Tali terbuat dari sarang laba-laba. Apa pentingnya jaring bagi kehidupan laba-laba? Komposisi jaring laba-laba

Manfaat praktis dari web.

Setiap Sebagian besar dari kita sangat mengenal web: kita berulang kali menemukan sarang laba-laba di hutan, dan bahkan di rumah kita sendiri. Mereka menyikat sarang laba-laba dari sudut dengan sapu, dan di hutan, ketika mereka secara tidak sengaja memasukkan wajah mereka ke dalamnya, mereka mengibaskannya dengan perasaan tidak senang.

Sementara itu, jaring laba-laba adalah bahan alami yang sangat menarik dan berguna dalam aplikasi praktis, yang saat ini sangat penting telah dibayangi oleh banyak polimer sintetik.

Benang terbaik dari jaring tertua ditemukan dalam sepotong damar oleh para pekerja di Universitas Oxford di East Sussex. Usia penemuan unik tersebut diperkirakan sekitar 140 juta tahun. Hingga saat ini, yang tertua dianggap sebagai jaring pada sepotong damar yang ditemukan di Lebanon, bertanggal 130 juta tahun yang lalu, dan laba-laba tertua yang ditemukan dalam damar berusia sekitar 120 juta tahun. Amber, yang terbentuk lebih dari 100 juta tahun lalu, sangatlah langka.

Dengan menggunakan teknologi ultramikroskopi paling modern, para ilmuwan mampu mengidentifikasi jaring laba-laba tertua, yang panjang benangnya sedikit lebih dari satu milimeter. Menariknya, jaring tersebut mirip dengan yang ditenun oleh laba-laba modern. Lokasi benang yang ditemukan memungkinkan untuk menetapkan bahwa benang tersebut merupakan pendukung jaring bola. Sepotong amber yang sama mengawetkan dua gulungan sarang laba-laba kuno.

Berkat penemuan ini, para ahli paleobiologi yang mempelajarinya menyatakan bahwa arakhnida sebenarnya adalah makhluk yang jauh lebih purba daripada yang diperkirakan sebelumnya. Sebelumnya, diyakini bahwa meluasnya penyebaran serangga terbang yang menjadi mangsa arakhnida disebabkan oleh kemunculan tumbuhan berbunga di planet kita. Setelah mempelajari penemuan para ilmuwan Oxford, dikemukakan bahwa arakhnida tertua berburu serangga yang merayap dan melompat dengan menjalin jaring di permukaan tanah.

Selain sarang laba-laba, potongan amber yang sama mengawetkan partikel hangus dari kulit kayu yang terbakar dan getah pohon jenis konifera. Diduga, pohon tersebut mengeluarkan resin yang menyerap sarang laba-laba dan kemudian berubah menjadi amber saat terjadi kebakaran hutan.

Laba-laba sendiri menggunakan jaringnya untuk membangun tempat berlindung, melapisi liang, jaring perangkap, dan kepompong telur; laki-laki membuat jaring sperma untuk tujuan reproduksi. Pada beberapa laba-laba muda, benang jaring yang panjang berfungsi sebagai parasut ketika disebarkan oleh angin. Saat membuat jaring penangkap, laba-laba terlebih dahulu mengencangkan rangka dan benang radial, kemudian memasang benang spiral penopang sementara, dan baru setelah itu menenun jaring penangkap spiral berperekat, setelah itu potongannya menggigit benang penopang.

Jaring laba-laba adalah protein yang diperkaya dengan glisin, alanin, dan serin. Di dalam kelenjar arachnoid itu ada dalam bentuk cair. Ketika disekresikan melalui banyak tabung berputar yang terbuka pada permukaan kutil arachnoid, struktur protein berubah, akibatnya ia mengeras dalam bentuk benang tipis. Selanjutnya, laba-laba menjalin benang utama ini menjadi serat jaring yang lebih tebal.

Tulang punggung jaring terdiri dari dua protein: spidroin-1 yang lebih kuat dan spidroin-2 yang lebih elastis. Kombinasi propertinyalah yang menentukan properti unik web.

Jaringnya bisa berdiameter hingga beberapa milimeter dan terdiri dari benang yang sangat tipis. Webnya sangat tipis dan ringan. Untuk mengelilingi garis khatulistiwa planet kita, hanya dibutuhkan 340 g!

Para ilmuwan paling tertarik pada benang rangka jaring, yang luar biasa kuat dan elastis. Hanya sedikit orang yang tahu bahwa benang laba-laba memiliki kekuatan yang hampir sama dengan nilon - kekuatan tariknya berkisar antara 40 hingga 260 kg/mm2, yang beberapa kali lebih kuat dari baja. Jika jaring mempunyai diameter 1 mm, maka dapat menopang beban dengan berat kurang lebih 200 kg. Kawat baja dengan diameter yang sama mampu menahan beban yang jauh lebih sedikit: 30-100 kg, tergantung pada jenis bajanya. Selain itu, bahan ini sangat elastis.

Menariknya, ketika jaring menjadi basah, ia berkontraksi dengan kuat (fenomena ini disebut superkontraksi). Hal ini terjadi karena molekul air menembus serat dan membuat daerah hidrofilik yang tidak teratur menjadi lebih mudah bergerak. Jika jaring meregang dan melorot karena serangga, maka pada hari yang lembab atau hujan jaring tersebut berkontraksi sekaligus mengembalikan bentuknya.

Sifat lain yang tidak biasa dari jaring laba-laba adalah artikulasi internalnya: sebuah benda yang digantung pada serat jaring laba-laba dapat diputar tanpa batas waktu ke arah yang sama, dan pada saat yang sama tidak hanya tidak akan berputar, tetapi juga tidak akan menciptakan gaya tandingan yang nyata sama sekali. .

Seperti yang Anda ketahui, orang mengekstrak benang alami dari bahan alami dengan kecerdikan yang cukup tinggi. Selanjutnya, kain muncul dari benang tersebut - dari wol, katun, rami, jelatang, dan bahkan dari benang terbaik kepompong ulat sutera. Namun, penggunaan web membuka prospek baru ke arah ini, karena adalah bahan yang sangat baik untuk membuat kain yang tahan lama dan ringan.

Upaya pertama untuk membuat kain semacam itu dilakukan tiga abad lalu oleh ahli entomologi Perancis, Bon, yang mengajukan proposalnya untuk mengganti sutra impor dengan sutra laba-laba ke Royal Scientific Society. Sebagai sampel, disertakan stoking dan sarung tangan berbahan sutra laba-laba. Gagasan ilmuwan tidak mendapat dukungan karena sulitnya pengembangbiakan laba-laba secara massal. Saat ini terdapat solusi untuk masalah ini, namun munculnya sejumlah besar benang sintetis telah mengurangi permintaan sutra laba-laba secara drastis.

Luar biasa dalam kekuatan, ringan dan keindahannya, kain jaring laba-laba masih digunakan sampai sekarang dan dikenal di Tiongkok dengan nama “Kain Laut Timur”. Orang Polinesia menggunakan jaring laba-laba jaring besar sebagai benang untuk menjahit dan menenun alat tangkap. Pada awal abad ke-18 di Perancis, sarung tangan dan stoking dibuat dari jaring salib, yang menimbulkan kekaguman universal. Diketahui bahwa benang sepanjang 500 m dapat diperoleh dari satu laba-laba sekaligus. Pada tahun 1899, mereka mencoba mendapatkan kain untuk menutupi pesawat dari jaring laba-laba besar Madagaskar dan berhasil menghasilkan sampel kain mewah sepanjang 5 m.

Saat ini, benang jaring laba-laba digunakan terutama dalam industri optik untuk menerapkan garis bidik pada instrumen optik dan sebagai benang dalam bedah mikro, dan karena kandungan sifat bakterisidanya yang tinggi, benang tersebut dapat berhasil digunakan dalam pengobatan sebagai bahan jahitan, ligamen dan tendon buatan, film untuk menyembuhkan luka, luka bakar, dll.

Tidak mungkin mensintesis protein semacam ini di laboratorium secara kimiawi - protein tersebut terlalu kompleks. Namun, para ilmuwan berhasil menciptakan semacam analog buatan dengan menggunakan teknologi bioteknologi. Benang ini telah diuji kekuatannya oleh spesialis di Pusat Penelitian Uglekhimvolokno di Mytishchi. Seutas benang yang tebalnya hanya beberapa mikron dapat menahan beban putus sebesar 50-100 mg. Ternyata daya tahannya hanya empat kali lebih lemah dibandingkan laba-laba, dan ini adalah hasil yang sangat bagus. Pada saat yang sama, nilai energi putus (elastisitas) benang ini sudah lebih tinggi dibandingkan dengan tulang atau tendon.

Tidak hanya benang, film juga bisa dibuat dari sarang laba-laba. Dalam bentuk inilah direncanakan untuk menggunakan “jaring buatan” untuk membuat penutup penyembuhan luka dan luka bakar, yang tidak akan ditolak oleh tubuh dan akan merangsang regenerasi epitelnya sendiri.

Upaya telah dilakukan untuk memperoleh sarang laba-laba secara alami, mirip dengan sutra. Berbagai alat bahkan diciptakan untuk “memerah susu” laba-laba dan dengan hati-hati melilitkan benang halus ke gulungan yang berputar perlahan.

Ada beberapa kendala. Pertama, sifat laba-laba yang suka bertengkar: jika dipelihara bersama, hewan-hewan ini bertengkar dan memakan satu sama lain. Kedua, setiap laba-laba menghasilkan jaring yang sangat sedikit: diperkirakan dibutuhkan 27 ribu laba-laba berukuran rata-rata untuk menghasilkan 500 g serat. Jelas bahwa produktivitas arthropoda tidak mungkin memenuhi kebutuhan industri. Hanya ada satu jalan keluar: belajar mendapatkannya secara artifisial.

Penduduk Kepulauan Pasifik “memaksa” laba-laba untuk menenun jaring ikan yang sangat kuat dan hampir tidak terlihat di dalam air. Dan di Pulau Madagaskar, yang terletak dekat pantai timur Afrika, banyak penduduk desa yang masih menggunakan jaring laba-laba sebagai pengganti benang.

Teknologi yang dikembangkan sekitar seratus tahun yang lalu oleh seorang pengkhotbah Perancis, memungkinkan pengumpulan jaring emas dari satu juta laba-laba Madagaskar.

Kritikus seni Simon Peers dan mitra bisnisnya dari Amerika Nicholas Godley mempekerjakan beberapa lusin pekerja untuk membuat kanvas unik berukuran 3,4 kali 1,2 meter.

Pemasok “benang” adalah satu juta laba-laba penenun bola (laba-laba bola emas), yang termasuk dalam genus Nephila. Ilmuwan dan pengusaha ini menghabiskan hampir lima tahun hidupnya dan sekitar $500 ribu untuk menghasilkan sepotong kain yang mungkin paling tidak biasa.

Goodley pertama kali datang ke Madagaskar pada tahun 1994, di mana ia mendirikan sebuah perusahaan kecil yang memproduksi barang-barang dari serat pohon palem Raphia. Pada tahun 1999, Nicholas merilis koleksi tas fashion pertamanya (tampaknya dari bahan yang sama), dan pada tahun 2005 ia menutup pabrik dan sepenuhnya beralih ke produksi “kain laba-laba” bersama dengan Pierce.

Goodley terinspirasi untuk membuat lukisan yang tidak biasa ini dari cerita tentang bagaimana, pada abad ke-19, gubernur Perancis di salah satu provinsi Madagaskar mencoba melakukan hal serupa. Namun, Nicholas belum mengetahui secara pasti apakah cerita tersebut benar atau fiksi.

Faktanya, sutera laba-laba tidak terlalu populer di kalangan penduduk Madagaskar (hal ini dapat dimengerti, karena ulat sutera “standar” lebih mudah tumbuh). Namun, pada abad ke-19, warga Kerajaan Merina masih memutuskan untuk bekerja dengannya. Produk berbahan jaring laba-laba dipersembahkan kepada anggota keluarga kerajaan. Bahkan ada tradisi khusus menenun benang.

Pekerjaan Pearce dan Goodley dimulai ketika mereka mempekerjakan 70 pekerja untuk mengumpulkan laba-laba dari spesies Nephila madagascariensis di dekat ibu kota Madagaskar, Antananarivo.

Hanya betina yang membuat jaring unik dan tahan lama dengan rona emas. Pengumpulan dilakukan selama musim hujan, karena artropoda memproduksi jaringnya hanya pada waktu-waktu tertentu (yang memberikan pembatasan tambahan pada proses produksi jaring).

Untuk membuat semacam pabrik pemintalan, laba-laba ditempatkan di ruangan khusus agar mereka tidak bergerak. Harus dikatakan bahwa Nephila madagascariensis tidak beracun, tetapi menggigit. Mereka mungkin juga melarikan diri atau memakan satu sama lain. “Awalnya kami punya 20 betina, tapi akhirnya kami punya tiga, tapi mereka sangat gemuk,” kata Pierce.

Jadi, pada akhirnya, makhluk-makhluk yang gelisah itu terisolasi satu sama lain, sekaligus menambah jumlah individu yang tinggal di pabrik secara bersamaan.

Sepuluh pekerja sedang mengumpulkan jaring yang tergantung di alat pemintal laba-laba. Dengan cara ini, dimungkinkan untuk memperoleh sekitar 25 meter material berharga dari satu orang.

Pearce mencatat bahwa empat belas ribu laba-laba menghasilkan sekitar 28 gram sutra laba-laba, dan berat total potongan kain terakhir mencapai 1.180 gram!

Selanjutnya untuk membuat benang primer, penenun secara manual memelintir 24 lembar jaring menjadi satu, empat lembar jaring primer kemudian diubah menjadi satu benang utama (total 96 lembar), dan hanya dari situ mereka menenun kainnya. Bisa dibayangkan betapa melelahkannya pekerjaan itu.

Bahan dari jaring laba-laba akan berguna di medan perang, dalam pembedahan, dan bahkan di luar angkasa, yakin banyak ahli. Institut Kimia Bioorganik dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, serta Institut Transplantologi dan Organ Buatan, tertarik untuk memperoleh produk dari protein jaring laba-laba.

Dalam pengobatan tradisional, ada resep seperti itu: untuk menghentikan pendarahan, Anda bisa mengoleskan sarang laba-laba pada luka atau lecet, dengan hati-hati membersihkannya dari serangga dan ranting kecil yang tersangkut di dalamnya. Ternyata jaring laba-laba mempunyai efek hemostatik dan mempercepat penyembuhan kulit yang rusak. Ahli bedah dan ahli transplantasi dapat menggunakannya sebagai bahan untuk menjahit, memperkuat implan, dan bahkan sebagai blanko untuk organ buatan. Dengan menggunakan jaring laba-laba, sifat mekanik dari banyak bahan yang saat ini digunakan dalam pengobatan dapat ditingkatkan secara signifikan.

Perwakilan ordo arakhnida dapat ditemukan di mana-mana. Ini adalah predator yang berburu serangga. Mereka menangkap mangsanya menggunakan jaring. Ini adalah serat yang fleksibel dan tahan lama yang dapat ditempel oleh lalat, lebah, dan nyamuk. Bagaimana seekor laba-laba menjalin jaring adalah pertanyaan yang sering ditanyakan ketika melihat jaring ikan yang menakjubkan.

Apa itu web?

Laba-laba adalah salah satu penghuni tertua di planet ini, karena ukurannya yang kecil dan penampilannya yang spesifik, mereka secara keliru dianggap sebagai serangga. Faktanya, ini adalah perwakilan dari ordo artropoda. Tubuh laba-laba memiliki delapan kaki dan dua bagian:

sefalotoraks;
perut.

Berbeda dengan serangga, mereka tidak memiliki antena dan leher yang memisahkan kepala dari dada. Perut arakhnida merupakan semacam pabrik produksi sarang laba-laba. Ini mengandung kelenjar yang menghasilkan rahasia yang terdiri dari protein yang diperkaya dengan alanin, yang memberi kekuatan, dan glisin, yang bertanggung jawab untuk elastisitas. Menurut rumus kimianya, sarang laba-laba mirip dengan sutra serangga. Di dalam kelenjar, sekretnya berbentuk cair, namun bila terkena udara mengeras.

Informasi. Sutra ulat sutera dan jaring laba-laba memiliki komposisi yang serupa - 50% adalah protein fibroin. Para ilmuwan telah menemukan bahwa benang laba-laba jauh lebih kuat daripada sekresi ulat. Hal ini disebabkan kekhasan pembentukan serat

Dari manakah asal usul jaring laba-laba?

Di perut arthropoda ada pertumbuhan - kutil arachnoid. Di bagian atasnya, saluran kelenjar arachnoid terbuka, membentuk benang. Ada 6 jenis kelenjar yang menghasilkan sutra untuk tujuan berbeda (memindahkan, menurunkan, menjerat mangsa, menyimpan telur). Pada satu spesies, semua organ ini tidak muncul secara bersamaan, biasanya setiap individu memiliki 1-4 pasang kelenjar.

Di permukaan kutil terdapat hingga 500 tabung berputar yang mensuplai sekresi protein. Laba-laba memutar jaringnya sebagai berikut:

kutil laba-laba menempel pada alasnya (pohon, rumput, dinding, dll.);
sejumlah kecil protein menempel pada lokasi yang dipilih;
laba-laba menjauh, menarik benang dengan kaki belakangnya;
untuk pekerjaan utama, kaki depan yang panjang dan fleksibel digunakan, dengan bantuannya bingkai dibuat dari benang kering;
Tahap akhir pembuatan jaringan adalah pembentukan spiral lengket.

Berkat pengamatan para ilmuwan, diketahui dari mana asal jaring laba-laba. Ini diproduksi oleh kutil berpasangan yang dapat digerakkan di perut.

Fakta yang menarik. Jaringnya sangat ringan; berat benang yang membungkus bumi di sepanjang garis khatulistiwa hanya 450 g.

Laba-laba menarik benang dari perut

Cara membuat jaring ikan

Angin adalah asisten terbaik laba-laba dalam konstruksi. Setelah mengambil seutas benang tipis dari kutil, arakhnida memaparkannya ke aliran udara, yang membawa sutra beku dalam jarak yang cukup jauh. Inilah rahasia cara laba-laba menjalin jaring di antara pepohonan. Jaring tersebut dengan mudah menempel pada dahan pohon, dengan menggunakannya sebagai tali, arakhnida berpindah dari satu tempat ke tempat lain.

Pola tertentu dapat ditelusuri dalam struktur web. Basisnya adalah kerangka benang kuat dan tebal yang disusun dalam bentuk sinar-sinar yang memancar dari satu titik. Mulai dari bagian luar, laba-laba membuat lingkaran, perlahan-lahan bergerak menuju tengah. Sungguh menakjubkan bahwa tanpa peralatan apa pun ia dapat mempertahankan jarak yang sama antara setiap lingkaran. Bagian serat ini bersifat lengket dan menjadi tempat serangga akan tersangkut.

Fakta yang menarik. Laba-laba memakan jaringnya sendiri. Para ilmuwan menawarkan dua penjelasan untuk fakta ini - dengan cara ini, hilangnya protein selama perbaikan jaring ikan terisi kembali, atau laba-laba hanya meminum air yang tergantung di benang sutra.

Kompleksitas pola jaring bergantung pada jenis arakhnida. Arthropoda yang lebih rendah membangun jaringan sederhana, sedangkan arthropoda yang lebih tinggi membangun pola geometris yang kompleks. Diperkirakan membangun jebakan dengan panjang 39 jari-jari dan 39 spiral. Selain ulir radial halus, spiral bantu dan penangkap, ada ulir sinyal. Elemen-elemen ini menangkap dan mengirimkan getaran mangsa yang ditangkap kepada predator. Jika ada benda asing (ranting, daun) ditemukan, pemilik kecil memisahkannya dan membuangnya, lalu memasang kembali jaringnya.

Arakhnida arboreal besar menarik perangkap dengan diameter hingga 1 m, tidak hanya serangga, tetapi juga burung kecil pun terjerumus ke dalamnya.

Berapa lama waktu yang dibutuhkan laba-laba untuk membuat jaring?

Pemangsa menghabiskan setengah jam hingga 2-3 jam untuk membuat perangkap kerawang bagi serangga. Waktu pengoperasiannya bergantung pada kondisi cuaca dan ukuran jaringan yang direncanakan. Beberapa spesies menenun benang sutra setiap hari, melakukannya pada pagi atau sore hari, tergantung gaya hidup mereka. Salah satu faktor yang menentukan berapa lama waktu yang dibutuhkan laba-laba untuk membuat jaring adalah jenisnya – datar atau tebal. Yang datar adalah versi benang radial dan spiral yang sudah dikenal, dan yang volumetrik adalah jebakan yang terbuat dari segumpal serat.

Tujuan web

Jaring halus bukan hanya perangkap serangga. Peran jaring laba-laba dalam kehidupan arakhnida jauh lebih luas.

Menangkap mangsa

Semua laba-laba adalah predator, membunuh mangsanya dengan racun. Selain itu, beberapa individu memiliki konstitusi yang rapuh dan dapat menjadi korban serangga, misalnya tawon. Untuk berburu, mereka membutuhkan tempat berteduh dan jebakan. Serat lengket melakukan fungsi ini. Mereka menjerat mangsa yang tertangkap jaring dalam kepompong benang dan membiarkannya sampai enzim yang disuntikkan membuatnya menjadi cair.

Serat sutra arakhnida lebih tipis dari rambut manusia, tetapi kekuatan tarik spesifiknya sebanding dengan kawat baja.

Reproduksi

Selama masa kawin, pejantan menempelkan benangnya sendiri ke jaring betina. Dengan memukul serat sutera secara ritmis, mereka mengomunikasikan niatnya kepada calon pasangan. Betina yang menerima pacaran turun ke wilayah pejantan untuk kawin. Pada beberapa spesies, betina memulai pencarian pasangan. Dia mengeluarkan benang dengan feromon, berkat laba-laba yang menemukannya.

Rumah untuk anak cucu

Kepompong untuk telur ditenun dari sekresi jaring sutra. Jumlahnya, tergantung jenis arthropodanya, adalah 2-1000 buah. Betina menggantungkan kantung jaring berisi telur di tempat yang aman. Cangkang kepompong cukup kuat, terdiri dari beberapa lapisan dan diresapi dengan cairan yang keluar.

Di liangnya, arakhnida menjalin jaring di sekeliling dinding. Hal ini membantu menciptakan iklim mikro yang menguntungkan dan berfungsi sebagai perlindungan dari cuaca buruk dan musuh alami.

Bergerak

Salah satu jawaban mengapa laba-laba membuat jaring adalah karena ia menggunakan benang sebagai kendaraannya. Untuk berpindah antar pohon dan semak, cepat memahami dan tumbang, diperlukan serat yang kuat. Untuk terbang jarak jauh, laba-laba memanjat ke ketinggian, melepaskan jaring yang mengeras dengan cepat, dan kemudian dengan hembusan angin mereka terbang sejauh beberapa kilometer. Paling sering, perjalanan dilakukan pada hari-hari yang hangat dan cerah di musim panas India.

Mengapa laba-laba tidak menempel pada jaringnya?

Agar tidak jatuh ke dalam perangkapnya sendiri, laba-laba membuat beberapa benang kering untuk bergerak. Saya tahu jalan melewati seluk-beluk jaring dengan sempurna, dan dia dengan aman mendekati mangsa yang terjebak. Biasanya, area aman tetap berada di tengah jaring ikan, tempat predator menunggu mangsa.

Ketertarikan para ilmuwan terhadap interaksi arakhnida dengan perangkap berburu mereka dimulai lebih dari 100 tahun yang lalu. Awalnya, disarankan agar ada pelumas khusus di kaki mereka agar tidak lengket. Tidak ada konfirmasi teori yang pernah ditemukan. Memfilmkan dengan kamera khusus pergerakan kaki laba-laba di sepanjang serat dari sekresi yang membeku memberikan penjelasan tentang mekanisme kontak.

Seekor laba-laba tidak menempel pada jaringnya karena tiga alasan:

banyak bulu elastis di kakinya mengurangi area kontak dengan spiral lengket;
ujung kaki laba-laba ditutupi cairan berminyak;
gerakan terjadi dengan cara yang khusus.

Apa rahasia struktur kaki yang membantu arakhnida agar tidak lengket? Pada setiap kaki laba-laba terdapat dua cakar penyangga yang digunakan untuk menempel di permukaan, dan satu cakar fleksibel. Saat bergerak, ia menekan benang pada bulu-bulu fleksibel di kaki. Saat laba-laba mengangkat kakinya, cakarnya menjadi lurus dan bulu-bulunya mendorong jaringnya.

Penjelasan lainnya adalah kurangnya kontak langsung antara kaki arakhnida dengan tetesan lengket tersebut. Mereka jatuh di bulu kaki, dan kemudian dengan mudah mengalir kembali ke benang. Apapun teori yang dipertimbangkan para ahli zoologi, faktanya tetap sama bahwa laba-laba tidak menjadi tawanan perangkap lengket mereka sendiri.

Arakhnida lain, seperti tungau dan kalajengking semu, juga dapat membuat jaring. Tetapi jaringan mereka tidak dapat dibandingkan dalam kekuatan dan keterampilan menenun dengan karya master sejati - laba-laba. Ilmu pengetahuan modern belum mampu mereproduksi web menggunakan metode sintetik. Teknologi pembuatan sutra laba-laba masih menjadi salah satu misteri alam.

Siapa pun dapat dengan mudah menyapu sarang laba-laba yang tergantung di antara dahan pohon atau di bawah langit-langit di sudut jauh ruangan. Namun hanya sedikit orang yang mengetahui bahwa jika jaring tersebut berdiameter 1 mm, maka dapat menahan beban seberat kurang lebih 200 kg. Kawat baja dengan diameter yang sama mampu menahan beban yang jauh lebih sedikit: 30–100 kg, tergantung pada jenis bajanya. Mengapa web memiliki sifat yang luar biasa?

Beberapa laba-laba memintal hingga tujuh jenis benang, yang masing-masing memiliki kegunaannya sendiri. Benang dapat digunakan tidak hanya untuk menangkap mangsa, tetapi juga untuk membuat kepompong dan terjun payung (dengan lepas landas tertiup angin, laba-laba dapat melarikan diri dari ancaman yang tiba-tiba, dan laba-laba muda menyebar ke wilayah baru dengan cara ini). Setiap jenis jaring diproduksi oleh kelenjar khusus.

Jaring yang digunakan untuk menangkap mangsa terdiri dari beberapa jenis benang (Gbr. 1): rangka, radial, penangkap dan bantu. Minat terbesar para ilmuwan adalah benang bingkai: ia memiliki kekuatan tinggi dan elastisitas tinggi - kombinasi sifat inilah yang unik. Kekuatan tarik tertinggi dari benang rangka laba-laba Araneus diadematus adalah 1,1–2,7. Sebagai perbandingan: kekuatan tarik baja adalah 0,4–1,5 GPa, dan kekuatan tarik rambut manusia adalah 0,25 GPa. Pada saat yang sama, benang rangka dapat meregang sebesar 30–35%, dan sebagian besar logam dapat menahan deformasi tidak lebih dari 10–20%.

Mari kita bayangkan seekor serangga terbang yang menabrak jaring yang terbentang. Dalam hal ini benang jaring harus meregang agar energi kinetik serangga terbang diubah menjadi panas. Jika jaring menyimpan energi yang diterima dalam bentuk energi deformasi elastis, maka serangga akan memantul dari jaring seperti trampolin. Sifat penting dari jaringan ini adalah ia melepaskan panas dalam jumlah yang sangat besar selama peregangan cepat dan kontraksi berikutnya: energi yang dilepaskan per satuan volume lebih dari 150 MJ/m 3 (baja melepaskan 6 MJ/m 3). Hal ini memungkinkan jaring untuk menghilangkan energi benturan secara efektif dan tidak meregang terlalu banyak saat korban terperangkap di dalamnya. Jaring laba-laba atau polimer dengan sifat serupa bisa menjadi bahan ideal untuk pelindung tubuh ringan.

Jadi, jaring laba-laba merupakan bahan yang tidak biasa dan sangat menjanjikan. Mekanisme molekuler apa yang bertanggung jawab atas sifat luar biasa tersebut?

Kita terbiasa dengan kenyataan bahwa molekul adalah benda yang sangat kecil. Namun, hal ini tidak selalu terjadi: polimer tersebar luas di sekitar kita, yang memiliki molekul panjang yang terdiri dari unit-unit yang identik atau serupa. Semua orang tahu bahwa informasi genetik suatu organisme hidup tercatat dalam molekul DNA yang panjang. Setiap orang memegang kantong plastik di tangan mereka, yang terdiri dari molekul polietilen yang saling terkait panjang. Molekul polimer dapat mencapai ukuran yang sangat besar.

Misalnya, massa satu molekul DNA manusia adalah sekitar 1,9·10 12 sma. (namun, ini kira-kira seratus miliar kali massa molekul air), panjang setiap molekul beberapa sentimeter, dan panjang total semua molekul DNA manusia mencapai 10 11 km.

Kelas polimer alami yang paling penting adalah protein; mereka terdiri dari unit yang disebut asam amino. Protein yang berbeda menjalankan fungsi yang sangat berbeda dalam organisme hidup: mereka mengontrol reaksi kimia, digunakan sebagai bahan bangunan, untuk perlindungan, dll.

Benang perancah jaring terdiri dari dua protein, yang disebut spidroin 1 dan 2 (dari bahasa Inggris laba-laba- laba-laba). Spidroin adalah molekul panjang dengan massa berkisar antara 120.000 hingga 720.000 sma. Urutan asam amino spidroin mungkin berbeda dari satu laba-laba ke laba-laba lainnya, tetapi semua spidroin memiliki ciri-ciri yang sama. Jika Anda secara mental merentangkan molekul spidroin yang panjang dalam garis lurus dan melihat urutan asam amino, ternyata molekul tersebut terdiri dari bagian-bagian berulang yang mirip satu sama lain (Gbr. 2). Dua jenis daerah bergantian dalam molekul: relatif hidrofilik (daerah yang secara energetik mendukung kontak dengan molekul air) dan relatif hidrofobik (daerah yang menghindari kontak dengan air). Di ujung setiap molekul terdapat dua daerah hidrofilik yang tidak berulang, dan daerah hidrofobik terdiri dari banyak pengulangan asam amino yang disebut alanin.

Molekul yang panjang (misalnya protein, DNA, polimer sintetik) dapat dianggap sebagai tali yang kusut dan kusut. Meregangkannya tidaklah sulit, karena simpul-simpul di dalam molekul dapat menjadi lurus, sehingga memerlukan usaha yang relatif sedikit. Beberapa polimer (seperti karet) dapat meregang hingga 500% dari panjang aslinya. Jadi kemampuan jaring laba-laba (bahan yang terdiri dari molekul panjang) untuk berubah bentuk lebih dari logam tidaklah mengherankan.

Dari manakah kekuatan web berasal?

Untuk memahami hal ini, penting untuk mengikuti proses pembentukan benang. Di dalam kelenjar laba-laba, spidroin terakumulasi dalam bentuk larutan pekat. Ketika filamen terbentuk, larutan ini meninggalkan kelenjar melalui saluran sempit, hal ini membantu meregangkan molekul dan mengarahkannya ke arah regangan, dan perubahan kimia yang terkait menyebabkan molekul saling menempel. Fragmen molekul yang terdiri dari alanin bergabung bersama dan membentuk struktur teratur, mirip dengan kristal (Gbr. 3). Di dalam struktur seperti itu, fragmen-fragmen tersebut diletakkan sejajar satu sama lain dan dihubungkan satu sama lain melalui ikatan hidrogen. Area-area inilah, yang saling bertautan satu sama lain, yang memberikan kekuatan serat. Ukuran tipikal dari daerah molekul yang padat adalah beberapa nanometer. Area hidrofilik yang terletak di sekitarnya ternyata melingkar secara acak, mirip dengan tali yang kusut, dapat diluruskan dan dengan demikian memastikan peregangan jaring.

Banyak material komposit, seperti plastik bertulang, dibuat dengan prinsip yang sama seperti benang perancah: dalam matriks yang relatif lunak dan fleksibel, yang memungkinkan terjadinya deformasi, terdapat area keras kecil yang membuat material tersebut kuat. Meskipun para ilmuwan material telah lama bekerja dengan sistem serupa, komposit buatan manusia baru mulai mendekati jaring laba-laba dalam sifat-sifatnya.

Mari kita perhatikan juga fitur menarik dari pembentukan utas. Laba-laba memperluas jaringnya karena pengaruh beratnya sendiri, tetapi jaring yang dihasilkan (diameter benang kira-kira 1–10 μm) biasanya dapat menopang massa enam kali lipat massa laba-laba itu sendiri. Jika Anda menambah berat laba-laba dengan memutarnya dalam mesin centrifuge, ia akan mulai mengeluarkan jaring yang lebih tebal dan tahan lama, tetapi tidak terlalu kaku.

Ketika menggunakan jaring laba-laba, muncul pertanyaan bagaimana cara mendapatkannya dalam jumlah industri. Ada instalasi di dunia untuk “memerah susu” laba-laba, yang menarik benang dan melilitkannya pada gulungan khusus. Namun cara ini tidak efektif: untuk mengumpulkan 500 g jaring, dibutuhkan 27 ribu laba-laba berukuran sedang. Dan di sini bioteknologi membantu para peneliti. Teknologi modern memungkinkan pengenalan gen yang mengkode protein jaring laba-laba ke dalam berbagai organisme hidup, seperti bakteri atau ragi. Organisme hasil rekayasa genetika ini menjadi sumber jaring buatan. Protein yang dihasilkan melalui rekayasa genetika disebut rekombinan. Perhatikan bahwa spidroin rekombinan biasanya jauh lebih kecil daripada spidroin alami, namun struktur molekulnya (daerah hidrofilik dan hidrofobik bergantian) tetap tidak berubah.

Ada keyakinan bahwa jaring buatan tidak akan kalah sifatnya dengan jaring alami dan akan menemukan penerapan praktisnya sebagai bahan yang tahan lama dan ramah lingkungan. Di Rusia, beberapa kelompok ilmiah dari berbagai lembaga bersama-sama mempelajari sifat-sifat web. Produksi jaring laba-laba rekombinan dilakukan di Lembaga Penelitian Negara Genetika dan Seleksi Mikroorganisme Industri, sifat fisik dan kimia protein dipelajari di Departemen Bioteknologi, Fakultas Biologi, Universitas Negeri Moskow. MV Lomonosov, produk dari protein jaring laba-laba dibentuk di Institut Kimia Bioorganik Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, dan aplikasi medisnya dipelajari di Institut Transplantologi dan Organ Buatan.

Perut laba-laba mengandung banyak kelenjar arachnoid. Saluran mereka terbuka ke dalam tabung kecil yang berputar, yang terletak di ujung enam kutil arachnoid di perut laba-laba. Laba-laba persilangan, misalnya, memiliki sekitar 500-550 tabung seperti itu. Kelenjar arachnoid menghasilkan sekret cair kental yang terdiri dari protein. Rahasia ini memiliki kemampuan untuk langsung mengeras di udara. Oleh karena itu, ketika sekresi protein kelenjar arachnoid dikeluarkan melalui tabung yang berputar, ia mengeras dalam bentuk benang tipis.

12
1. Laba-laba silang (dengan rongga perut terbuka)
2. Kutil laba-laba arachnoid

Laba-laba mulai memutar jaringnya seperti ini: ia menekan kutil jaring ke substrat; pada saat yang sama, sebagian kecil dari sekresi yang dikeluarkan, mengeras, menempel padanya. Laba-laba kemudian terus mengeluarkan cairan kental dari tabung jaring menggunakan kaki belakangnya. Ketika menjauh dari tempat perlekatan, sisa sekresi akan meregang menjadi benang yang mengeras dengan cepat.

Laba-laba menggunakan jaring untuk berbagai tujuan. Di sarang laba-laba, laba-laba menemukan iklim mikro yang menguntungkan, di mana ia juga berlindung dari musuh dan cuaca buruk. Beberapa laba-laba menjalin jaring di sekitar dinding liangnya. Laba-laba menjalin jaring perangkap yang lengket dari jaringnya untuk menangkap mangsa. Kepompong telur, tempat berkembangnya telur dan laba-laba muda, juga terbuat dari sarang laba-laba. Jaring juga digunakan laba-laba untuk bepergian - Tarzan kecil menggunakannya untuk menenun benang pengaman yang melindungi mereka agar tidak terjatuh saat melompat. Tergantung pada tujuan penggunaannya, laba-laba dapat mengeluarkan benang lengket atau kering dengan ketebalan tertentu.

Dari segi komposisi kimia dan sifat fisiknya, sarang laba-laba mirip dengan sutera ulat sutera dan ulat, hanya saja lebih kuat dan elastis: jika beban putus sutera ulat adalah 33-43 kg per 1 mm 2, maka untuk sarang laba-laba itu adalah 40 hingga 261 kg per mm 2 (tergantung jenisnya)!

Arakhnida lain, seperti tungau laba-laba dan kalajengking semu, juga dapat menghasilkan jaring. Namun, laba-labalah yang mencapai penguasaan sejati dalam menenun jaring. Toh yang penting tidak hanya bisa membuat jaring, tapi juga memproduksinya dalam jumlah banyak. Selain itu, “alat tenun” harus ditempatkan di tempat yang lebih nyaman digunakan. Pada kalajengking semu dan tungau laba-laba, bahan dasar jaring terletak... di kepala, dan alat tenun terletak di pelengkap mulut. Dalam kondisi perjuangan untuk eksistensi, hewan yang kepalanya dibebani otak, dan bukan sarang laba-laba, memperoleh keuntungan. Itulah laba-laba. Perut laba-laba adalah pabrik jaring yang nyata, dan alat pemintal - kutil arachnoid - terbentuk dari kaki perut yang berhenti berkembang di bagian bawah perut. Dan anggota badan laba-laba itu benar-benar “emas” - mereka berputar dengan sangat cekatan sehingga pembuat renda mana pun akan iri pada mereka.

Melihat laba-laba, banyak dari kita yang ketakutan dan berusaha memusnahkannya. Dan sarang laba-laba yang menggantung di sudut dan di pepohonan?
Mengapa dan bagaimana laba-laba menenunnya?

Mari kita coba mencari tahu.
Pertama, di dalam perut laba-laba terdapat kelenjar arachnoid yang menghasilkan sekret perekat yang mengeras berupa benang di udara, dan anggota badan perut dengan kutil yang dapat digerakkan membentuk benang, kemudian menjadi serat dari benang tersebut. Dengan bantuan cakar berbentuk sisir dan bulu di anggota tubuhnya, laba-laba dengan cepat meluncur di sepanjang jaring.

Mengapa laba-laba membutuhkan jaring?

Ibarat jaring untuk menangkap, karena mereka adalah predator sesungguhnya. Karena cairannya yang kental, banyak makhluk hidup mulai dari serangga hingga burung yang masuk ke dalam jeratnya.

Saat korban jatuh ke dalam perangkap, korban mengayunkan jaringnya, dan getarannya mengirimkan sinyal ke laba-laba. Dia mendekati piala itu, menaburkan enzim pencernaan, membungkusnya dalam kepompong dengan jaring dan menunggu untuk menikmatinya.

Untuk reproduksi
Laba-laba jantan merajut tali di samping jaring betina, lalu secara teratur mengetukkan anggota tubuhnya untuk memikat betina agar kawin. Dan betina mengeluarkan benang yang membantu menemukan individu untuk kawin. Dia, pada gilirannya, menempelkan jaringnya ke benang utama dan memberi isyarat kepada yang dipilihnya bahwa dia ada di sini, dan dia, tanpa agresi, turun ke jaring yang terpasang untuk kawin.

Untuk gerakan
Ada beberapa kasus dimana laba-laba terlihat di kapal di laut lepas.

Beberapa spesimen menggunakan web sebagai transportasi. Mereka memanjat benda tinggi dan melepaskan benang lengket yang langsung membeku di udara; dan laba-laba terbang di sarang laba-laba dengan angin sakal ke tempat tinggal baru.
Laba-laba dewasa yang tidak terlalu besar dapat terbang hingga 2-3 kilometer di udara dan melakukan perjalanan dengan cara ini.

Seperti asuransi
Bagi para pelompat, benang jaring berfungsi sebagai jaminan terhadap pemangsa dan agar mereka dapat menggunakannya untuk menyerang mangsanya.
Tarantula Rusia Selatan selalu memiliki benang jaring halus yang terbentang untuk menemukan jalan masuk ke liangnya. Jika tiba-tiba benangnya putus dan dia kehilangan rumahnya, dia mulai mencari yang baru.
Kuda juga bisa tidur di malam hari, sehingga bisa melarikan diri dari musuh.

Sebagai surga bagi anak cucu
Untuk bertelur, sang betina menganyam kepompong dari serat jaring laba-laba, yang memberikan keamanan bagi keturunannya di masa depan.
Pelat (utama dan penutup) kokon ditenun dari benang sutera yang direndam dalam bahan beku, sehingga sangat tahan lama, mirip dengan perkamen.
Ada kepompong yang lepas dan bentuknya seperti bola kapas.

Untuk lapisan
Tarantula menutupi dinding liangnya dengan jaring agar dinding tidak hancur, dan membuat penutup bergerak asli di atas lubang masuk.
menangkap mangsa