Внутреннее строение. Паутина

Опубликовано MaxTr - сб, 04/22/2017 - 12:33

Паутина – это самая суть паука. Хоть другие членистоногие тоже производят паутину, нет больше группы, все представители которой могли бы это сделать. Те, которые всё же могут, делают это обычно в строго определённые периоды жизненного цикла, а саму паутину используют с одной-двумя целями (например, гусеницы бабочек сооружают кокон). В противоположность им все пауки производят паутину на протяжении всей жизни, используя её везде, где только можно. Птицееды не исключение. Они используют паутину для множества целей:
Для выстилки логова. Более того, многие древесные виды (напр. рода Avicularia) делают гнёзда в расселинах коры полностью из паутины. Фактически, это воздушные норы.
Наземные виды частенько используют паутину для того, чтобы плотно заплести вход в нору, когда не хотят, чтобы их тревожили.
Паутина может стать нитью Ариадны, по которой бродячий паук может найти дорогу к норе.
Паутиной покрываются комочки земли, которые паук выбрасывает из норы по мере расширения жилища.
В неволе многие пауки плетут «скатерть» при кормлении. Неизвестно, делают ли что-либо подобное их дикие собратья.
Из паутины делается коврик-подстилка для линьки.
Паутина становится временным хранилищем спермы, когда самец готовится к встрече с самкой.
Самец чаще всего определяет наличие самки, по химическим сигналам (вряд ли здесь можно сказать «запаху») на паутине, окружающей вход в нору.
Наконец, самка плетёт из паутины яйцевой кокон, вместилище для развивающихся яиц.
 Органы, производящие паутину, так называемые паутинные придатки, обсуждались нами ранее.
 Для чего птицееды паутину не используют – так это для изготовления сетей и ловушек, что делают многие Araneomorphae, так называемые высшие пауки. Хотя некоторые виды птицеедов натягивают радиально у входа в нору сигнальные нити, колебание которых предупреждает паука о приближении добычи или потенциального хищника. Из-за того, что птицееды не плетут сетей и ловушек, они считались более примитивными. Этот аргумент представляется неубедительным. Эти создания имеют ничуть не меньше возможностей плести сети, чем высшие пауки. Но поскольку они существенно тяжелее высших пауков, даже подземных, то изготовление ажурных конструкций для ловли добычи попросту непрактично.
 С химической точки зрения паутина – это практически полностью белковый продукт. Паутинные железы вырабатывают паутину по мере необходимости, а выделяется она через микроскопические отверстия в паутинных придатках. При выделении она растянута, что позволяет белковым молекулам провзаимодействовать между собой, в результате чего нить затвердевает и приобретает фантастическую прочность. Обратите внимание на то, что затвердение нити – это не высыхание, так как она с тем же успехом может отвердеть и под водой (в качестве примера можно привести европейского водяного паука Argyroneta aquatica [Clerck 1758], сем. Argyronetidae).
 Наиболее удивительна в паутине её поразительная прочность. Многие народы мира даже используют её для изготовления рыболовных сетей (для мелкой рыбы), а также ниток, когда скручивается несколько шелковинок. Некоторые разновидности паутины бывают прочнее стальной проволоки такого же диаметра. Большая прочность на разрыв в сочетании с микроскопической толщиной сделала паутину незаменимой при изготовлении перекрестий прицелов во время Второй Мировой войны. По сравнению с нейлоновой нитью она выдерживает вдвое большее растяжение.
 Наконец, несмотря на то, что это практически чистый белок, паутина крайне медленно разрушается. В природе она может провисеть на ветке многие недели после того, как исчез её создатель. В доме она может сохраниться практически неограниченное время, пока не будет сметена веником возмущённой хозяйки. В террариуме она сохранится год и более, демонстрируя лишь незначительные признаки деградации. Бактерии и грибы растут на ней очень плохо и лишь немногие организмы поедают её, несмотря на очевидную питательную ценность. Почему? Неизвестно.
 Производство паутины сопряжено с расходом и белка и энергии. Если бы не существовало способа её переработки, она дорого обошлась бы пауку. Большинство пауков поедают по крайней мере часть отслуживших шёлковых конструкций. Хотя птицееды занимаются этим гораздо реже, чем большинство других пауков.
 Легко решить, что это доказывает примитивность птицеедов, не развивших ещё инстинкта сохранения ценного материала в той же степени, что более продвинутые пауки. Но не менее убедительным представляется то, что расход энергии и белка у птицеедов, плетущих сравнительно мало, существенно меньше, особенно по сравнению с весом тела. Соответственно, потребность экономить не так велика, и они могут себе позволить некоторую расточительность.
 Хотя птицееды могут поедать «скатерть», которую плетут иногда при кормлении в неволе, они обычно не съедают прочие паутинные сооружения. Эти последние следует время от времени удалять.
 Неизвестно, что же происходит со всей той паутиной, которую производят птицееды в природе. Постройки многих тропических видов довольно велики и обладают немалой прочностью. Тем не менее, для птицеедов юго-запада Америки не характерно большое количество паутины вокруг норы, а внутри бывает и того меньше. Они что, плетут мало паутины? Или поедают большую часть старой? И если поедают, то почему не делают этого при содержании в неволе?  Загадка остаётся загадкой.
 Обмен веществ и терморегуляция. Птицееды – пойкилотермные животные. Это значит, что они не могут сами вырабатывать тепло. Температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Более знакомые нам гомойотермные животные, такие как собаки, птицы и люди, в силу своей физиологии продуцируют внутреннее тепло, чтобы поддерживать постоянную температуру, которая не зависит от окружающей среды.
 В тропиках температура воздуха остаётся практически постоянной весь год. В странах с более умеренным климатом температура может существенно меняться в течение нескольких суток и всего годового цикла. Например, птицееды, обитающие в районе города Пуэбло, штат Колорадо (США), в августе переживают температуру более 37оС (98оF) днём. Вечером того же дня может похолодать до 15оС (59 оF). А в январе и феврале столбик термометра частенько опускается ниже нуля. С наступлением холодов эти пауки закрывают вход в нору землёй и мусором и впадают в оцепенение.
 Некоторые называют это состояние диапаузой, но это не вполне корректно. Диапауза подразумевает некоторую подготовку (напр., запасание жира) организма к длительному периоду плохих условий, и наступление её контролируется гормонами, продукция которых зависит от температуры или длины светового дня. Термин этот обычно используется для обозначения задержки роста или развития яиц, личинок или молоди артропод и редко – взрослых особей. Пока ещё никто не исследовал птицеедов в этом состоянии, чтобы определить, является ли это оно гормон-зависимым, или неподвижность обусловлена просто низкой температурой, или здесь имеется какой-то совершенно иной механизм. Мы также не знаем, различается ли это состояние у молодых и взрослых пауков или имеются межвидовые различия.
 Это, скорее всего, не спячка, так как спячка не обходится без терморегуляции, даже при температурах, близких к нулю (суслик). Будучи пойкилотермными существами, птицееды не регулируют свою температуру, впадая в оцепенение. Они просто закупоривают себя в норе на тот период, когда не смогут обеспечить свою безопасность.
 Вопреки много раз упоминавшейся пойкилотермности арахнид, было бы ошибкой думать, что их тело всегда имеет ту же температуру, что и окружающий воздух. Древесные пауки греются на солнце, а норные бегают взад-вперёд в своём жилище, чтобы максимально приблизить свою температуру к комфортной (Minch 1977, 1978). Физиологическая регуляция невозможна, но поведенческую никто не отменял, и эти удивительные существа ею с успехом пользуются.
У большинства паукообразных необычайно низкий уровень метаболизма, даже при температурах, которые мы считаем нормальными (Anderson 1970; Anderson и Prestwich 1982). То же самое и у птицеедов. Обмен веществ у них поддерживается на уровне на 35% ниже нормального для других пойкилотермных животных сходного размера (Anderson 1970). Тому есть несколько причин.Возможно, будучи одними из первых наземных животных, 400 млн.л. назад арахниды приспособились таким образом к суровым и непредсказуемым условиям новой среды обитания. По-видимому, эта черта сохранилась ещё с тех давних пор. Трудно поверить, однако, что животные, столь изменившиеся в остальных отношениях, не способны были повысить свой уровень метаболизма и таким образом увеличить свою конкурентоспособность. Скорее всего, в силу каких-то причин, им это попросту не было нужно.
Низкий уровень обмена веществ может как раз быть следствием диверсификации в процессе эволюции. Не исключено, что это и есть приспособление, дающее арахнидам преимущество и над добычей и над потенциальным хищником. Почти для всех животных на Земле основные потребности – это наличие территории для проживания, наличие пищи и лишь затем наличие возможности размножаться. (Зачастую, но не всегда, первые два условия – это одно и то же.) Обычно приспособленность организма определяется требованиями к пище и пространству, а также количеством производимых потомков. Паукообразные же, двигаясь своим собственным путём, выработали свои собственные критерии приспособленности. Вместо того чтобы отстаивать от соседей большие охотничьи угодья они обзавелись таким уровнем метаболизма, который позволяет им охотиться мало.
 Большинство из них – затворники, которым не требуется много места для жизни. Некоторые вообще едва двигаются. Многие всю жизнь проводят в радиусе нескольких метров от того места, где впервые увидели свет. Зачем им интенсивный обмен веществ?
 Теперь давайте немного посчитаем. Постольку, поскольку мы будем пользоваться довольно-таки грубыми оценками, не стоит воспринимать эти рассуждения буквально. Здесь важен принципиальный результат, а не детали.
 Уровень метаболизма птицеедов примерно на треть ниже, чем у других холоднокровных животных того же размера, ящериц, например. То есть, составляет примерно две трети уровня той же ящерицы. Положим, что уровень обмена веществ у ящерицы составляет одну восьмую – одну десятую уровня гомойотермного животного тех же размеров, например, мыши. Пусть будет одна восьмая. Это значит, что уровень обмена птицееда составляет одну двенадцатую (две трети от одной восьмой) часть уровня обмена мыши.
 Будем считать, что вес среднего человека составляет 75 кг (165 фунтов), а вес среднего птицееда – 50 г (чуть меньше двух унций). Отношение весов составляет 1500:1.
 Если предположить, что уровень обмена веществ у человека и мыши примерно одинаков (Это не так! Помните, что это грубое приближение), то, перемножив отношение весов на отношении уровней обмена (1/20*1/1500), получим, что птицеед, шагающий по террариуму, спокойно может довольствоваться 1/18000 того количества пищи, которое необходимо его хозяину. Учитывая, что человек в день потребляет примерно 2 кг (около 4.5 фунтов) пищи и воды (по крайней мере, в западных странах), в месяц получается 60000 г. Средний птицеед, таким образом, проживёт на 60000/18000=3⅓ г пищи в месяц! И впрямь, в коллекции авторов птицееды неплохо себя чувствуют и даже иногда чересчур полнеют, поедая 6-8 сверчков в месяц. При непосредственном измерении получилось, что 6 взрослых сверчков весят примерно 3 г.