Самки всех пауков значительно превышают по размеру самцов. Однако самки пауков-кругопрядов отличаются еще и высоким уровнем мастерства. Их паутина обладает прочностью, сопоставимой со сталью или кевларом, и не оставляет шансов даже крупной добыче.
Драглайн, или основной паутинный шелк, представляет собой тот элемент паутины, который формирует основную конструкцию и «спицы». Это один из самых надежных материалов, известных науке. Он способен поглощать значительное количество энергии при резком воздействии, не разрываясь, и превосходит по этому критерию большинство природных и синтетических веществ, созданных человеком, включая сталь и кевлар.
В рамках нового исследования ученые проанализировали прочностные характеристики паутины у двух видов пауков-кругопрядов (род Caerostris) и выяснили, что самки производят значительно более прочный шелк, чем самцы. Исследование было опубликовано в журнале Integrative Zoology.
Несмотря на то что арахнологи знают о различиях в прочности шелка у разных видов и о том, что у более крупных пауков шелк прочнее, о различиях внутри одного вида на различных стадиях жизненного цикла и между полами известно немного. Исследователи выбрали для изучения пауков-кругопрядов, обитающих на Мадагаскаре, так как они производят самый прочный шелк и строят самые большие сети, а также потому что взрослые самки нередко в 10-100 раз тяжелее маленьких взрослых самцов.
Стресс-тест паучьего шелка
Исследователи собрали коконы с яйцами у диких пауков и вырастили их в лабораторных условиях, собрав шелк с 40 особей на различных стадиях развития и разных полах (взрослые и молодые самки, взрослые и молодые самцы). Затем шелковые волокна подвергли стресс-тесту, растягивая их до момента разрыва, чтобы определить, сколько энергии они могут поглотить.
Команда установила, что только взрослые самки производят по-настоящему выдающийся шелк, который гораздо более жесткий и устойчивый к первичному растяжению. Все самцы и молодые самки создают шелк более низкого качества, который легче растягивается, то есть он недостаточно прочен, чтобы поглощать большое количество энергии от противостоящей крупной добычи.
Увеличенная прочность шелка взрослых самок Caerostris соответствует гипотезе о том, что более крупные пауки-кругопряды, особенно виды с редким шелком, отбираются таким образом, чтобы их паутина могла ловить более крупную добычу.
Цена качества
Полученные результаты демонстрируют онтогенетическую пластичность — способность организмов реагировать на изменения окружающей среды в процессе развития. Так, пауки-кругопряды изменяют характеристики своего шелка в зависимости от своего размера и стадии развития. Исследователи предполагают, что эти отличия вызваны тем, что производство особенно прочного шелка требует значительных энергетических затрат. Поэтому молодые особи и самцы избегают этих затрат, создавая менее прочный шелк, который все же
Фото: hi-tech.mail.ru