Өрмекшілер торды қалай тоқиды

Табиғат сызбалар мен құралдарсыз күрделі құрылымдар тұрғыза алатын таңғажайып инженерлерді жаратты. Олардың арасында сегізаяқты тоқымашылар ерекше орын алады, өйткені туындылары мыңдаған жылдар бойы адамдардың қиялын тамсандырып келеді. Таңғы шықпен жарқыраған нәзік торлар сәулет өнерінің шынайы шедеврлері болып табылады. Оларды жасау процесі туа біткен инстинкттерді таңғажайып орындау дәлдігімен ұштастырады. Әрбір аулау торы — миллиондаған жылдық эволюция мен тоқу техникасын жетілдірудің нәтижесі. Буынаяқты шеберлердің өрнекті туындыларын қалай жасайтынын егжей-тегжейлі қарастырайық.

Иіру аппаратының анатомиясы

Жібек жіптер шығару қабілеті осы тіршілік иелерінің дене құрылысының бірегейлігімен байланысты. Құрсақта өрмекші сүйелдері деп аталатын мамандандырылған мүшелер орналасқан. Түрге байланысты олардың саны екіден сегізге дейін жетеді.

Иіру аппаратының ішкі құрылымы бірнеше негізгі элементтерді қамтиды:

• бездер ауамен жанасқанда қатаятын сұйық белокты сөл шығарады. Әрбір особь әртүрлі мақсаттағы материал өндіретін бездердің бірнеше түріне ие. Біреулері жемтікті ұстауға арналған жабысқақ жіптер жасайды, басқалары берік қаңқалық талшықтар өндіреді;
• өзектер бездерді сыртқы тесіктермен жалғап, сөлдің берілуін реттеуге мүмкіндік береді. Бұлшықетті клапандар шығарылатын жіптің қалыңдығын бақылайды. Осы механизмнің арқасында тоқымашы талшық диаметрін бірнеше микроннан миллиметрдің оннан бір бөлігіне дейін өзгертеді;
• фузулалар сүйелдердің ұшындағы микроскопиялық түтікшелер болып табылады. Олар арқылы сұйықтық сыртқа шығып, лезде полимерленеді. Фузулалар саны бірнеше жүзге жетеді, бұл күрделі көпталшықты құрылымдар қалыптастыруға мүмкіндік береді.

Мұндай жүйе әртүрлі конструкциялар жасауда керемет икемділікті қамтамасыз етеді.

Өрмекші жібегінің құрамы мен қасиеттері

Аулау торларының материалы бірегей сипаттамалары бар күрделі биополимер болып табылады. Негізін берік молекулалық тізбектер құрайтын спидроин белоктары құрайды. Салмақ пен беріктіктің арақатынасы бойынша бұл табиғи материал болаттан асып түседі.

Зерттеушілер өрмекші талшығының бірнеше түрін ажыратады:

1. Қаңқалық түрі үзілуге максималды төзімділігімен ерекшеленеді. Ол конструкцияның радиалды сәулелері мен сыртқы жақтауын қалыптастырады. Бұл материал өз салмағынан бірнеше есе асатын жүктемеге төтеп бере алады.
2. Спиральды жіптер айқын серпімділікке ие, бастапқы ұзындығының үш жүз пайызына дейін созылады. Мұндай икемділік ұшып келген жәндіктердің соққысын сіңіруге мүмкіндік береді. Деформациядан кейін талшық бастапқы өлшемдеріне оралады.
3. Жабысқақ нұсқасы желімді заттың микроскопиялық тамшыларымен қапталған. Дәл осы түрі тұзаққа түскен жемтікті ұстап тұрады. Қызығы, тордың иесі аяқтарындағы ерекше майлы қабаттың арқасында жабыспайды.
4. Қорғаныш жібегі жұмыртқаларды орау мен піллә жасау үшін қолданылады. Оның құрылымы ылғал мен патогенді микроорганизмдердің өтуіне кедергі жасайды. Қосымша антибактериялық компоненттер ұрпақты инфекциялардан қорғайды.

Талшықтардың әртүрлі түрлерін үйлестіру көпфункционалды құрылыстар жасауға мүмкіндік береді.

Дөңгелек тор салу кезеңдері

Классикалық дөңгелек тәрізді тұзақ тұрғызу нақты реттелген әрекеттер тізбегі болып табылады. Бүкіл процесс отыз минуттан бірнеше сағатқа дейін созылады. Осы сәулет жобасының негізгі кезеңдерін қарастырайық.

Базалық жақтау жасау

Құрылыс тірек конструкциясын қалыптастырудан басталады. Алдымен тоқымашы ұзын жіп шығарады, оны жел көршілес тіреуішке ұшырады. Бұл «көпірді» бекіткеннен кейін шебер қосылысты бір мезгілде нығайта отырып, ол бойымен жылжиды. Содан соң көпбұрышты периметр құрайтын бүйірлік және төменгі жақтау элементтері жасалады.

Радиалды сәулелерді қалыптастыру

Келесі кезең ерекше дәлдік пен есептеуді талап етеді. Құрылысшы болашақ конструкцияның орталық нүктесін анықтап, сол жерде түйінді қосылысты бекітеді. Осы хабтан сыртқы жақтауға көптеген шабақтар тартылады.

Радиустар саны әртүрлі түрлерде өзгереді:

• қайшыөрмекшілер әдетте жиырма бестен отыз беске дейін сәуле жасайды;
• аргиопа тұқымдасының тор тоқушылары қырық және одан да көп шабақтан тұратын тығызырақ тор қалыптастырады;
• отбасының ұсақ өкілдері он бес-жиырма радиалды элементпен шектеледі.

Көрші сәулелер арасындағы қашықтық таңғажайып дәлдікпен есептеледі.

Көмекші спираль тоқу

Радиалды қаңқа аяқталғаннан кейін құрылыстың уақытша кезеңі басталады. Шебер орталықтан перифериаға қарай жылжып, шабақтарды сирек орналасқан орамдармен жалғайды. Бұл көмекші спираль одан әрі жұмыс үшін құрылыс тіреуіші қызметін атқарады. Оның жіптері жабысқақтыққа ие емес және кейін алынып тасталады.

Аулау спиралін төсеу

Қорытынды кезең максималды шоғырлану мен ұқыптылықты талап етеді. Енді құрылысшы кері бағытта — шеттен ортаға қарай жылжиды. Әрбір орам алдыңғысына әлдеқайда жақын орналасып, тығыз аулау бетін қалыптастырады.

Төсеу процесі тән әрекеттерді қамтиды:

1. Артқы аяқтар иіру мүшелерінен жабысқақ жіпті созып шығарады, бір мезгілде оның керілуін бақылайды.
2. Алдыңғы аяқтар радиалды сәуледе бекіту нүктесін тауып, дұрыс орналастыруды қамтамасыз етеді.
3. Арнайы тарақ тәрізді қылшықтар желімді затты талшықтың бүкіл ұзындығы бойынша біркелкі таратады.
4. Бекіткеннен кейін тоқымашы келесі шабаққа ауысып, конструкция толық аяқталғанша циклді қайталайды.

Көмекші спираль бірте-бірте алынып, белок қорын толтыру үшін жиі жейді.

Өрмекші конструкцияларының балама түрлері

Дөңгелек торлар — аулау құрылыстарының көптеген түрлерінің тек біреуі ғана. Эволюция әртүрлі мекендеу жағдайларына бейімделген көптеген стандартты емес сәулет шешімдерін тудырды.

Ең қызықты нұсқалар арасында мыналар ерекшеленеді:

• шұңқыр тәрізді тұзақтар тар бөлігінде түтік тәрізді баспанасы бар кеңейетін конусқа ұқсайды. Иесі ішінде жасырынып, ықтимал жемтіктің қадамдарынан болатын дірілді күтеді. Аздаған тербеліс кезінде ол найзағайдай шығып, құрбанын қағып алады;
• шатасқан торлар айқын геометриясыз жіптердің хаостық өрілуін білдіреді. Алайда көрінетін тәртіпсіздік сигналдық және аулау талшықтарының ойластырылған жүйесін жасырады. Мұндай конструкциялар тұйық кеңістіктерде ерекше тиімді;
• үшбұрышты торлар үш тіреуіш арасына тартылған тек төрт негізгі жіптен тұрады. Олардың жасаушысы бос ұшын ұстап, жәндік пайда болған кезде кенеттен жіберіп қояды. Керілудің кенеттен босаңсуы тұзақты құрбанға лақтырады;
• көлденең маталар жерге параллель орналасып, төмен ұшатын шыбындар мен масаларды ұстайды. Негізгі жазықтықтың үстінде тік кедергі жіптері тартылады. Олармен соқтығысқан жәндік тікелей жабысқақ бетке құлайды.

Әрбір конструкция өз жасаушысының бірегей аң аулау стратегиясын көрсетеді.

Тоқу сапасына әсер ететін факторлар

Сегізаяқты сәулетшілердің шеберлігі көптеген сыртқы және ішкі жағдайларға байланысты. Зерттеулер тіпті бір түрдің особьтары арасында нәтижелердің айтарлықтай өзгермелілігін көрсетеді.

Жұмыс сапасына мыналар елеулі әсер етеді:

• жас тоқымашының жинақталған тәжірибесі мен физикалық мүмкіндіктерін анықтайды. Жас особьтар симметриясы бұзылған дұрыс емес конструкциялар жасайды. Әрбір келесі құрылыспен дәлдік пен жұмыс жылдамдығы артады;
• тамақтану жібек өндіру үшін белок қорымен тікелей байланысты. Аштық құрылысшы материалды үнемдеп, спираль орамдары арасындағы қашықтықты арттырады. Мол қоректік база тығызырақ және сенімдірек құрылыстар тұрғызуға мүмкіндік береді;
• ауа райы жағдайлары сәулет шешімдерін нақты уақытта түзетеді. Жоғары ылғалдылық қаңқалық элементтерді нығайтуды талап етеді. Желді ауа райы конструкцияны қорғалған жерлерге орналастыруға мәжбүр етеді;
• психоактивті заттардың болуы тоқу сипатын түбегейлі өзгертеді. Классикалық эксперименттер кофеиннің өрнектің хаостылығын тудыратынын көрсетті. Марихуана конструкцияның аяқталмауына, ал амфетаминдер шамадан тыс асығыстыққа әкеледі.

Осы факторларды түсіну биологтарға буынаяқтылардың когнитивті қабілеттерін зерттеуге көмектеседі.

Материалды қалпына келтіру және қайта пайдалану

Өрмекші құрылыстары үнемі тозу мен зақымдануға ұшырайды. Олардың иелері бағалы материалды жөндеу мен кәдеге жаратудың тиімді стратегияларын әзірледі.

Дөңгелек тор тоқушылардың көпшілігі аулау торын күн сайын толығымен қайта құрады. Таңертең иесі зақымдалған конструкцияны ұқыпты орап, өз жібегін жұтады. Қорытылған белоктар жаңа жіптер синтездеу үшін қайта пайдаланылады. Мұндай қайта өңдеу іс жүзінде қалдықсыз өндірісті қамтамасыз етеді.

Жергілікті зақымдар нүктелік жөндеумен жойылады. Жыртылғанды байқаған шебер оның ауқымын бағалап, қалпына келтіру әдісі туралы шешім қабылдайды. Шағын ақаулар жаңа жіптермен жамалады. Ірі зақымдар толық қайта құруға себеп болады.

Өз денесінің сұйық сөлінен осындай керемет конструкциялар жасау қабілеті ғалымдар мен инженерлерді таңдандыруда. Қазіргі технологиялар өрмекші жібегінің бірегей қасиеттерін өнеркәсіптік көлемде қайта жасауға әлі қабілетсіз. Иіру механизмдерін зерттеу болашақтың аса берік материалдарын жасау перспективаларын ашады. Мүмкін, дәл осы кішкентай тоқымашылар адамзатқа тамаша талшықтар жасау құпияларын ашар.