова, известный своим ядом, является членом семейства teridiodidae. Эти пауки создают нерегулярные сети, представляющие собой беспорядочную паутину из наклонных нитей. Под камнями паук из семейства Teridiidae Steatoda castanea образует широкую сеть с вертикальными липкими нитями, которые образуют плотную кучу у земли - ловушку, из которой ползающие насекомые почти не могут выбраться. Пауки-балдашники из семейства Linyphiidae строят горизонтальные сети-палатки, от которых вверх и вниз отходят поддерживающие нити. Насекомые, которые летят, ударяются о вертикальные нити и приземляются на палатку, где их видит хозяин. Длинноногие пауки располагают свои куполообразные принципы таким же образом. Колесовидные паутинные сети (Araneidae, Tetragnathidae и Uloboridae) являются лучшим типом тента. Поддерживающая рама, натянутая между ветвями или другими объектами, радиусы, соединяющие раму с центральным сплетением, и ловчая липкая спираль, наложенная на радиусы, составляют эти виды сетей. Колесные сети могут быть горизонтальными или вертикальными, что является наиболее распространенным типом.
