Загадка паучьей сети: от нити до ловушки

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Варюха В.С. 1

---

1МБОУ ООШ №21

Бирючинская О.И. 1Варюха Л.П. 1

---

1МБОУ ООШ №21

Работа в формате PDF

1.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение.

Я люблю разных животных, даже тех, которых многие дети моего возраста боятся или просто они им неприятны. Так получилось и с пауками. Я их видел в разных местах: в цветах, на территории дома (под навесом, в гараже, в подвале), в саду. Я удивился, что такие маленькие животные могут сплести большие и плотные паутины. Мне стало интересно: откуда же берётся паутина. Мне не страшно было брать пауков в руки. Я внимательно рассматривал пауков, они ползали по моим рукам. Но я так и не смог увидеть, откуда у паука берётся паутина. В группе дошкольного образования «Лисёнок» для нас проводили занятия и про животных. Вот там я узнал, что пауки- это хищники, а паутиной они ловят добычу. Но ведь не в каждой паутине были мошки и мухи. Я стал спрашивать у своей мамы про паутину: как пауки плетут её, почему она разная, не вся липкая и как паук её плетёт? Мама мне помогла найти информацию в интернете. Так я узнал, что лапки у пауков состоят из нескольких частей, что у пауков для передвижения 8 лап, они относятся к Членистоногим. А когда я стал посещать лагерь дневного пребывания (ЛДП) в нашей школе, то воспитателем была в нашем отряде Бирючинская Ольга Ивановна, учитель биологии. Моя мама сама была её ученицей. После моего выступления с презентацией про пауков Ольга Ивановна мне предложила найти информацию про паутину и предложила нам с мамой создать совместный проект про это «чудесное творение природы»: посоветовала, какую литературу прочитать, посмотреть видеосюжеты, наблюдать за поведением пауков и строительство паутины, сфотографировать паутинки в разных местах. В кабинете биологии под микроскопом я смог внимательно рассмотреть строение лапок у пауков и саму паутину. Жаль, что не смогли увидеть паутинные железы на туловище у паука. Мне помогли провести анкетирование среди детей в ЛДП и выяснилось, что я и мои друзья почти ничего и не знают про паутину (приложение 1). Тогда я сам решил изучить этот вопрос и рассказать своим друзьям о загадках паутины. Мы с мамой искали информацию в биологических справочниках, смотрели биологические видеофрагменты, проводили эксперименты. Вот так была создана эта работа.

Цель работы: изучить биологические особенности паутины.

Гипотеза: форма и размеры паутины зависят от нужды пауков:одни — для ловли насекомых, другие — для укрытия и т. д.)

Задачи:

1. Найти и рассмотреть паутины разных пауков (в лесу, в саду, дома, у воды).

2. Изучить строение лап пауков.

3. Сравнить форму, размер и узор паутин (круглые, хаотичные, воронкообразные и др.).

4. Выяснить, для чего паукам нужны разные формы паутины (ловля добычи, защита, передвижение).

5. Выяснить, может ли сам паук запутаться в своей паутине.

Актуальность исследования:

• На основе клея паутины можно разработать клей для нужд человека.

• По частоте встречаемости паутины можно оценивать состояние окружающей среды (в экологически неблагоприятной местности пауков мало).

• Ученые исследуют свойства паутины, чтобы использовать её для заживления ран.

Объект исследования: условия, в которых создаются паутины.

Условия среды помогают понять, влияет ли окружение на «дизайн» паутины.

Предмет исследования: форма, размер и узор паутин, которые плетут разные виды пауков в нашем районе.

Методы исследования: изучение информации в сети Интернет, работа с биологической литературой, социологический опрос сверстников, наблюдение (фото, зарисовки), изготовление паутины из ниток.

Основная часть

1. ИСКУСНЫЕ ПРЯДИЛЬЩИКИ.

Имя «Арахна» в переводе с греческого значит «паук». Обратимся к древнегреческой мифологии...

Богиня Афина создала шедевр, изображающий знаменитое соперничество с Посейдоном за власть над Аттикой. В центре композиции находился великий Акрополь, где боги-судьи решают исход спора. Посейдон дарит людям воду, пробивая камень своим трезубцем, тогда как Афина сажает плодоносную оливу. Боги отдают предпочтение дару Афины, признавая его более полезным. Окружающие сюжеты подчеркивают наказание богов за людские проступки, дополнены орнаментами из оливковых листьев.

Тем временем Арахна создаёт совершенно другое полотно, наполненное эпизодами из жизни богов, акцентируя внимание на их человеческих слабостях и пороках. Это вызывает негодование Афины, которая разрушает труд Арахны и сурово наказывает девушку. Обиженная и унижённая, Арахна пытается совершить самоубийство, но превращается в паука благодаря вмешательству Афины. Таким образом, Арахна навечно остаётся в образе ткачихи-паука, плетущей тонкую паутину. [5]

Эволюция пауков продолжается не менее 380 млн лет. Тело их состоит из головогруди и брюшка. На задней части брюшка находятся от 1 до 4 пар паутинных бородавок с протоками паутинных желёз[1].

Паук не прилипает к своей паутине по трем факторам:      

1) множество упругих волосков на его лапках уменьшает площадь соприкосновения с липкой спиралью;

2) кончики паучьих ног покрыты маслянистой жидкостью;

3) перемещение происходит особым образом.

На каждой ноге паука есть два опорных когтя, которыми он цепляется за поверхность, и один гибкий коготь. При движении он прижимает нити к гибким волоскам на лапке. Когда паук поднимает лапку, коготь распрямляется, а волоски отталкивают паутину.

Выбор места для плетения паутины — важный этап в жизненном цикле пауков, поскольку от правильного выбора зависят успешность охоты и безопасность самого паука. Давайте изучим ключевые факторы, влияющие на выбор местоположения сетью паука:

1. Наличие пищи: пауки выбирают такие зоны, где велика вероятность встречи с насекомыми. К таким местам относятся парки, лесополосы, берега водоёмов либо человеческие постройки.

2. Безопасность среды обитания: для строительства паутины важны условия, обеспечивающие защиту от осадков, сильных ветров и потенциальных врагов. Часто подходящие места включают внутренние уголки помещений, ветки растений или щели между строительными конструкциями.

3. Оптимальное размещение относительно высоты: расположение ловчей сети зависит от стратегии охоты конкретного вида пауков. Так, радиально-круглые конструкции располагаются на уровне полёта мелких животных, тогда как горизонтальные сети чаще всего находятся ближе к поверхности земли.

4. Надежная основа для закрепления: паук выбирает прочные точки фиксации своей сети, такими являются стволы деревьев, внешние элементы зданий или ограждения.

5. Рациональный расход энергии: животные стремятся выбрать место, которое позволит минимизировать затраты сил на создание и поддержание целостности сети, обеспечивая её долговечность и снижая необходимость частого ремонта.

2. ПАУТИНА

Что интересного можно увидеть под микроскопом?

паутина

1. Маленькие шарики: На ниточках паутины висят крошечные капельки, похожие на бусинки. Они сделаны из липкого вещества, которое мгновенно приклеивает попавших туда насекомых.

2. Микроскопические бороздки: Сами ниточки не гладкие, а шероховатые, будто бы покрыты маленькими пупырышками. Так паутина лучше держится за лапки насекомых.

3. Множество слоев: Вся паутинка состоит из множества ниточек, уложенных друг на друга. Одни нити держат всю конструкцию, другие предназначены для ловли добычи.

2.1. Что такое паутина и как она строится?

Паутина -это вязкая жидкость, выделяемая паутинными железами, затвердевающая на открытом воздухе и превращающаяся в прочные нити. Выделяют две ключевые разновидности нитей:

• Ловчие, клейкие нити предназначены для фиксации добычи;

• Опорные, каркасные нити обеспечивают устойчивость конструкции. Создание паутины начинается с образования главной радиальной линии. Паукообразное прикрепляет исходную нить к неподвижному объекту, передвигаясь в пространстве либо по различным поверхностям, постепенно формирует первоначальную ось будущей сети. Затем добавляет дополнительные радиальные элементы, создавая базовую структуру — своеобразный остов для последующих частей. Завершающим этапом является плетение спиралей из тонких ловчих нитей, заполненных мелкими каплями клея, между радиальными линиями. Они образуют густое переплетение, предназначенное для надежной фиксации попавших туда насекомых.

2.2. Разновидности паутины. Роль паутины в жизни пауков.

Паутина существует в нескольких основных формах, каждая из которых имеет свою специфическую структуру и назначение. Вот наиболее распространённые типы паутин:

1. Радиально-кольцевой тип паутины, известный своей круглой формой, широко распространён и регулярно встречается в литературе и кинематографе. Эта конструкция отличается эффективностью распределения нагрузок и способностью надёжно удерживать жертву. Круглые сети считаются одними из самых эффективных ловушек. И вот почему:

1.1. Оптимальная конструкция. Нити расположены радиально, равномерно распределяя нагрузку по всей поверхности сети. Благодаря этому даже крупные насекомые оказываются надежно зафиксированы, не имея возможности выбраться из сетки благодаря её прочности и упругости.

1.2. Легкость восприятия вибраций. Центральное размещение паука внутри сети позволяет мгновенно ощущать малейшие колебания, возникающие при попадании жертвы. Такая способность оперативно воспринимать сигналы существенно повышает вероятность успешной ловли добычи.

1.3. Приспособленность к открытой среде. Открытые пространства способствуют свободному полёту насекомых, многие из которых становятся жертвами паучьих сетей. Расположенная перпендикулярно направлению полёта, круглая сеть успешно перехватывает случайных пролетающих мимо насекомых.

1.4. Экономия ресурсов. Создать одну большую круглую сеть гораздо проще и экономичнее, чем построить несколько мелких сеток. Повреждения сети также легко исправлять, что дополнительно упрощает процесс поддержания эффективности охотника.

2. Ловчая сетка. Этот тип паутины напоминает сетку рыболовной снасти, натянутую горизонтально. Паук прячется сверху или снизу сетки и быстро набрасывается на жертву, запутавшуюся в липких нитях.

3. Трубчатая. Форма трубки или тоннеля характерна для трубчатых паутин, которые располагаются вертикально или горизонтально. Внутри такой конструкции обитает сам паук, выжидающий подходящего момента для атаки на проходящую поблизости добычу. Данный вид паутины выполняет ряд важных функций, способствующих выживанию и размножению пауков:

а) Укрытие и защита. Трубчатые сооружения позволяют паукам создавать надёжные убежища, защищаясь от неблагоприятных погодных условий, потенциальных угроз и хищников.

б) Охота. Некоторые виды активно пользуются такими сооружениями для внезапного выхода и быстрого захвата жертвы. Реагируя на вибрации и движение цели, они молниеносно покидают свое убежище и атакуют добычу, снижая риск собственной гибели и повышая успех охотничьей стратегии.

в) Воспроизводство потомства. Для некоторых видов трубчатые паутины служат местом откладывания яиц и выращивания молодняка. Самки заботливо охраняют своё потомство в таком укрытии, обеспечивая оптимальные условия для развития будущих поколений[2].

4. Аморфная (хаотичная). Хаотично разбросанные нити образуют аморфную сеть, не имеющую чёткой геометрической формы. Этот тип чаще всего встречается у мелких домашних пауков, обитающих внутри помещений. Например, домовые пауки создают хаотичные сети в углах комнат[2].

Разнообразие форм паутин обусловлено различными факторами среды обитания, особенностями образа жизни, методами охоты и адаптацией к окружающим условиям.

Факторы, влияющие на разнообразие форм паутин:

1. Среда обитания. Пауки живут в различных условиях. Каждая среда предъявляет собственные требования к эффективности паутины. Например, круглые сети идеально подходят для открытых пространств, тогда как трубчатые укрытия удобны в густых зарослях или подземных норах.

2. Методы охоты. Каждый вид пауков обладает своими тактиками ловли добычи. Одни ждут пассивно, сидя в центре своей сети, другие активно охотятся, выбегая из укрытий. Форма паутины должна соответствовать предпочтениям и возможностям каждого вида.

3. Размеры и вес тела. Крупные пауки нуждаются в прочных конструкциях, выдерживающих большую массу, тогда как мелкие виды могут обходиться легкими, ажурными сетями. Формы паутин зависят от физических характеристик самих пауков.

4. Особенности добычи. Форма паутины зависит и от предпочтений в питании. Например, мелкие насекомые требуют легких ловушек, а крупные жертвы — более крепких конструкций.

2.3. Как рождается паутина…

Как же паук плетет паутину? Лапами, расположенными ближе к «работающим» в этот момент железам, паук скручивает несколько ниток в одну паутинку. Когда первая нить создана достаточно длинной, он прекращает прядение и растопыривает прядильные органы. Так он ловит ветерок. Малейшее шевеление ветра относит паутинку к соседней «опоре», за которую та и цепляется. Паук по «мостику» перемещается и начинает плетение новой радиальной нити. Только когда основа закреплена, он начинает двигаться по окружности, вплетая в нее липкие поперечные линии.Интересно, что паутина бывает разных «сортов». Разные железы образуют несколько типов паутины, неодинаковой по своим свойствам: сухая и толстая — для каркаса, шелковистая и мягкая— для плетения кокона, тонкая и клейкая — для ловчей спирали[3].

2.4. Химический состав, прочность паутины.

Белок фиброин, обеспечивает паутине высокие показатели устойчивости к растяжению и сжатию. На его основе разработаны шовные материалы, разлагающиеся внутри организма человека с образованием безвредных веществ. Липкую составляющую паутины представляет серицин — аналогичный белку тутового шелкопряда. Его задача заключается в соединении волокон фиброина для образования цельной структуры сети. Благодаря своим характеристикам — упругости, стойкости к разрыву и способности увлажнять ткани, серицин нашел широкое применение в хирургии для зашивания ран, обладая дополнительно антибактериальным эффектом.

Прочность паутины

Она обладает высокой прочностью на разрыв. Это объясняется уникальным строением белков и специфической микроструктурой волокон, придающей им эластичность и устойчивость к нагрузкам.

3. Практическая часть

3.1. Наблюдение за паутиной в природе.

Цель: доказать, что паутина бывает разных форм.

ОПЫТ № 1

Цель: определить действительно ли паутина при растяжении не деформируется.

Приборы и материалы: палочки, паутина, стеклянная чаша.

Вывод: паутина эластична, не деформируется и не рвется при растяжении.

ОПЫТ № 2

Цель: доказать, что паутина состоит из липких нитей и нитей без липкого вещества

Приборы и материалы: стеклянная чашка, перья, паутина.

Вывод: паутина состоит из клейких нитей (для ловли и удержания добычи) и нитей без клейкого вещества

ОПЫТ №3.

Цель: доказать, что паутина обладает ранозаживляющим и противомикробным свойствами.

Для эксперимента нам требовался участок повреждённой кожи (поврежден эпидермис (верхний слой кожи) металлической тёркой).

Ход опыта: на повреждённый участок кожи маме нанесли чистую паутину. Наблюдали за заживлением кожи, вели с мамой дневник наблюдений

Результаты: рана повреждённого участка зажила за 3 дня. Болевых ощущений и воспаления не было.

Бинт с паутиной и его стерильная упаковка

Творческое задание: создание модели паутины

вязание крючком (бабушка)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Моя гипотеза подтвердилась. Я убедился, что паутина полезна не только для паука, но и для человека.Я изучил биологические особенности паутины:

1) Пауки с её помощью борются с насекомыми, снижая их численность (биологический метод борьбы). Паук ходит по нелипким нитям, на лапках особое масло, поэтому сам не прилипает к ней.

2) Паутины бывают разными не только по размеру, но и по функциям.

3) Паутина обладает ранозаживляющими и противомикробными свойствами. А еще способствует быстрому восстановлению кожи.

4) Паутина состоит из белков, при растяжении не деформируется. Обладает запасом прочности.Своими знаниями я обязательно поделюсь с учениками нашей школы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Биологический Энциклопедический словарь. Москва, «Советская энциклопедия», 1989 г.

2. Журнал «Старт в науке. 2017 г. (№ 4)». Издательство и редакция АНО «Академия Естествознания», г. Москва.

3. Энциклопедический словарь юного биолога. Москва, «Педагогика», 1986 г

Интернет-ресурсы:

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Эволюция пауков

5. https://otvet.mail.ru/question/11507029За что Афина превратила девушку Арахну в паука?

6. https://biomolecula.ru/articles/tekhnologiia-ispolzovaniia-pautiny-v-meditsine Технология использования паутины в медицине

7. https://quick.apkpro.ru/q/r1Y2iBnT Как пауки плетут паутину?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Анкетирование учащихся, посещавших ЛДП

1. Зачем пауки плетут паутину?

   • Для украшения дома

   • Чтобы ловить добычу

   • Просто потому что любят плести

2. Из какого материала сделана паутина?

   • Шелковая нить

   • Волосы паука

   • Пластмасса

3. Что делает паук первым делом, начиная плести свою сеть?

   • Выбирает подходящее место

   • Кладёт основу нитей между веточками

   • Сразу же кружит круговую спираль

4. Чем особенным оснащены ножки паука, помогающим ему передвигаться по собственной паутине, не запутываясь в ней?

• Колючими щетинками

• Липкими присосками

• Особыми волосками, отталкивающими нити паутины

• Маленькими коготками