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).
Липкая ловчая спираль строится по другому принципу. Паук начинает с края и продвигается к центру, сохраняя одинаковое расстояние между витками, и получается спираль Архимеда. При этом он обкусывает нити вспомогательной спирали.
1 Все-таки, Иван Павлович, при всем знании спиралей и белковых построений для читателей сей премудрой книги неведомо, каким образом получится волшебная нить.
2 И тут все познано. Паутинный шелк производится особыми железами, расположенными в задней части брюшка паучка. Известны, по крайней мере, семь типов паутинных желез, производящих разные нити, но ни у одного из известных видов пауков не встречаются семь типов сразу. Обычно у паука от одной до четырех пар этих желез.
Плетение паутины — дело не быстрое, и на построение ловчей сети среднего размера уходит примерно полчаса. Чтобы переключиться на производство другого «кружева», пауку требуется минутная передышка. Пауки часто используют паутину повторно, съедая остатки ловчей сети, поврежденной дождем, ветром или насекомыми. Паутина переваривается в их организме с помощью специальных ферментов.
"— Ивсе же, Иван Павлович, непонятно, как образуется столь уникальная нить. Она прочна, как композит, и эластична, как шелк.
48 На этот вопрос, как считает Е. Лозовская, нет полного и ясного ответа. Наиболее подробно процесс прядения паутины был изучен на примере ампуловидной железы паука-кругопряда (Nephila clavipes). Ампуловидная железа, производящая самый прочный шелк, состоит из трех основных отделов: центрального мешочка, очень длинного изогнутого канала и трубочки с выходным отверстием. Из клеток на внутренней поверхности мешочков выходят маленькие сферические капельки, содержащие молекулы белка спидроина двух типов. Этот вязкий раствор перетекает в хвостовую часть мешочка, где другие клетки выделяют белки другого типа — гликопротеины. Благодаря им образующееся волокно приобретает жидкокристаллическую структуру. Жидкие кристаллы замечательны тем, что, с одной стороны, они имеют высокую степень упорядоченности, а с другой — сохраняют текучесть. Пока густая масса движется к выходному отверстию, длинные молекулы белков ориентируются и выстраиваются параллельно друг другу в направлении оси формирующегося волокна. При этом между ними образуются межмолекулярные водородные связи.